一、概况
ActivityManagerService(AMS)是Android中最核心的服务，主要负责系统中四大组件的启动、切换、调度及应用程序的管理和调度等工作。
AMS通信结构如下图所示：
从图中可以看出：
1、AMS继承自ActivityManagerNative(AMN)，并实现了Watchdog.Monitor和BatteryStatsImpl.BatteryCallback接口。
2、AMN继承Java的Binder类，同时实现了IActivityManager接口，即AMN将作为Binder通信的服务端为用户提供支持。
3、在ActivityManagerNative类中定义了内部类ActivityManagerProxy，该类同样实现了IActivityManager接口，将作为客户端使用的服务端代理。
4、其它进程将使用ActivityManager来使用AMS的服务。ActivityManager通过AMN提供的getDefault接口得到ActivityManagerProxy，然后再以Binder通信的方式调用AMS的接口。
对AMS的基本情况有一个大概的了解后，我们一起来分析一下AMS的启动过程。
由于AMS启动涉及的内容比较多，我们将分段进行分析。
二、createSystemContext
在进入到AMS相关的流程前，我们需要先了解一下相关的准备工作。
我们已经知道了，zygote创建出的第一个java进程是SystemServer。
在SystemServer的run函数中，在启动AMS之前，调用了createSystemContext函数。
其代码如下所示：
.............
//SystemServer在启动任何服务之前，就调用了createSystemContext
//创建出的Context保存在mSystemContext中
// Initialize the system context.
createSystemContext();
// Create the system service manager.
//SystemServiceManager负责启动所有的系统服务，使用的Context就是mSystemContext
mSystemServiceManager = new SystemServiceManager(mSystemContext);
.............我们跟进一下createSystemContext：
private void createSystemContext() {
//调用ActivityThread的systemMain函数，其中会创建出系统对应的Context对象
ActivityThread activityThread = ActivityThread.systemMain();
//取出上面函数创建的Context对象，保存在mSystemContext中
mSystemContext = activityThread.getSystemContext();
//设置系统主题
mSystemContext.setTheme(DEFAULT_SYSTEM_THEME);
}以上函数中，最重要的就是ActivityThread.systemMain了，我们分析一下该函数。
1、ActivityThread.systemMain
public static ActivityThread systemMain() {
// The system process on low-memory devices do not get to use hardware
// accelerated drawing, since this can add too much overhead to the
// process.
if (!ActivityManager.isHighEndGfx()) {
//虽然写着ActivityManager，但和AMS没有任何关系
//就是利用系统属性和配置信息进行判断
//关闭硬件渲染功能
ThreadedRenderer.disable(true);
} else {
ThreadedRenderer.enableForegroundTrimming();
}
//创建ActivityThread
ActivityThread thread = new ActivityThread();
//调用attach函数，参数为true
thread.attach(true);
return thread;
}从上面的代码可以看出，ActivityThread的systemMain函数中，除了进行是否开启硬件渲染的判断外，主要作用是：
创建出ActivityThread对象，然后调用该对象的attach函数。
ActivityThread的构造函数比较简单：
ActivityThread() { mResourcesManager = ResourcesManager.getInstance(); }比较关键的是它的成员变量：
..........
//定义了AMS与应用通信的接口
final ApplicationThread mAppThread = new ApplicationThread();
//拥有自己的looper，说明ActivityThread确实可以代表事件处理线程
final Looper mLooper = Looper.myLooper();
//H继承Handler，ActivityThread中大量事件处理依赖此Handler
final H mH = new H();
//用于保存该进程的ActivityRecord
final ArrayMap<IBinder, ActivityClientRecord> mActivities = new ArrayMap<>()
..........
//用于保存进程中的Service
final ArrayMap<IBinder, Service> mServices = new ArrayMap<>();
...........
//用于保存进程中的Application
final ArrayList<Application> mAllApplications = new ArrayList<Application>();
...........我们需要知道的是，ActivityThread是Android Framework中一个非常重要的类，它代表一个应用进程的主线程，其职责就是调度及执行在该线程中运行的四大组件。
在Android中，应用进程指那些运行APK的进程，它们由zygote fork出来，其中运行着独立的dalvik虚拟机。
与应用进程相对的就是系统进程，例如zygote和SystemServer。
注意到此处的ActivityThread创建于SystemServer进程中。
由于SystemServer中也运行着一些系统APK，例如framework-res.apk、SettingsProvider.apk等，因此也可以认为SystemServer是一个特殊的应用进程。
对于上面提到的ActivityThread的成员变量，其用途基本上可以从名称中得知，这里仅说明一下ApplicationThread。
AMS负责管理和调度进程，因此AMS需要通过Binder机制和应用进程通信。
为此，Android提供了一个IApplicationThread接口，该接口定义了AMS和应用进程之间的交互函数。
如上图所示，ActivityThread作为应用进程的主线程代表，在其中持有ApplicationThread。ApplicationThread继承ApplicationThreadNative。
当AMS与应用进程通信时，ApplicationThread将作为Binder通信的服务端。
AMS与应用进程通信时，通过ApplicationThreadNative获取应用进程对应的ApplicationThreadProxy对象。
通过ApplicationThreadProxy对象，将调用信息通过Binder传递到ActivityThread中的ApplicationThread。
这个调用过程，今后还会遇到，碰到的时候再详细分析。
2、ActivityThread.attach
我们看看ActivityThread的attach函数：
//此时，我们传入的参数为true，表示该ActivityThread是系统进程的ActivityThread
private void attach(boolean system) {
//创建出的ActivityThread保存在类的静态变量sCurrentActivityThread
//AMS中的大量操作将会依赖于这个ActivityThread
sCurrentActivityThread = this;
mSystemThread = system;
if (!system) {
//应用进程的处理流程
..........
} else {
//系统进程的处理流程，该情况只在SystemServer中处理
// Don't set application object here -- if the system crashes,
// we can't display an alert, we just want to die die die.
//设置DDMS(Dalvik Debug Monitor Service)中看到的SystemServer进程的名称为“system_process”
android.ddm.DdmHandleAppName.setAppName("system_process",
UserHandle.myUserId());
try {
//创建ActivityThread中的重要成员：Instrumentation、Application和Context
mInstrumentation = new Instrumentation();
ContextImpl context = ContextImpl.createAppContext(
this, getSystemContext().mPackageInfo);
mInitialApplication = context.mPackageInfo.makeApplication(true, null);
mInitialApplication.onCreate();
} catch (Exception e) {
throw new RuntimeException(
"Unable to instantiate Application():" + e.toString(), e);
}
}
//以下系统进程和非系统进程均会执行
................
//注册Configuration变化的回调通知
ViewRootImpl.addConfigCallback(new ComponentCallbacks2() {
@Override
public void onConfigurationChanged(Configuration newConfig) {
//当系统配置发生变化时（例如系统语言发生变化），回调该接口
...............
}
.............
});
}从上面的代码可以看出，对于系统进程而言，ActivityThread的attach函数最重要的工作就是创建了Instrumentation、Application和Context。
2.1 Instrumentation
Instrumentation是Android中的一个工具类，当该类被启用时，它将优先于应用中其它的类被初始化。
此时，系统先创建它，再通过它创建其它组件。
此外，系统和应用组件之间的交互也将通过Instrumentation来传递。
因此，Instrumentation就能监控系统和组件的交互情况了。
实际使用时，可以创建该类的派生类进行相应的操作。
这个类在介绍启动Activity的过程时还会碰到，此处不作展开。
2.2 Context
Context是Android中的一个抽象类，用于维护应用运行环境的全局信息。
通过Context可以访问应用的资源和类，甚至进行系统级的操作，例如启动Activity、发送广播等。
ActivityThread的attach函数中，通过下面的代码创建出系统应用对应的Context:
....... //ContextImpl是Context的实现类 ContextImpl context = ContextImpl.createAppContext( this, getSystemContext().mPackageInfo); .......2.2.1 getSystemContext
我们先看看ActivityThread中getSystemContext的内容：
public ContextImpl getSystemContext() {
synchronized (this) {
if (mSystemContext == null) {
//调用ContextImpl的静态函数createSystemContext
mSystemContext = ContextImpl.createSystemContext(this);
}
return mSystemContext;
}
}进入ContextImpl的createSystemContext函数：
static ContextImpl createSystemContext(ActivityThread mainThread) {
//创建LoadedApk类，代表一个加载到系统中的APK
//注意此时的LoadedApk只是一个空壳
//PKMS还没有启动，估无法得到有效的ApplicationInfo
LoadedApk packageInfo = new LoadedApk(mainThread);
//调用ContextImpl的构造函数
ContextImpl context = new ContextImpl(null, mainThread,
packageInfo, null, null, 0, null, null, Display.INVALID_DISPLAY);
//初始化资源信息
context.mResources.updateConfiguration(context.mResourcesManager.getConfiguration(),
context.mResourcesManager.getDisplayMetrics());
return context;
}可以看出createSystemContext的内容就是创建一个LoadedApk，然后初始化一个ContextImpl对象。
似乎没有什么特别的，那么为什么函数名被叫做create “System” Context？
为了回答这个问题，就要看看LoadedApk的构造函数了：
LoadedApk(ActivityThread activityThread) {
mActivityThread = activityThread;
mApplicationInfo = new ApplicationInfo();
//packageName为"android"
mApplicationInfo.packageName = "android";
mPackageName = "android";
//下面许多参数为null
................
