Android系统默认Home应用程序(Launcher)的启动过程源码分析

Android系统默认Home应用程序(Launcher)的启动过程源码分析

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        在前面一篇文章中,我们分析了Android系统在启动时安装应用程序的过程,这些应用程序安装好之后,还须要有一个Home应用程序来负责把它们在桌面上展示出来,在Android系统中,这个默认的Home应用程序就是Launcher了,本文将详细分析Launcher应用程序的启动过程。

        Android系统的Home应用程序Launcher是由ActivityManagerService启动的,而ActivityManagerService和PackageManagerService一样,都是在开机时由SystemServer组件启动的,SystemServer组件首先是启动ePackageManagerServic,由它来负责安装系统的应用程序,详细能够參考前面一篇文章Android应用程序安装过程源码分析,系统中的应用程序安装好了以后,SystemServer组件接下来就要通过ActivityManagerService来启动Home应用程序Launcher了,Launcher在启动的时候便会通过PackageManagerServic把系统中已经安装好的应用程序以快捷图标的形式展示在桌面上,这样用户就能够使用这些应用程序了,整个步骤例如以下图所看到的:

Android系统默认Home应用程序(Launcher)的启动过程源码分析

点击查看大图

        以下详细分析每个步骤。

        Step 1. SystemServer.main

        这个函数定义在frameworks/base/services/java/com/android/server/SystemServer.java文件里,详细能够參考前面一篇文章Android应用程序安装过程源码分析的Step 1。

        Step 2. SystemServer.init1

        这个函数是一个JNI方法,实如今 frameworks/base/services/jni/com_android_server_SystemServer.cpp文件里,详细能够參考前面一篇文章Android应用程序安装过程源码分析的Step 2。

        Step 3. libsystem_server.system_init

        函数system_init实如今libsystem_server库中,源码位于frameworks/base/cmds/system_server/library/system_init.cpp文件里,详细能够參考前面一篇文章Android应用程序安装过程源码分析的Step 3。

        Step 4. AndroidRuntime.callStatic

        这个函数定义在frameworks/base/core/jni/AndroidRuntime.cpp文件里,详细能够參考前面一篇文章Android应用程序安装过程源码分析的Step 4。

        Step 5. SystemServer.init2

        这个函数定义在frameworks/base/services/java/com/android/server/SystemServer.java文件里,详细能够參考前面一篇文章Android应用程序安装过程源码分析的Step 5。

        Step 6. ServerThread.run

        这个函数定义在frameworks/base/services/java/com/android/server/SystemServer.java文件里,详细能够參考前面一篇文章Android应用程序安装过程源码分析的Step 6。

        Step 7. ActivityManagerService.main

        这个函数定义在frameworks/base/services/java/com/android/server/am/ActivityManagerServcie.java文件里:

public final class ActivityManagerService extends ActivityManagerNative		implements Watchdog.Monitor, BatteryStatsImpl.BatteryCallback {	......	public static final Context main(int factoryTest) {		AThread thr = new AThread();		thr.start();		synchronized (thr) {			while (thr.mService == null) {				try {					thr.wait();				} catch (InterruptedException e) {				}			}		}		ActivityManagerService m = thr.mService;		mSelf = m;		ActivityThread at = ActivityThread.systemMain();		mSystemThread = at;		Context context = at.getSystemContext();		m.mContext = context;		m.mFactoryTest = factoryTest;		m.mMainStack = new ActivityStack(m, context, true);		m.mBatteryStatsService.publish(context);		m.mUsageStatsService.publish(context);		synchronized (thr) {			thr.mReady = true;			thr.notifyAll();		}		m.startRunning(null, null, null, null);		return context;	}	......}

        这个函数首先通过AThread线程对象来内部创建了一个ActivityManagerService实例,然后将这个实例保存其成员变量mService中,接着又把这个ActivityManagerService实例保存在ActivityManagerService类的静态成员变量mSelf中,最后初始化其他成员变量,就结束了。

        Step 8. PackageManagerService.main

        这个函数定义在frameworks/base/services/java/com/android/server/PackageManagerService.java文件里,详细能够參考前面一篇文章Android应用程序安装过程源码分析的Step 7。运行完这一步之后,系统中的应用程序的全部信息都保存在PackageManagerService中了,后面Home应用程序Launcher启动起来后,就会把PackageManagerService中的应用程序信息取出来,然后以快捷图标的形式展示在桌面上,后面我们将会看到这个过程。