}注意到createSystemContext函数中，创建的LoadApk对应packageName为”android”，也就是framwork-res.apk。
由于该APK仅供SystemServer进程使用，因此创建的Context被定义为System Context。
现在该LoadedApk还没有得到framwork-res.apk实际的信息。
当PKMS启动，完成对应的解析后，AMS将重新设置这个LoadedApk。
2.2.2 ContextImpl.createAppContext
static ContextImpl createAppContext(ActivityThread mainThread, LoadedApk packageInfo) {
if (packageInfo == null) throw new IllegalArgumentException("packageInfo");
return new ContextImpl(null, mainThread,
packageInfo, null, null, 0, null, null, Display.INVALID_DISPLAY);
}相对而言，createAppContext的内容就比较简单了，就是利用ActivityThread和LoadedApk构造出ContextImpl。
ContextImpl的构造函数主要是完成一些变量的初始化，建立起ContextImpl与ActivityThread、LoadedApk、ContentResolver之间的关系。
代码简单但是冗长，此处不做展开。
2.3 Application
Android中Application类用于保存应用的全局状态。
我们经常使用的Activity和Service均必须和具体的Application绑定在一起。
通过上图的继承关系，每个具体的Activity和Service均被加入到Android运行环境中。
在ActivityThread中，针对系统进程，通过下面的代码创建了初始的Application：
..............
//调用LoadedApk的makeApplication函数
mInitialApplication = context.mPackageInfo.makeApplication(true, null);
//启动Application
mInitialApplication.onCreate();
.............. 我们看一下LoadedApk.makeApplication：
public Application makeApplication(boolean forceDefaultAppClass,
Instrumentation instrumentation) {
if (mApplication != null) {
return mApplication;
}
.............
Application app = null;
String appClass = mApplicationInfo.className;
if (forceDefaultAppClass || (appClass == null)) {
//系统进程中，对应下面的appClass
appClass = "android.app.Application";
}
try {
java.lang.ClassLoader cl = getClassLoader();
if (!mPackageName.equals("android")) {
............
}
ContextImpl appContext = ContextImpl.createAppContext(mActivityThread, this);
//实际上最后通过反射创建出Application
app = mActivityThread.mInstrumentation.newApplication(
cl, appClass, appContext);
appContext.setOuterContext(app);
} catch (Exception e) {
..........
}
//一个进程支持多个Application，mAllApplications用于保存该进程中的Application对象
mActivityThread.mAllApplications.add(app);
mApplication = app;
..............
}从上面的代码不难看出，这部分主要是创建framework-res.apk对应的Application，然后调用它的onCreate函数，完成启动。
总结
至此，createSystemContext函数介绍完毕。
当SystemServer调用createSystemContext完毕后：
1、得到了一个ActivityThread对象，它代表当前进程 (此时为系统进程) 的主线程；
2、得到了一个Context对象，对于SystemServer而言，它包含的Application运行环境与framework-res.apk有关。
在继续分析AMS之前，我们先停下来思考一下，为什么在启动所有的服务前，SystemServer先要调用createSystemContext？
个人觉得《深入理解Android》对这个问题，解释的比较好，大致意思如下：
Android努力构筑了一个自己的运行环境。
在这个环境中，进程的概念被模糊化了。组件的运行及它们之间的交互均在该环境中实现。
createSystemContext函数就是为SystemServer进程搭建一个和应用进程一样的Android运行环境。
Android运行环境是构建在进程之上的，应用程序一般只和Android运行环境交互。
基于同样的道理，SystemServer进程希望它内部运行的应用，
也通过Android运行环境交互，因此才调用了createSystemContext函数。
创建Android运行环境时，
由于SystemServer的特殊性，调用了ActivityThread.systemMain函数；
对于普通的应用程序，将在自己的主线程中调用ActivityThread.main函数。
上图表示了进程的Android运行环境涉及的主要类之间的关系。
其中的核心类是ContextImpl，通过它可以得到ContentResolver、系统资源、应用信息等。
三、AMS初始化
创建完Android运行环境后，SystemServer调用startBootstrapServices，其中就创建并启动了AMS:
private void startBootstrapServices() {
Installer installer = mSystemServiceManager.startService(Installer.class);
// Activity manager runs the show.
//启动AMS，然后获取AMS保存到变量中
mActivityManagerService = mSystemServiceManager.startService(
ActivityManagerService.Lifecycle.class).getService();
//以下均是将变量存储到AMS中
mActivityManagerService.setSystemServiceManager(mSystemServiceManager);
mActivityManagerService.setInstaller(installer);
..........
}注意到上面的代码并没有直接启动AMS，而是启动AMS的内部类Lifecycle。
这是迫不得已的做法，由于AMS并没有继承SystemService，因此不能通过SystemServiceManager的startService直接启动它。
可以这样理解：内部类Lifecycle对于AMS而言，就像一个适配器一样，让AMS能够像SystemService一样被SystemServiceManager通过反射的方式启动。
public static final class Lifecycle extends SystemService {
private final ActivityManagerService mService;
public Lifecycle(Context context) {
//Lifecycle由SystemServiceManager启动，传入的context就是SystemServer创建出的SystemContext
super(context);
//1、调用AMS的构造函数
mService = new ActivityManagerService(context);
}
@Override
public void onStart() {
//2、调用AMS的start函数
mService.start();
}
public ActivityManagerService getService() {
return mService;
}
}接下来我们分别看看AMS的构造函数和start函数。
1、AMS的构造函数
先来看看AMS的构造函数：
public ActivityManagerService(Context systemContext) {
//AMS的运行上下文与SystemServer一致
mContext = systemContext;
............
//取出的是ActivityThread的静态变量sCurrentActivityThread
//这意味着mSystemThread与SystemServer中的ActivityThread一致
mSystemThread = ActivityThread.currentActivityThread();
............
mHandlerThread = new ServiceThread(TAG,
android.os.Process.THREAD_PRIORITY_FOREGROUND, false /*allowIo*/);
mHandlerThread.start();
//处理AMS中消息的主力
mHandler = new MainHandler(mHandlerThread.getLooper());
//UiHandler对应于Android中的UiThread
mUiHandler = new UiHandler();
if (sKillHandler == null) {
sKillThread = new ServiceThread(TAG + ":kill",
android.os.Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND, true /* allowIo */);
sKillThread.start();
//用于接收消息，杀死进程
sKillHandler = new KillHandler(sKillThread.getLooper());
}
//创建两个BroadcastQueue，前台的超时时间为10s，后台的超时时间为60s
mFgBroadcastQueue = new BroadcastQueue(this, mHandler,
"foreground", BROADCAST_FG_TIMEOUT, false);
mBgBroadcastQueue = new BroadcastQueue(this, mHandler,
"background", BROADCAST_BG_TIMEOUT, true);
mBroadcastQueues[0] = mFgBroadcastQueue;
mBroadcastQueues[1] = mBgBroadcastQueue;
//创建变量，用于存储信息
mServices = new ActiveServices(this);
mProviderMap = new ProviderMap(this);
mAppErrors = new AppErrors(mContext, this);
//这一部分，分析BatteryStatsService时提过，进行BSS的初始化
File dataDir = Environment.getDataDirectory();
File systemDir = new File(dataDir, "system");
systemDir.mkdirs();
mBatteryStatsService = new BatteryStatsService(systemDir, mHandler);
mBatteryStatsService.getActiveStatistics().readLocked();
mBatteryStatsService.scheduleWriteToDisk();
mOnBattery = DEBUG_POWER ? true
: mBatteryStatsService.getActiveStatistics().getIsOnBattery();
mBatteryStatsService.getActiveStatistics().setCallback(this);
//创建ProcessStatsService，感觉用于记录进程运行时的统计信息，例如内存使用情况，写入/proc/stat文件
mProcessStats = new ProcessStatsService(this, new File(systemDir, "procstats"));
//启动Android的权限检查服务，并注册对应的回调接口
mAppOpsService = new AppOpsService(new File(systemDir, "appops.xml"), mHandler);
mAppOpsService.startWatchingMode(AppOpsManager.OP_RUN_IN_BACKGROUND, null,
new IAppOpsCallback.Stub() {
@Override public void opChanged(int op, int uid, String packageName) {
if (op == AppOpsManager.OP_RUN_IN_BACKGROUND && packageName != null) {
if (mAppOpsService.checkOperation(op, uid, packageName)
!= AppOpsManager.MODE_ALLOWED) {
runInBackgroundDisabled(uid);
}
}
}
});
//用于定义ContentProvider访问指定Uri对应数据的权限，aosp中似乎没有这文件
mGrantFile = new AtomicFile(new File(systemDir, "urigrants.xml"));
//创建多用户管理器
mUserController = new UserController(this);
//获取OpenGL版本
GL_ES_VERSION = SystemProperties.getInt("ro.opengles.version",
ConfigurationInfo.GL_ES_VERSION_UNDEFINED);
............
//资源配置信息置为默认值
mConfiguration.setToDefaults();
mConfiguration.setLocales(LocaleList.getDefault());
mConfigurationSeq = mConfiguration.seq = 1;
//感觉用于记录进程的CPU使用情况
mProcessCpuTracker.init();
//解析/data/system/packages-compat.xml文件，该文件用于存储那些需要考虑屏幕尺寸的APK的一些信息
//当APK所运行的设备不满足要求时，AMS会根据xml设置的参数以采用屏幕兼容的方式运行该APK
mCompatModePackages = new CompatModePackages(this, systemDir, mHandler);
//用于根据规则过滤一些Intent
mIntentFirewall = new IntentFirewall(new IntentFirewallInterface(), mHandler);
//以下的类，似乎用于管理和监控AMS维护的Activity Task信息
//ActivityStackSupervisor是AMS中用来管理Activity启动和调度的核心类
mStackSupervisor = new ActivityStackSupervisor(this);
mActivityStarter = new ActivityStarter(this, mStackSupervisor);
mRecentTasks = new RecentTasks(this, mStackSupervisor);
//创建线程用于统计进程的CPU使用情况
mProcessCpuThread = new Thread("CpuTracker") {
@Override
public void run() {
while (true) {
try {
try {
//计算更新信息的等待间隔
//同时利用wait等待计算出的间隔时间
......
} catch(InterruptedException e) {
}
//更新CPU运行统计信息
updateCpuStatsNow();
} catch (Exception e) {
..........
}
}
}
};
//加入Watchdog的监控
Watchdog.getInstance().addMonitor(this);
Watchdog.getInstance().addThread(mHandler);
}从代码来看，AMS的构造函数还是相对比较简单的，主要工作就是初始化一些变量。
大多数变量的用途，从命名上基本可以推测出来，实际的使用情况必须结合具体的场景才能进一步了解。
2、AMS的start函数
private void start() {
//完成统计前的复位工作
Process.removeAllProcessGroups();
//开始监控进程的CPU使用情况
mProcessCpuThread.start();
//注册服务
mBatteryStatsService.publish(mContext);
mAppOpsService.publish(mContext);
Slog.d("AppOps", "AppOpsService published");
LocalServices.addService(ActivityManagerInternal.class, new LocalService());
}AMS的start函数比较简单，主要是：
1、启动CPU监控线程。该线程将会开始统计不同进程使用CPU的情况。
2、发布一些服务，如BatteryStatsService、AppOpsService(权限管理相关)和本地实现的继承ActivityManagerInternal的服务。
至此AMS初始化相关的内容基本结束，从这些代码可以看出AMS涉及的类比较多，我们目前无法一一详述每个类的具体用途。
有机会遇到具体的场景时，再深入分析，此处有个大致印象即可。
四、将SystemServer纳入AMS的管理体系
1、setSystemProcess
AMS完成启动后，在SystemServer的startBootstrapServices函数中，
下一个与AMS相关的重要调用就是AMS.setSystemProcess了：
private void startBootstrapServices() {
...........
// Set up the Application instance for the system process and get started.
mActivityManagerService.setSystemProcess();
...........
}我们跟进一下setSystemProcess函数：
public void setSystemProcess() {
try {
//以下是向ServiceManager注册几个服务
//AMS自己
ServiceManager.addService(Context.ACTIVITY_SERVICE, this, true);
//注册进程统计信息的服务
ServiceManager.addService(ProcessStats.SERVICE_NAME, mProcessStats);
//用于打印内存信息用的
ServiceManager.addService("meminfo", new MemBinder(this));
//用于输出进程使用硬件渲染方面的信息
ServiceManager.addService("gfxinfo", new GraphicsBinder(this));
//用于输出数据库相关的信息
ServiceManager.addService("dbinfo", new DbBinder(this));
//MONITOR_CPU_USAGE默认为true
if (MONITOR_CPU_USAGE) {
//用于输出进程的CPU使用情况
ServiceManager.addService("cpuinfo", new CpuBinder(this));
}
//注册权限管理服务
ServiceManager.addService("permission", new PermissionController(this));
//注册获取进程信息的服务
ServiceManager.addService("processinfo", new ProcessInfoService(this));
//1、向PKMS查询package名为“android”的应用的ApplicationInfo
ApplicationInfo info = mContext.getPackageManager().getApplicationInfo(
"android", STOCK_PM_FLAGS | MATCH_SYSTEM_ONLY);
//2、调用installSystemApplicationInfo
mSystemThread.installSystemApplicationInfo(info, getClass().getClassLoader());
//3、以下与AMS的进程管理有关
synchronized (this) {
ProcessRecord app = newProcessRecordLocked(info, info.processName, false, 0);
app.persistent = true;
app.pid = MY_PID;
app.maxAdj = ProcessList.SYSTEM_ADJ;
app.makeActive(mSystemThread.getApplicationThread(), mProcessStats);
synchronized (mPidsSelfLocked) {
mPidsSelfLocked.put(app.pid, app);
}
updateLruProcessLocked(app, false, null);
updateOomAdjLocked();
}
} catch (PackageManager.NameNotFoundException e) {
throw new RuntimeException(
"Unable to find android system package", e);
}
}从上面的代码可以看出，AMS的setSystemProcess主要有四个主要的功能：
1、注册一些服务；
2、获取package名为“android”的应用的ApplicationInfo；
3、调用ActivityThread的installSystemApplicationInfo；
4、AMS进程管理相关的操作。
这四个主要的功能中，第一个比较简单，就是用Binder通信完成注册。
我们主要看看后三个功能对应的流程。
1.1 获取ApplicationInfo
如前所述，这部分相关的代码为：
.......... ApplicationInfo info = mContext.getPackageManager().getApplicationInfo( "android", STOCK_PM_FLAGS | MATCH_SYSTEM_ONLY); ..........1.1.1 获取PKMS服务代理
我们先看看mContext.getPackageManager()的操作过程。
我们已经知道mContext的实现类是ContextImpl，其中对应的代码如下：
@Override
public PackageManager getPackageManager() {
if (mPackageManager != null) {
return mPackageManager;
}
//依赖于ActivityThread的getPackageManager函数
IPackageManager pm = ActivityThread.getPackageManager();
if (pm != null) {
// Doesn't matter if we make more than one instance.