        Step 9. ActivityManagerService.setSystemProcess

        这个函数定义在frameworks/base/services/java/com/android/server/am/ActivityManagerServcie.java文件里:

public final class ActivityManagerService extends ActivityManagerNative
		implements Watchdog.Monitor, BatteryStatsImpl.BatteryCallback {
	......

	public static void setSystemProcess() {
		try {
			ActivityManagerService m = mSelf;

			ServiceManager.addService("activity", m);
			ServiceManager.addService("meminfo", new MemBinder(m));
			if (MONITOR_CPU_USAGE) {
				ServiceManager.addService("cpuinfo", new CpuBinder(m));
			}
			ServiceManager.addService("permission", new PermissionController(m));

			ApplicationInfo info =
				mSelf.mContext.getPackageManager().getApplicationInfo(
				"android", STOCK_PM_FLAGS);
			mSystemThread.installSystemApplicationInfo(info);

			synchronized (mSelf) {
				ProcessRecord app = mSelf.newProcessRecordLocked(
					mSystemThread.getApplicationThread(), info,
					info.processName);
				app.persistent = true;
				app.pid = MY_PID;
				app.maxAdj = SYSTEM_ADJ;
				mSelf.mProcessNames.put(app.processName, app.info.uid, app);
				synchronized (mSelf.mPidsSelfLocked) {
					mSelf.mPidsSelfLocked.put(app.pid, app);
				}
				mSelf.updateLruProcessLocked(app, true, true);
			}
		} catch (PackageManager.NameNotFoundException e) {
			throw new RuntimeException(
				"Unable to find android system package", e);
		}
	}
	......
}

        这个函数首先是将这个ActivityManagerService实例加入到ServiceManager中去托管,这样其他地方就能够通过ServiceManager.getService接口来訪问这个全局唯一的ActivityManagerService实例了,接着又通过调用mSystemThread.installSystemApplicationInfo函数来把应用程序框架层以下的android包载入进来 ,这里的mSystemThread是一个ActivityThread类型的实例变量,它是在上面的Step 7中创建的,后面就是一些其他的初始化工作了。

        Step 10.  ActivityManagerService.systemReady

        这个函数是在上面的Step 6中的ServerThread.run函数在将系统中的一系列服务都初始化完成之后才调用的,它定义在frameworks/base/services/java/com/android/server/am/ActivityManagerServcie.java文件里:

public final class ActivityManagerService extends ActivityManagerNative		implements Watchdog.Monitor, BatteryStatsImpl.BatteryCallback {	......	public void systemReady(final Runnable goingCallback) {		......		synchronized (this) {			......			mMainStack.resumeTopActivityLocked(null);		}	}	......}

        这个函数的内容比較多,这里省去无关的部分,主要关心启动Home应用程序的逻辑,这里就是通过mMainStack.resumeTopActivityLocked函数来启动Home应用程序的了,这里的mMainStack是一个ActivityStack类型的实例变量。

        Step 11. ActivityStack.resumeTopActivityLocked

        这个函数定义在frameworks/base/services/java/com/android/server/am/ActivityStack.java文件里:

public class ActivityStack {	......	final boolean resumeTopActivityLocked(ActivityRecord prev) {		// Find the first activity that is not finishing.		ActivityRecord next = topRunningActivityLocked(null);		......		if (next == null) {			// There are no more activities!  Let's just start up the			// Launcher...			if (mMainStack) {				return mService.startHomeActivityLocked();			}		}		......	}	......}

        这里调用函数topRunningActivityLocked返回的是当前系统Activity堆栈最顶端的Activity,因为此时还没有Activity被启动过,因此,返回值为null,即next变量的值为null,于是就调用mService.startHomeActivityLocked语句,这里的mService就是前面在Step 7中创建的ActivityManagerService实例了。

        Step 12. ActivityManagerService.startHomeActivityLocked

        这个函数定义在frameworks/base/services/java/com/android/server/am/ActivityManagerServcie.java文件里:

public final class ActivityManagerService extends ActivityManagerNative		implements Watchdog.Monitor, BatteryStatsImpl.BatteryCallback {	......	boolean startHomeActivityLocked() {		......		Intent intent = new Intent(			mTopAction,			mTopData != null ? Uri.parse(mTopData) : null);		intent.setComponent(mTopComponent);		if (mFactoryTest != SystemServer.FACTORY_TEST_LOW_LEVEL) {			intent.addCategory(Intent.CATEGORY_HOME);		}		ActivityInfo aInfo =			intent.resolveActivityInfo(mContext.getPackageManager(),			STOCK_PM_FLAGS);		if (aInfo != null) {			intent.setComponent(new ComponentName(				aInfo.applicationInfo.packageName, aInfo.name));			// Don't do this if the home app is currently being			// instrumented.			ProcessRecord app = getProcessRecordLocked(aInfo.processName,				aInfo.applicationInfo.uid);			if (app == null || app.instrumentationClass == null) {				intent.setFlags(intent.getFlags() | Intent.FLAG_ACTIVITY_NEW_TASK);				mMainStack.startActivityLocked(null, intent, null, null, 0, aInfo,					null, null, 0, 0, 0, false, false);			}		}		return true;	}	......}

        函数首先创建一个CATEGORY_HOME类型的Intent,然后通过Intent.resolveActivityInfo函数向PackageManagerService查询Category类型为HOME的Activity,这里我们如果仅仅有系统自带的Launcher应用程序注冊了HOME类型的Activity(见packages/apps/Launcher2/AndroidManifest.xml文件):

<manifest    xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"    package="com.android.launcher"    android:sharedUserId="@string/sharedUserId"	>    ......	<application	    android:name="com.android.launcher2.LauncherApplication"	    android:process="@string/process"	    android:label="@string/application_name"	    android:icon="@drawable/ic_launcher_home">		<activity			android:name="com.android.launcher2.Launcher"			android:launchMode="singleTask"			android:clearTaskOnLaunch="true"			android:stateNotNeeded="true"			android:theme="@style/Theme"			android:screenOrientation="nosensor"			android:windowSoftInputMode="stateUnspecified|adjustPan">			<intent-filter>				<action android:name="android.intent.action.MAIN" />				<category android:name="android.intent.category.HOME" />				<category android:name="android.intent.category.DEFAULT" />				<category android:name="android.intent.category.MONKEY"/>				</intent-filter>		</activity>		......	</application></manifest>

        因此,这里就返回com.android.launcher2.Launcher这个Activity了。因为是第一次启动这个Activity,接下来调用函数getProcessRecordLocked返回来的ProcessRecord值为null,于是,就调用mMainStack.startActivityLocked函数启动com.android.launcher2.Launcher这个Activity了,这里的mMainStack是一个ActivityStack类型的成员变量。

        Step 13.  ActivityStack.startActivityLocked

        这个函数定义在frameworks/base/services/java/com/android/server/am/ActivityStack.java文件里,详细能够參考Android应用程序启动过程源码分析一文,这里就不详述了,在我们这个场景中,调用这个函数的最后结果就是把com.android.launcher2.Launcher启动起来,接着调用它的onCreate函数。

        Step 14. Launcher.onCreate

        这个函数定义在packages/apps/Launcher2/src/com/android/launcher2/Launcher.java文件里:

public final class Launcher extends Activity		implements View.OnClickListener, OnLongClickListener, LauncherModel.Callbacks, AllAppsView.Watcher {	......	@Override	protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {		......		if (!mRestoring) {			mModel.startLoader(this, true);		}		......	}	......}

        这里的mModel是一个LauncherModel类型的成员变量,这里通过调用它的startLoader成员函数来运行加应用程序的操作。

        Step 15. LauncherModel.startLoader

        这个函数定义在packages/apps/Launcher2/src/com/android/launcher2/LauncherModel.java文件里:

public class LauncherModel extends BroadcastReceiver {	......	public void startLoader(Context context, boolean isLaunching) {		......                synchronized (mLock) {                     ......                     // Don't bother to start the thread if we know it's not going to do anything                     if (mCallbacks != null && mCallbacks.get() != null) {                         // If there is already one running, tell it to stop.                         LoaderTask oldTask = mLoaderTask;                         if (oldTask != null) {                             if (oldTask.isLaunching()) {                                 // don't downgrade isLaunching if we're already running                                 isLaunching = true;                             }                             oldTask.stopLocked();		         }		         mLoaderTask = new LoaderTask(context, isLaunching);		         sWorker.post(mLoaderTask);	            }	       }	}	......}

        这里不是直接载入应用程序,而是把载入应用程序的操作作为一个消息来处理。这里的sWorker是一个Handler,通过它的post方式把一个消息放在消息队列中去,然后系统就会调用传进去的參数mLoaderTask的run函数来处理这个消息,这个mLoaderTask是LoaderTask类型的实例,于是,以下就会运行LoaderTask类的run函数了。

        Step 16. LoaderTask.run

        这个函数定义在packages/apps/Launcher2/src/com/android/launcher2/LauncherModel.java文件里:

public class LauncherModel extends BroadcastReceiver {	......	private class LoaderTask implements Runnable {		......		public void run() {			......			keep_running: {				......				// second step				if (loadWorkspaceFirst) {					......					loadAndBindAllApps();				} else {					......				}				......			}			......		}		......	}	......}