//利用PKMS的代理对象，构建ApplicationPackageManager
//该类继承PackageManager
return (mPackageManager = new ApplicationPackageManager(this, pm));
}
return null;
}跟进一下ActivityThread中的getPackageManager：
public static IPackageManager getPackageManager() {
if (sPackageManager != null) {
//Slog.v("PackageManager", "returning cur default = " + sPackageManager);
return sPackageManager;
}
//依赖于Binder通信，获取到PKMS对应的BpBinder
IBinder b = ServiceManager.getService("package");
.....................
//得到PKMS对应的Binder服务代理
sPackageManager = IPackageManager.Stub.asInterface(b);
....................
return sPackageManager;
}从上面的代码我们可以看到，AMS获取PKMS用到了Binder通信。
实际上，PKMS由SystemServer创建，与AMS运行在同一个进程。
AMS完全可以不经过Context、ActivityThread、Binder来获取PKMS。
根据一些资料，推断出原生代码这么做的原因是：
SystemServer进程中的服务，也使用Android运行环境来交互，
保留了组件之间交互接口的统一，为未来的系统保留了可扩展性。
1.1.2 通过PKMS获取ApplicationInfo
得到PKMS的代理对象后，AMS调用PKMS的getApplicationInfo接口，获取package名为”android”的ApplicationInfo。
在AMS的setSystemProcess被调用前，PKMS已经启动了。
之前分析PKMS的博客中，我们已经提到，在PKMS的构造函数中，
它将解析手机中所有的AndroidManifest.xml，然后形成各种数据结构以维护应用的信息。
getApplicationInfo就是通过package名，从对应的数据结构中，取出对应的应用信息。
这部分内容主要就是查询数据结构的内容，不作深入分析。
1.2 installSystemApplicationInfo
得到framework-res.apk对应的ApplicationInfo后，需要将这部分ApplicationInfo保存到SystemServer对应的ActivityThread中。
这部分对应的代码为：
.............. mSystemThread.installSystemApplicationInfo(info, getClass().getClassLoader()); ..............AMS中的mSystemThread就是SystemServer中创建出的ActivityThread。
因此我们跟进一下ActivityThread的installSystemApplicationInfo函数：
public void installSystemApplicationInfo(ApplicationInfo info, ClassLoader classLoader) {
synchronized (this) {
//调用SystemServer中创建出的ContextImpl的installSystemApplicationInfo函数
getSystemContext().installSystemApplicationInfo(info, classLoader);
// give ourselves a default profiler
//创建一个Profiler对象，用于性能统计
mProfiler = new Profiler();
}
}继续跟进ContextImpl的installSystemApplicationInfo函数：
void installSystemApplicationInfo(ApplicationInfo info, ClassLoader classLoader) {
//前面已经提到过mPackageInfo的类型为LoadedApk
mPackageInfo.installSystemApplicationInfo(info, classLoader);
}随着流程进入到LoadedApk：
/** * Sets application info about the system package. */
void installSystemApplicationInfo(ApplicationInfo info, ClassLoader classLoader) {
//这个接口仅供系统进程调用，故这里断言一下
assert info.packageName.equals("android");
mApplicationInfo = info;
mClassLoader = classLoader;
}至此，我们知道了installSystemApplicationInfo的真相就是：
将“android”对应的ApplicationInfo（即framework-res.apk对应的ApplicationInfo），
加入到SystemServer之前调用createSystemContext时，创建出的LoadedApk中。
毕竟SystemServer创建System Context时，PKMS并没有完成对手机中文件的解析，初始的LoadedApk中并没有持有有效的ApplicationInfo。
在此基础上，AMS下一步的工作就呼之欲出了。
由于framework-res.apk运行在SystemServer进程中，而AMS是专门用于进程管理和调度的，
因此SystemServer进程也应该在AMS中有对应的管理结构。
于是，AMS的下一步工作就是将SystemServer的运行环境和一个进程管理结构对应起来，并进行统一的管理。
1.3 AMS进程管理注意到上面的ContentProvider注册到AMS后，进行了notifyAll的操作。
举例来说：进程A需要查询一个数据库，需要通过进程B中的某个ContentProvider来实施。
如果B还未启动，那么AMS就需要先启动B。在这段时间内，A需要等待B启动并注册对应的ContentProvider。
B一旦完成ContentProvider的注册，就需要告知A退出等待以继续后续的查询工作。
setSystemProcess函数中，进程管理相关的代码为：
.............
synchronized (this) {
//创建进程管理对应的结构ProcessRecord
ProcessRecord app = newProcessRecordLocked(info, info.processName, false, 0);
//由于此时创建的是SystemServer进程对应ProcessRecord
//因此设定了一些特殊值
app.persistent = true;
app.pid = MY_PID;
app.maxAdj = ProcessList.SYSTEM_ADJ;
//将SystemServer对应的ApplicationThread保存到ProcessRecord中
app.makeActive(mSystemThread.getApplicationThread(), mProcessStats);
synchronized (mPidsSelfLocked) {
//按pid将ProcessRecord保存到mPidsSelfLocked中
mPidsSelfLocked.put(app.pid, app);
}
//updateLruProcessLocked来调整进程在mLruProcess列表的位置
//在这个列表中，最近活动过得进程总是位于前列，同时拥有Activity的进程位置总是前于只有Service的进程
updateLruProcessLocked(app, false, null);
//更新进程对应的oom_adj值(oom_adj将决定进程是否被kill掉）
updateOomAdjLocked();
}
...............这里我们仅分析一下创建进程管理结构的函数newProcessRecordLocked。
updateLruProcessLocked和updateOomAdjLocked函数比较复杂，等对AMS有更多的了解后，再做分析。
final ProcessRecord newProcessRecordLocked(ApplicationInfo info, String customProcess,
boolean isolated, int isolatedUid) {
//进程的名称
String proc = customProcess != null ? customProcess : info.processName;
//将用于创建该进程的电源统计项
BatteryStatsImpl stats = mBatteryStatsService.getActiveStatistics();
final int userId = UserHandle.getUserId(info.uid);
//isolated此时为false
if (isolated) {
..........
}
//创建出对应的存储结构
final ProcessRecord r = new ProcessRecord(stats, info, proc, uid);
//判断进程是否常驻
if (!mBooted && !mBooting
&& userId == UserHandle.USER_SYSTEM
&& (info.flags & PERSISTENT_MASK) == PERSISTENT_MASK) {
r.persistent = true;
}
//按进程名将ProcessRecord存入到AMS的变量mProcessNames中
//该变量的类型为ProcessMap<ProcessRecord>
//结合前面的代码，我们知道AMS有两种方式可以取到ProcessRecord
//一是根据进程名，二是根据进程名称
addProcessNameLocked(r);
return r;
}跟进一下ProcessRecord的构造函数：
ProcessRecord(BatteryStatsImpl _batteryStats, ApplicationInfo _info,
String _processName, int _uid) {
mBatteryStats = _batteryStats; //用于电量统计
info = _info; //保存ApplicationInfo
...........
processName = _processName; //保存进程名
//一个进程能运行多个Package，pkgList用于保存package名
pkgList.put(_info.packageName, new ProcessStats.ProcessStateHolder(_info.versionCode));
//以下变量和进程调度优先级有关
maxAdj = ProcessList.UNKNOWN_ADJ;
curRawAdj = setRawAdj = ProcessList.INVALID_ADJ;
curAdj = setAdj = verifiedAdj = ProcessList.INVALID_ADJ;
//决定进程是否常驻内存（即使被杀掉，系统也会重启它）
persistent = false;
removed = false;
lastStateTime = lastPssTime = nextPssTime = SystemClock.uptimeMillis();
}总结
至此，我们对AMS的setSystemProcess函数分析告一段落。
从上面的代码可以看出，在这个函数中除了发布一些服务外，主要是：
将framework-res.apk的信息加入到SystemServer对应的LoadedApk中，同时构建SystemServer进程对应的ProcessRecord，
以将SystemServer进程纳入到AMS的管理中。
2、AMS的installSystemProviders
接下来AMS启动相关的操作，定义于SystemServer的startOtherServices函数中。
private void startOtherServices() {
...........
mActivityManagerService.installSystemProviders();
...........
}我们跟进一下AMS的installSystemProviders函数：
public final void installSystemProviders() {
List<ProviderInfo> providers;
synchronized (this) {
//AMS根据进程名取出SystemServer对应的ProcessRecord
ProcessRecord app = mProcessNames.get("system", Process.SYSTEM_UID);
//1、得到该ProcessRecord对应的ProviderInfo
providers = generateApplicationProvidersLocked(app);
//这里仅处理系统级的Provider
if (providers != null) {
for (int i=providers.size()-1; i>=0; i--) {
ProviderInfo pi = (ProviderInfo)providers.get(i);
if ((pi.applicationInfo.flags&ApplicationInfo.FLAG_SYSTEM) == 0) {
Slog.w(TAG, "Not installing system proc provider " + pi.name
+ ": not system .apk");
providers.remove(i);
}
}
}
}
}
if (providers != null) {
//2、安装Provider
mSystemThread.installSystemProviders(providers);
}
//创建ContentObserver监控Settings数据库中Secure、System和Global表的变化
mCoreSettingsObserver = new CoreSettingsObserver(this);
//创建ContentObserver监控Settings数据库中字体大小的变化
mFontScaleSettingObserver = new FontScaleSettingObserver();
}从上面的代码可以看出，installSystemProviders主要是加载运行在SystemServer进程中的ContentProvider，即SettingsProvider.apk (定义于frameworks/base/packages/SettingsProvider)。
上面有两个比较重要的函数：
1、generateApplicationProvidersLocked返回一个进程对应的ProviderInfo List。
2、ActivityThread可以看做是进程的Android运行环境，因此它的installSystemProviders表示为对应进程安装ContentProvider。
当SettingsProvider被加载到SystemServer进程中运行后，AMS就注册了两个ContentObserver监控SettingsProvider中的字段变化。
AMS监控的字段影响范围比较广，例如字体发生变化时，很多应用的显示界面都需要做出调整。
这也许就是让AMS来负责监控这些字段的原因。
接下来，我们分别看看上述比较重要的两个函数。
2.1 generateApplicationProvidersLocked
private final List<ProviderInfo> generateApplicationProvidersLocked(ProcessRecord app) {
List<ProviderInfo> providers = null;
try {
//利用PKMS根据进程名及权限，从数据结构中得到进程对应ProviderInfo
providers = AppGlobals.getPackageManager()
.queryContentProviders(app.processName, app.uid,
STOCK_PM_FLAGS | PackageManager.GET_URI_PERMISSION_PATTERNS
| MATCH_DEBUG_TRIAGED_MISSING)
.getList();
} catch (RemoteException ex) {
}
.............
int userId = app.userId;
if (providers != null) {
int N = providers.size();
//写这行代码的人，一定是个极客！！！！
//通常而言，我们逐渐向容器加入数据时，容器只有在数据超出当前存储空间时
//才会进行内存的重新分配（一般是乘2）和数据的拷贝
//因此若待加入数据总量很大，在逐步向容器加入数据的过程中，容器将会有多次重新分配和拷贝的过程
//或许整体的开销并不是很惊人，但事先将内存一次分配到位，体现了对极致的追求 （情不自禁的写了这段话。。。）
app.pubProviders.ensureCapacity(N + app.pubProviders.size());
for (int i=0; i<N; i++) {
ProviderInfo cpi = (ProviderInfo)providers.get(i);
//判断Provider是否为单例的
boolean singleton = isSingleton(cpi.processName, cpi.applicationInfo,
cpi.name, cpi.flags);
//这里应该是针对多用户的处理
//若一个Provider是单例的，但当前进程不属于默认用户，那么这个Provider将不被处理
//简单来说，就是两个用户都启动一个进程时（有了两个进程），
//定义于进程Package中单例的Provider仅运行在默认用户启动的进程中
if (singleton && UserHandle.getUserId(app.uid) != UserHandle.USER_SYSTEM) {
// This is a singleton provider, but a user besides the
// default user is asking to initialize a process it runs
// in... well, no, it doesn't actually run in this process,
// it runs in the process of the default user. Get rid of it.
providers.remove(i);
N--;
i--;
continue;
}
//包名和类名组成ComponentName
ComponentName comp = new ComponentName(cpi.packageName, cpi.name);
//创建ContentProvider对应的ContentProviderRecord
//加入到AMS的mProviderMap中
ContentProviderRecord cpr = mProviderMap.getProviderByClass(comp, userId);
if (cpr == null) {
cpr = new ContentProviderRecord(this, cpi, app.info, comp, singleton);
mProviderMap.putProviderByClass(comp, cpr);
}
............
//将ContentProviderRecord保存在ProcessRecord中
app.pubProviders.put(cpi.name, cpr);
if (!cpi.multiprocess || !"android".equals(cpi.packageName)) {
// Don't add this if it is a platform component that is marked
// to run in multiple processes, because this is actually
// part of the framework so doesn't make sense to track as a
// separate apk in the process.
//当ContentProvider仅属于当前进程时，还需要统计该Provider的运行信息
app.addPackage(cpi.applicationInfo.packageName, cpi.applicationInfo.versionCode,
mProcessStats);
}
//通知PKMS记录该Provider对应包被使用的时间
notifyPackageUse(cpi.applicationInfo.packageName,
PackageManager.NOTIFY_PACKAGE_USE_CONTENT_PROVIDER);
}
}
return providers;
}整体来讲generateApplicationProvidersLocked函数的思想很简单，最主要的功能是：
从PKMS中得到应用对应的ContentProvider，然后利用应用信息和对应的ContentProvider组成ContentProviderRecord，
并按包名存储到AMS的mProviderMap中。
AMS保存ProviderInfo的原因是：它需要管理ContentProvider。
此外，我们看到ProcessRecord也保存了ProviderInfo，这是因为ContentProvider最终要落实到一个进程中。
这也是为了方便AMS的管理，毕竟一个进程退出时，AMS需要将其中运行的ContentProvider信息从系统中移除。
generateApplicationProvidersLocked中唯一稍微绕了点弯的地方是，针对多用户的情况，判断了ContentProvider是否为单例的。
就像我注释里写的，个人觉得在多用户的场景下，“同一个”进程变成了多个，分别运行在每个用户对应的空间中。
假设ContentProvider在对应的xml中定义了，运行在指定进程A中。
那么当多个用户都加载进程A时（此时进程名或许相似，但不是一个进程），
A进程中定义的ContentProvider将被加载多次，分别运行在各个用户的进程A中。
但是当一个ContentProvider是单例的，那么该ContentProvider仅会被加载在系统用户（类似于administrator）启动的进程中。
虽然目前多用户的场景比较少，ContentProvider到底运行在哪个进程中，可能也不是那么重要。
但本着学习的态度，我们还是看看isSingleton的实现：
boolean isSingleton(String componentProcessName, ApplicationInfo aInfo,
String className, int flags) {
boolean result = false;
// For apps that don't have pre-defined UIDs, check for permission
//非系统用户，就是多了个权限检查
//是否单例还是取决于ServiceInfo.FLAG_SINGLE_USER
if (UserHandle.getAppId(aInfo.uid) >= Process.FIRST_APPLICATION_UID) {
if ((flags & ServiceInfo.FLAG_SINGLE_USER) != 0) {
if (ActivityManager.checkUidPermission(
INTERACT_ACROSS_USERS,
aInfo.uid) != PackageManager.PERMISSION_GRANTED) {
//无权限，则抛出异常
.............
}
}
// Permission passed
result = true;
} else if ("system".equals(componentProcessName)) {
result = true;
} else if ((flags & ServiceInfo.FLAG_SINGLE_USER) != 0) {
// Phone app and persistent apps are allowed to export singleuser providers.
result = UserHandle.isSameApp(aInfo.uid, Process.PHONE_UID)
|| (aInfo.flags & ApplicationInfo.FLAG_PERSISTENT) != 0;
}
.............
return result;
}从上面的代码，我们知道了：
对于非系统用户而言，当Provider的flag包含ServiceInfo.FLAG_SINGLE_USER时，它是单例的；
对于系统用户而言，当Provider运行在系统进程中，或者 该Provider运行在(Phone进程或常驻进程)且(包含ServiceInfo.FLAG_SINGLE_USER)时，它是单例的。
至此，我们知道了generateApplicationProvidersLocked函数，主要就是用于得到和保存对应进程的ContentProvider信息。
2.2 installSystemProviders
得到运行在进程中的ContentProvider的信息后，当然要进行安装了。
对于运行在SystemServer中的ContentProvider，AMS将调用ActivityThread的installSystemProviders进行处理。
public final void installSystemProviders(List<ProviderInfo> providers) {
if (providers != null) {
//对于SystemServer进程而言，mInitialApplication是framework-res.apk对应的Application
installContentProviders(mInitialApplication, providers);
}
}
private void installContentProviders(
Context context, List<ProviderInfo> providers) {
final ArrayList<IActivityManager.ContentProviderHolder> results =
new ArrayList<IActivityManager.ContentProviderHolder>();
for (ProviderInfo cpi : providers) {
..............