        这里调用loadAndBindAllApps成员函数来进一步操作。

        Step 17. LoaderTask.loadAndBindAllApps
        这个函数定义在packages/apps/Launcher2/src/com/android/launcher2/LauncherModel.java文件里:

public class LauncherModel extends BroadcastReceiver {
	......

	private class LoaderTask implements Runnable {
		......

		private void loadAndBindAllApps() {
			......

			if (!mAllAppsLoaded) {
				loadAllAppsByBatch();
				if (mStopped) {
					return;
				}
				mAllAppsLoaded = true;
			} else {
				onlyBindAllApps();
			}
		}


		......
	}

	......
}

        因为还没有载入过应用程序,这里的mAllAppsLoaded为false,于是就继续调用loadAllAppsByBatch函数来进一步操作了。

        Step 18. LoaderTask.loadAllAppsByBatch
        这个函数定义在packages/apps/Launcher2/src/com/android/launcher2/LauncherModel.java文件里:

public class LauncherModel extends BroadcastReceiver {
	......

	private class LoaderTask implements Runnable {
		......

		private void loadAllAppsByBatch() {	
			......

			final Intent mainIntent = new Intent(Intent.ACTION_MAIN, null);
			mainIntent.addCategory(Intent.CATEGORY_LAUNCHER);

			final PackageManager packageManager = mContext.getPackageManager();
			List<ResolveInfo> apps = null;

			int N = Integer.MAX_VALUE;

			int startIndex;
			int i=0;
			int batchSize = -1;
			while (i < N && !mStopped) {
				if (i == 0) {
					mAllAppsList.clear();
					......
					apps = packageManager.queryIntentActivities(mainIntent, 0);
					
					......

					N = apps.size();
					
					......

					if (mBatchSize == 0) {
						batchSize = N;
					} else {
						batchSize = mBatchSize;
					}

					......

					Collections.sort(apps,
						new ResolveInfo.DisplayNameComparator(packageManager));
				}

				startIndex = i;
				for (int j=0; i<N && j<batchSize; j++) {
					// This builds the icon bitmaps.
					mAllAppsList.add(new ApplicationInfo(apps.get(i), mIconCache));
					i++;
				}

				final boolean first = i <= batchSize;
				final Callbacks callbacks = tryGetCallbacks(oldCallbacks);
				final ArrayList<ApplicationInfo> added = mAllAppsList.added;
				mAllAppsList.added = new ArrayList<ApplicationInfo>();
			
				mHandler.post(new Runnable() {
					public void run() {
						final long t = SystemClock.uptimeMillis();
						if (callbacks != null) {
							if (first) {
								callbacks.bindAllApplications(added);
							} else {
								callbacks.bindAppsAdded(added);
							}
							......
						} else {
							......
						}
					}
				});

				......
			}

			......
		}

		......
	}

	......
}

        函数首先构造一个CATEGORY_LAUNCHER类型的Intent:

    final Intent mainIntent = new Intent(Intent.ACTION_MAIN, null);    mainIntent.addCategory(Intent.CATEGORY_LAUNCHER);

        接着从mContext变量中获得PackageManagerService的接口:

    final PackageManager packageManager = mContext.getPackageManager();

       下一步就是通过这个PackageManagerService.queryIntentActivities接口来取回全部Action类型为Intent.ACTION_MAIN,而且Category类型为Intent.CATEGORY_LAUNCHER的Activity了。

       我们先进入到PackageManagerService.queryIntentActivities函数中看看是怎样获得这些Activity的,然后再回到这个函数中来看其余操作。

       Step 19. PackageManagerService.queryIntentActivities

       这个函数定义在frameworks/base/services/java/com/android/server/PackageManagerService.java文件里:

class PackageManagerService extends IPackageManager.Stub {	......	public List<ResolveInfo> queryIntentActivities(Intent intent,			String resolvedType, int flags) {		......		synchronized (mPackages) {			String pkgName = intent.getPackage();			if (pkgName == null) {				return (List<ResolveInfo>)mActivities.queryIntent(intent,						resolvedType, flags);			}			......		}		......	}	......}

        回顾前面一篇文章Android应用程序安装过程源码分析,系统在前面的Step 8中启动PackageManagerService时,会把系统中的应用程序都解析一遍,然后把解析得到的Activity都保存在mActivities变量中,这里通过这个mActivities变量的queryIntent函数返回符合条件intent的Activity,这里要返回的便是Action类型为Intent.ACTION_MAIN,而且Category类型为Intent.CATEGORY_LAUNCHER的Activity了。