//1、初始化并保存ContentProvider
IActivityManager.ContentProviderHolder cph = installProvider(context, null, cpi,
false /*noisy*/, true /*noReleaseNeeded*/, true /*stable*/);
if (cph != null) {
cph.noReleaseNeeded = true;
results.add(cph);
}
}
try {
//2、向AMS注册ContentProvider
ActivityManagerNative.getDefault().publishContentProviders(
getApplicationThread(), results);
} catch (RemoteException ex) {
throw ex.rethrowFromSystemServer();
}
}installContentProviders是安装ContentProvider时的通用程序，主要包括两方面的工作：
1、调用installProvider得到IActivityManager.ContentProviderHolder对象，其间完成了对应ContentProvider的初始化等工作。
2、向AMS发布这个IActivityManager.ContentProviderHolder。
2.2.1 installProvider
private IActivityManager.ContentProviderHolder installProvider(Context context,
IActivityManager.ContentProviderHolder holder, ProviderInfo info,
boolean noisy, boolean noReleaseNeeded, boolean stable) {
ContentProvider localProvider = null;
IContentProvider provider;
if (holder == null || holder.provider == null) {
//此时holder==null, 进入这个分支
............
Context c = null;
ApplicationInfo ai = info.applicationInfo;
//下面判断的作用是：为待安装的ContentProvider找到对应的Application
//在AndroidManifest.xml中，ContentProvider是Application的子标签，
//因此ContentProvider与Application有一种对应关系
//在本次的流程中，传入的Context是mInitialApplication，代表的是framework-res.apk
//而Provider代表的是SettingsProvider, SettingsProvider.apk所对应的Application还未创建
if (context.getPackageName().equals(ai.packageName)) {
c = context;
} else if (mInitialApplication != null &&
mInitialApplication.getPackageName().equals(ai.packageName)) {
c = mInitialApplication;
} else {
try {
//以下将创建一个Context，指向SettingsProvider.apk
//ai.packageName为com.android.provider.settings
//利用package对应的LoadedApk信息，创建ContextImpl
//当前主线程如果加载过这个LoadedApk，将从存储变量中取出LoadedApk
//否则将通过PKMS得到对应的ApplicationInfo，并以ApplicationInfo构建出LoadedApk，然后保存在存储变量中
c = context.createPackageContext(ai.packageName,
Context.CONTEXT_INCLUDE_CODE);
} catch (PackageManager.NameNotFoundException e) {
// Ignore
}
}
..................
try {
//除了ContextProvider与Application的对应关系外，必须先找到ContextProvider对应的Context的另一个原因是：
//只有正确的Context才能加载对应APK的Java字节码，从而通过反射的方式创建出ContextProvider实例
//得到对应的ClassLoader
final java.lang.ClassLoader cl = c.getClassLoader();
//反射创建实例
localProvider = (ContentProvider)cl.
loadClass(info.name).newInstance();
//得到ContentProvider的mTransport对象
//表现类型为接口IContentProvider，实际为ContentProviderNative，即ContentProvider的Binder通信服务端
provider = localProvider.getIContentProvider();
..................
//初始化ContentProvider，内部会调用ContentProvder的onCreate函数
localProvider.attachInfo(c, info);
} catch(java.lang.Exception e) {
............
}
} else {
provider = holder.provider;
if (DEBUG_PROVIDER) Slog.v(TAG, "Installing external provider " + info.authority + ": "
+ info.name);
}
IActivityManager.ContentProviderHolder retHolder;
synchronized (mProviderMap) {
...............
//调用ContentProviderNative的asBinder
IBinder jBinder = provider.asBinder();
if (localProvider != null) {
ComponentName cname = new ComponentName(info.packageName, info.name);
ProviderClientRecord pr = mLocalProvidersByName.get(cname);
if (pr != null) {
............
} else {
//创建ContentProviderHolder持有ContentProvider
holder = new IActivityManager.ContentProviderHolder(info);
holder.provider = provider;
holder.noReleaseNeeded = true;
//构造ProviderClientRecord，并按authority将ProviderClientRecord存入mProviderMap
pr = installProviderAuthoritiesLocked(provider, localProvider, holder);
mLocalProviders.put(jBinder, pr);
mLocalProvidersByName.put(cname, pr);
}
retHolder = pr.mHolder;
} else {
...............
}
}
return retHolder;
}installProvider的代码较长，但实际思想很简单，就是环环相扣的三步：
1、创建出ContentProvider对应的ContextImpl(代表对应的运行环境)；
2、利用ContextImpl得到对应的ClassLoader，完成ContentProvider的初始化和启动；
3、得到与ContentProvider通信的BpBinder，然后按名称和BpBinder，将ContentProvider保存到对应的存储结构中。
ActivityThread与ContentProvider的关系大概如上图所示。
ContentProvider本身只是一个容器，其内部持有的Transport类才能提供对跨进程调用的支持。
Transport类继承自ContentProviderNative类，作为ContentProvider的Binder通信服务端。
ContentProviderNative中定义了ContentProvderProxy类，将作为Binder通信的服务端代理。
如上代码所示，ActivityThread用mLocalProviders保存运行在本地的ContentProvider时，
使用的键值就是ContentProvider的Binder通信服务端。
2.2.2 publishContentProviders
ContentProvider初始化完成后，我们需要向AMS注册它。
如前所述，在ActivityThread的installContentProviders函数中，将通过下面这段代码进行注册：
.......... ActivityManagerNative.getDefault().publishContentProviders( getApplicationThread(), results); .........这段代码是注册ContentProvider的通用代码，因此即使我们现在的流程运行在AMS中，此处仍然将通过Binder通信进行调用。
ActivityManagerNative.getDefault()将得到ActivityManagerProxy对象，因此上面代码实际上调用的是ActivityManagerProxy.publishContentProviders:
//ActivityThread注册ContentProvider时，传入了自己的ApplicationThread，
//当AMS与ActivityThread通信时，ApplicationThread作为Binder通信的服务端
public void publishContentProviders(IApplicationThread caller,
List<ContentProviderHolder> providers) throws RemoteException {
Parcel data = Parcel.obtain();
Parcel reply = Parcel.obtain();
data.writeInterfaceToken(IActivityManager.descriptor);
data.writeStrongBinder(caller != null ? caller.asBinder() : null);
data.writeTypedList(providers);
//消息打包完成后，发往服务端AMS
mRemote.transact(PUBLISH_CONTENT_PROVIDERS_TRANSACTION, data, reply, 0);
reply.readException();
data.recycle();
reply.recycle();
}在AMS父类AMN的onTransact函数中：
public boolean onTransact(int code, Parcel data, Parcel reply, int flags)
throws RemoteException {
switch (code) {
.......
case PUBLISH_CONTENT_PROVIDERS_TRANSACTION: {
data.enforceInterface(IActivityManager.descriptor);
//得到ApplicationThread的BpBinder
IBinder b = data.readStrongBinder();
//得到ActivityThread中ApplicationThread的服务端代理
IApplicationThread app = ApplicationThreadNative.asInterface(b);
//解析出消息
ArrayList<ContentProviderHolder> providers =
data.createTypedArrayList(ContentProviderHolder.CREATOR);
//AMN调用子类的函数
publishContentProviders(app, providers);
reply.writeNoException();
return true;
}
.......
}
.........
}跟着流程，现在我们看看AMS中的publishContentProviders函数：
public final void publishContentProviders(IApplicationThread caller,
List<ContentProviderHolder> providers) {
if (providers == null) {
return;
}
...........
synchronized (this) {
//找到调用者对应的ProcessRecord对象
final ProcessRecord r = getRecordForAppLocked(caller);
...........
final int N = providers.size();
for (int i = 0; i < N; i++) {
ContentProviderHolder src = providers.get(i);
............
//ProcessRecord的pubProviders中保存了ContentProviderRecord信息
//这是根据PKMS解析出的Package信息生成的
//此处主要判断将要发布的ContentProvider是否由该Pacakge声明
ContentProviderRecord dst = r.pubProviders.get(src.info.name);
............
if (dst != null) {
ComponentName comp = new ComponentName(dst.info.packageName, dst.info.name);
//按名称保存到mProviderMap
mProviderMap.putProviderByClass(comp, dst);
...............
String names[] = dst.info.authority.split(";");
for (int j = 0; j < names.length; j++) {
//按authority保存到mProviderMap
mProviderMap.putProviderByName(names[j], dst);
}
}
//mLaunchingProviders保存处于启动状态的Provider
int launchingCount = mLaunchingProviders.size();
int j;
boolean wasInLaunchingProviders = false;
for (j = 0; j < launchingCount; j++) {
if (mLaunchingProviders.get(j) == dst) {
//这个ContentProvider完成启动，从队列中移除
mLaunchingProviders.remove(j);
wasInLaunchingProviders = true;
j--;
launchingCount--;
}
}
if (wasInLaunchingProviders) {
//取消启动超时的消息
mHandler.removeMessages(CONTENT_PROVIDER_PUBLISH_TIMEOUT_MSG, r);
}
synchronized (dst) {
dst.provider = src.provider;
dst.proc = r;
//通知等待那些等待ContentProvider所在进程启动的客户端进程
dst.notifyAll();
}
//每发布一个ContentProvder，均调整对应进程的oom_adj
updateOomAdjLocked(r);
//判断，并在需要时更新ContentProvider相关的统计信息
maybeUpdateProviderUsageStatsLocked(r, src.info.packageName,
src.info.authority);
}
}
..........
}publishContentProviders函数结束后，一个ContentProvider就算正式在系统中注册了。
在AMS的启动过程中，此处注册的是SettingsProvider。
此后，Settings数据库相关的操作均由它来管理。
注意到上面的ContentProvider注册到AMS后，进行了notifyAll的操作。
举例来说：进程A需要查询一个数据库，需要通过进程B中的某个ContentProvider来实施。
如果B还未启动，那么AMS就需要先启动B。在这段时间内，A需要等待B启动并注册对应的ContentProvider。
B一旦完成ContentProvider的注册，就需要告知A退出等待以继续后续的查询工作。
五、AMS的systemReady
接下来，我们看看AMS启动的最后一部分：systemReady。
该函数在SystemServer中startOtherServices的最后被调用：
private void startOtherServices() {
............
// We now tell the activity manager it is okay to run third party
// code. It will call back into us once it has gotten to the state
// where third party code can really run (but before it has actually
// started launching the initial applications), for us to complete our
// initialization.
mActivityManagerService.systemReady(new Runnable() {
..............
});
}我们分段看看AMS中systemReady的处理流程。
此处的分段并没有实际的意义，只是代码确实太长了，并且连续性不够，因此分开描述。
1 阶段一
public void systemReady(final Runnable goingCallback) {
synchronized(this) {
..........
//这一部分主要是调用一些关键服务SystemReady相关的函数，
//进行一些等待AMS初始完，才能进行的工作
// Make sure we have the current profile info, since it is needed for security checks.
mUserController.onSystemReady();
mRecentTasks.onSystemReadyLocked();
mAppOpsService.systemReady();
mSystemReady = true;
}
ArrayList<ProcessRecord> procsToKill = null;
synchronized(mPidsSelfLocked) {
//mPidsSelfLocked中保存当前正在运行的所有进程的信息
for (int i=mPidsSelfLocked.size()-1; i>=0; i--) {
ProcessRecord proc = mPidsSelfLocked.valueAt(i);
//在AMS启动完成前，如果没有FLAG_PERSISTENT标志的进程已经启动了，
//就将这个进程加入到procsToKill中
if (!isAllowedWhileBooting(proc.info)){
if (procsToKill == null) {
procsToKill = new ArrayList<ProcessRecord>();
}
procsToKill.add(proc);
}
}
}
synchronized(this) {
//利用removeProcessLocked关闭procsToKill中的进程
if (procsToKill != null) {
for (int i=procsToKill.size()-1; i>=0; i--) {
ProcessRecord proc = procsToKill.get(i);
Slog.i(TAG, "Removing system update proc: " + proc);
removeProcessLocked(proc, true, false, "system update done");
}
}
// Now that we have cleaned up any update processes, we
// are ready to start launching real processes and know that
// we won't trample on them any more.
//至此系统准备完毕
mProcessesReady = true;
}
............
//根据数据库和资源文件，获取一些配置参数
retrieveSettings();
final int currentUserId;
synchronized (this) {
//得到当前的用户ID
currentUserId = mUserController.getCurrentUserIdLocked();
//读取urigrants.xml，为其中定义的ContentProvider配置对指定Uri数据的访问/修改权限
//原生代码中，似乎没有urigrants.xml文件
//实际使用的grant-uri-permission是分布式定义的
readGrantedUriPermissionsLocked();
}
..........这一部分的工作主要是调用一些关键服务的初始化函数，
然后杀死那些没有FLAG_PERSISTENT却在AMS启动完成前已经存在的进程，
同时获取一些配置参数。
需要注意的是，由于只有Java进程才会向AMS注册，而一般的Native进程不会向AMS注册，因此此处杀死的进程是Java进程。
2 阶段二
//1、调用参数传入的runnable对象，SystemServer中有具体的定义
if (goingCallback != null) goingCallback.run();
..............
//调用所有系统服务的onStartUser接口
mSystemServiceManager.startUser(currentUserId);
.............
synchronized (this) {
// Only start up encryption-aware persistent apps; once user is
// unlocked we'll come back around and start unaware apps
2、启动persistent为1的application所在的进程
startPersistentApps(PackageManager.MATCH_DIRECT_BOOT_AWARE);
// Start up initial activity.
mBooting = true;
// Enable home activity for system user, so that the system can always boot
//当isSplitSystemUser返回true时，意味者system user和primary user是分离的
//这里应该是让system user也有启动home activity的权限吧
if (UserManager.isSplitSystemUser()) {
ComponentName cName = new ComponentName(mContext, SystemUserHomeActivity.class);
try {
AppGlobals.getPackageManager().setComponentEnabledSetting(cName,
PackageManager.COMPONENT_ENABLED_STATE_ENABLED, 0,
UserHandle.USER_SYSTEM);
} catch (RemoteException e) {
throw e.rethrowAsRuntimeException();
}
}
//3、启动Home
startHomeActivityLocked(currentUserId, "systemReady");
try {
//发送消息，触发处理Uid错误的Application
if (AppGlobals.getPackageManager().hasSystemUidErrors()) {
..........
mUiHandler.obtainMessage(SHOW_UID_ERROR_UI_MSG).sendToTarget();
}
} catch (RemoteException e) {
}
//发送一些广播信息
............
//这里暂时先不深入，等进一步了解Activity的启动过程后，再做了解
mStackSupervisor.resumeFocusedStackTopActivityLocked();
............
}
.............从部分代码来看，主要的工作就是通知一些服务可以进行systemReady相关的工作，并进行启动服务或应用进程的工作。
2.1 调用回调接口
回调接口的具体内容定义与SystemServer.java中，其中会调用大量服务的onBootPhase函数、一些对象的systemReady函数或systemRunning函数。
此处，我们仅截取一些比较特别的内容：
public void run() {
............
try {
//启动NativeCrashListener监听"/data/system/ndebugsocket"中的信息
//实际上是监听debuggerd传入的信息
mActivityManagerService.startObservingNativeCrashes();
} catch (Throwable e) {
reportWtf("observing native crashes", e);
}
............
try {
//启动SystemUi
startSystemUi(context);
} catch (Throwable e) {
reportWtf("starting System UI", e);
}
............
//这个以前分析过，启动Watchdog
Watchdog.getInstance().start();
....................