        回到Step 18中的 LoaderTask.loadAllAppsByBatch函数中,从queryIntentActivities函数调用处返回所要求的Activity后,便调用函数tryGetCallbacks(oldCallbacks)得到一个返CallBack接口,这个接口是由Launcher类实现的,接着调用这个接口的.bindAllApplications函数来进一步操作。注意,这里又是通过消息来处理载入应用程序的操作的。

        Step 20. Launcher.bindAllApplications

        这个函数定义在packages/apps/Launcher2/src/com/android/launcher2/Launcher.java文件里:

public final class Launcher extends Activity		implements View.OnClickListener, OnLongClickListener, LauncherModel.Callbacks, AllAppsView.Watcher {	......	private AllAppsView mAllAppsGrid;	......	public void bindAllApplications(ArrayList<ApplicationInfo> apps) {		mAllAppsGrid.setApps(apps);	}	......}

        这里的mAllAppsGrid是一个AllAppsView类型的变量,它的实际类型一般就是AllApps2D了。

        Step 21. AllApps2D.setApps

        这个函数定义在packages/apps/Launcher2/src/com/android/launcher2/AllApps2D.java文件里:

public class AllApps2D
	extends RelativeLayout
	implements AllAppsView,
		AdapterView.OnItemClickListener,
		AdapterView.OnItemLongClickListener,
		View.OnKeyListener,
		DragSource {

	......

	public void setApps(ArrayList<ApplicationInfo> list) {
		mAllAppsList.clear();
		addApps(list);
	}

	public void addApps(ArrayList<ApplicationInfo> list) {
		final int N = list.size();

		for (int i=0; i<N; i++) {
			final ApplicationInfo item = list.get(i);
			int index = Collections.binarySearch(mAllAppsList, item,
				LauncherModel.APP_NAME_COMPARATOR);
			if (index < 0) {
				index = -(index+1);
			}
			mAllAppsList.add(index, item);
		}
		mAppsAdapter.notifyDataSetChanged();
	}

	......
}

        函数setApps首先清空mAllAppsList列表,然后调用addApps函数来为上一步得到的每个应用程序创建一个ApplicationInfo实例了,有了这些ApplicationInfo实例之后,就能够在桌面上展示系统中全部的应用程序了。

        到了这里,系统默认的Home应用程序Launcher就把PackageManagerService中的应用程序载入进来了,当我们在屏幕上点击以下这个图标时,就会把刚才载入好的应用程序以图标的形式展示出来了:

Android系统默认Home应用程序(Launcher)的启动过程源码分析

        点击这个button时,便会响应Launcher.onClick函数:

public final class Launcher extends Activity		implements View.OnClickListener, OnLongClickListener, LauncherModel.Callbacks, AllAppsView.Watcher {	......	public void onClick(View v) {		Object tag = v.getTag();		if (tag instanceof ShortcutInfo) {			......		} else if (tag instanceof FolderInfo) {			......		} else if (v == mHandleView) {			if (isAllAppsVisible()) {				......			} else {				showAllApps(true);			}		}	}	......}

        接着就会调用showAllApps函数显示应用程序图标:

public final class Launcher extends Activity		implements View.OnClickListener, OnLongClickListener, LauncherModel.Callbacks, AllAppsView.Watcher {	......	void showAllApps(boolean animated) {		mAllAppsGrid.zoom(1.0f, animated);		((View) mAllAppsGrid).setFocusable(true);		((View) mAllAppsGrid).requestFocus();		// TODO: fade these two too		mDeleteZone.setVisibility(View.GONE);	}	......}

        这样我们就能够看到系统中的应用程序了:

Android系统默认Home应用程序(Launcher)的启动过程源码分析

        当点击上面的这些应用程序图标时,便会响应AllApps2D.onItemClick函数:

public class AllApps2D	extends RelativeLayout	implements AllAppsView,		AdapterView.OnItemClickListener,		AdapterView.OnItemLongClickListener,		View.OnKeyListener,		DragSource {	......	public void onItemClick(AdapterView parent, View v, int position, long id) {		ApplicationInfo app = (ApplicationInfo) parent.getItemAtPosition(position);		mLauncher.startActivitySafely(app.intent, app);	}	......} 

        这里的成员变量mLauncher的类型为Launcher,于是就调用Launcher.startActivitySafely函数来启动应用程序了,这个过程详细能够參考Android应用程序启动过程源码分析一文。

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