}回调接口中的内容较多，不做一一分析。
2.2 启动persistent标志的进程
我们看看startPersistentApps对应的内容：
private void startPersistentApps(int matchFlags) {
.............
synchronized (this) {
try {
//从PKMS中得到persistent为1的ApplicationInfo
final List<ApplicationInfo> apps = AppGlobals.getPackageManager()
.getPersistentApplications(STOCK_PM_FLAGS | matchFlags).getList();
for (ApplicationInfo app : apps) {
//由于framework-res.apk已经由系统启动，所以此处不再启动它
if (!"android".equals(app.packageName)) {
//addAppLocked中将启动application所在进程
addAppLocked(app, false, null /* ABI override */);
}
}
} catch (RemoteException ex) {
}
}
}跟进一下addAppLocked函数：
final ProcessRecord addAppLocked(ApplicationInfo info, boolean isolated,
String abiOverride) {
//以下是取出或构造出ApplicationInfo对应的ProcessRecord
ProcessRecord app;
if (!isolated) {
app = getProcessRecordLocked(info.processName, info.uid, true);
} else {
app = null;
}
if (app == null) {
app = newProcessRecordLocked(info, null, isolated, 0);
updateLruProcessLocked(app, false, null);
updateOomAdjLocked();
}
...........
// This package really, really can not be stopped.
try {
//通过PKMS将package对应数据结构的StoppedState置为fasle
AppGlobals.getPackageManager().setPackageStoppedState(
info.packageName, false, UserHandle.getUserId(app.uid));
} catch (RemoteException e) {
} catch (IllegalArgumentException e) {
Slog.w(TAG, "Failed trying to unstop package "
+ info.packageName + ": " + e);
}
if ((info.flags & PERSISTENT_MASK) == PERSISTENT_MASK) {
app.persistent = true;
app.maxAdj = ProcessList.PERSISTENT_PROC_ADJ;
}
if (app.thread == null && mPersistentStartingProcesses.indexOf(app) < 0) {
mPersistentStartingProcesses.add(app);
//启动应用所在进程，将发送消息给zygote，后者fork出进程
startProcessLocked(app, "added application", app.processName, abiOverride,
null /* entryPoint */, null /* entryPointArgs */);
}
return app;
}这里最终将通过startProcessLocked函数，启动实际的应用进程。
正如之前分析zygote进程时，提过的一样，zygote中的server socket将接收消息，然后为应用fork出进程。
2.3 启动Home Activity
看看启动Home Activity对应的startHomeActivityLocked函数：
boolean startHomeActivityLocked(int userId, String reason) {
..............
Intent intent = getHomeIntent();
//根据intent中携带的ComponentName，利用PKMS得到ActivityInfo
ActivityInfo aInfo = resolveActivityInfo(intent, STOCK_PM_FLAGS, userId);
if (aInfo != null) {
intent.setComponent(new ComponentName(aInfo.applicationInfo.packageName, aInfo.name));
aInfo = new ActivityInfo(aInfo);
aInfo.applicationInfo = getAppInfoForUser(aInfo.applicationInfo, userId);
//此时home对应进程应该还没启动，app为null
ProcessRecord app = getProcessRecordLocked(aInfo.processName,
aInfo.applicationInfo.uid, true);
if (app == null || app.instrumentationClass == null) {
intent.setFlags(intent.getFlags() | Intent.FLAG_ACTIVITY_NEW_TASK);
//启动home
mActivityStarter.startHomeActivityLocked(intent, aInfo, reason);
}
} else {
..........
}
return true;
}这里暂时先不深究Home Activity启动的具体过程。
从手头的资料来看，当Home Activity启动后，
ActivityStackSupervisor中的activityIdleInternalLocked函数将被调用（具体调用过程，还需要研究）：
final ActivityRecord activityIdleInternalLocked(final IBinder token, boolean fromTimeout,
Configuration config) {
...........
if (isFocusedStack(r.task.stack) || fromTimeout) {
booting = checkFinishBootingLocked();
}
............
}在checkFinishBootingLocked函数中：
private boolean checkFinishBootingLocked() {
//mService为AMS，mBooting变量在AMS回调SystemServer中定义的Runnable时，置为了true
final boolean booting = mService.mBooting;
boolean enableScreen = false;
mService.mBooting = false;
if (!mService.mBooted) {
mService.mBooted = true;
enableScreen = true;
}
if (booting || enableScreen) {、
//调用AMS的接口，发送消息
mService.postFinishBooting(booting, enableScreen);
}
return booting;
}最终，AMS的finishBooting函数将被调用：
final void finishBooting() {
.........
//以下是注册广播接收器，用于处理需要重启的package
IntentFilter pkgFilter = new IntentFilter();
pkgFilter.addAction(Intent.ACTION_QUERY_PACKAGE_RESTART);
pkgFilter.addDataScheme("package");
mContext.registerReceiver(new BroadcastReceiver() {
@Override
public void onReceive(Context context, Intent intent) {
String[] pkgs = intent.getStringArrayExtra(Intent.EXTRA_PACKAGES);
if (pkgs != null) {
for (String pkg : pkgs) {
synchronized (ActivityManagerService.this) {
if (forceStopPackageLocked(pkg, -1, false, false, false, false, false,
0, "query restart")) {
setResultCode(Activity.RESULT_OK);
return;
}
}
}
}
}
}, pkgFilter);
...........
// Let system services know.
mSystemServiceManager.startBootPhase(SystemService.PHASE_BOOT_COMPLETED);
//以下是启动那些等待启动的进程
synchronized (this) {
// Ensure that any processes we had put on hold are now started
// up.
final int NP = mProcessesOnHold.size();
if (NP > 0) {
ArrayList<ProcessRecord> procs =
new ArrayList<ProcessRecord>(mProcessesOnHold);
for (int ip=0; ip<NP; ip++) {
.................
startProcessLocked(procs.get(ip), "on-hold", null);
}
}
}
}
..............
if (mFactoryTest != FactoryTest.FACTORY_TEST_LOW_LEVEL) {
// Start looking for apps that are abusing wake locks.
//每15min检查一次系统各应用进程使用电量的情况，如果某个进程使用WakeLock的时间过长
//AMS将关闭该进程
Message nmsg = mHandler.obtainMessage(CHECK_EXCESSIVE_WAKE_LOCKS_MSG);
mHandler.sendMessageDelayed(nmsg, POWER_CHECK_DELAY);
// Tell anyone interested that we are done booting!
SystemProperties.set("sys.boot_completed", "1");
.................
//此处从代码来看发送的是ACTION_LOCKED_BOOT_COMPLETED广播
//在进行unlock相关的工作后，mUserController将调用finishUserUnlocking，发送SYSTEM_USER_UNLOCK_MSG消息给AMS
//AMS收到消息后，调用mUserController的finishUserUnlocked函数，经过相应的处理后，
//在mUserController的finishUserUnlockedCompleted中，最终将会发送ACTION_BOOT_COMPLETED广播
mUserController.sendBootCompletedLocked(.........);
.................
}
}最终，当AMS启动Home Activity结束，并发送ACTION_BOOT_COMPLETED广播时，AMS的启动过程告一段落。
总结
对于整个AMS启动过程而言，博客中涉及的内容可能只是极小的一部分。
但即使我们尽可能的简化，整个过程的内容还是非常多。
不过我们回头看看整个过程，还是能比较清晰地将AMS的启动过程分为四步，如上图所示：
1、创建出SystemServer进程的Android运行环境。
在这一部分，SystemServer进程主要创建出对应的ActivityThread和ContextImpl，构成Android运行环境。
AMS的后续工作依赖于SystemServer在此创建出的运行环境。
2、完成AMS的初始化和启动。
在这一部分，单纯地调用AMS的构造函数和start函数，完成AMS的一些初始化工作。
3、将SystemServer进程纳入到AMS的管理体系中。
AMS作为Java世界的进程管理和调度中心，要对所有Java进程一视同仁，因此SystemServer进程也必须被AMS管理。
在这个过程中，AMS加载了SystemServer中framework-res.apk的信息，并启动和注册了SettingsProvider.apk。
4、开始执行AMS启动完毕后才能进行的工作。
系统中的一些服务和进程，必须等待AMS完成启动后，才能展开后续工作。
在这一部分，AMS通过调用systemReady函数，通知系统中的其它服务和进程，可以进行对应工作了。
在这个过程中，值得我们关注的是：Home Activity被启动了。当该Activity被加载完成后，最终会触发ACTION_BOOT_COMPLETED广播。
