Task and Back Stack

Task and Back Stack
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一个Application通常包含多个acitvities。每一个activity应该被设计为实现用户想做的一些列互相相关的操作，并且可以启动其他的activities。例如，一个email应用可能会有一个显示email列表的Activity，当用户选择了一封email，一个显示email内容的新activity就打开了。

一个Activity甚至可以打开同一部设备中存在于其他Application中的activities。例如，如果你的应用想要发送一封email，你可以定义一个intent来执行"send" action，并添加一些data，比如email address和message，然后调用startActivity()。另一个应用中如果有一个Activity声明了它可以处理这种类型的intent，那么这个activity就会打开。在这种情况下，这个intent想要发送email，于是一个email
application内部的activity启动（如果有多个activity支持这种相同的intent，那么系统会让用户来选择使用哪一个）。当邮件被发送出去了，你的activity继续工作就好像之前那个email activity是你的application的一部分一样，尽管这些activity可能来自于不同的application。Android提供了这种无缝的用户体验，可以让这些activity保持在同一个task中。

一个task是一系列activity的集合，用户可以与这一系列的activity进行交互来完成某一项工作。这些activity排列在一个栈中(the "back stack")，按照它们被打开的顺序进行排列。

设备的Home Screen是大多数task的起点。当用户在launcher中触摸application的图标的时候（或者在Home screen中的快捷方式），那个application的task就会来到foreground，如果目前不存在这个application的task（这个application最近没有被用过），那么一个新的task就会被创建，并且那个application的 "main" activity就会被创建打开作为 stack 中的 root activity。

如果当前的activity启动了另一个activity，新的activity就会被push到stack的顶部并且获得焦点，之前的activity继续保存在stack中，但是处于stopped状态。当一个activity stop的时候，系统会保存其当前的user interface状态，当用户按下Back按钮，当前的Activity会被popped from栈的顶部（这个activity会被destroyed）,并且之前的activity会resumes（之前保存的UI状态会被恢复）。stack中的activities永远不会重新排列，只会被从stack中pushed和popped——
当一个activity被从当前的activity启动的时候会被pushed onto the stack，当用户点击Back按键的时候被popped off。back stack是一个类似 "last in，first out"的结构。图片1展示了在当前的back stack中，activities在不同的时间点相互之间的变化情况。



图1.显示了一个新建的activity如何添加到back stack。当用户点击Back按钮，当前的activity被destroyed，前一个activity resumes。

如果用户继续点击Back，那么stack中的每一个activity都被popped off，之前的activity显示，直到用户回到了Home screen（或者启动task的那个activity）。当所有的activities被从stack中移除之后，task就不复存在。

一个task是一个可以移动到background的整体单元，当用户开始一个新的task或者通过Home键前往Home screen的时候，当前的task会被移动到background。当处于background的时候，task中所有的activities都处于stopped状态，但是task的back stack保持完整——在另一个task获得焦点的时候这个task失去焦点，就像图片2中显示的一样。



图2.两个task：Task B位于foreground接受用户的交互，Task A 位于 background，等待重新被resumed。

一个background task可以回到foreground，这样用户就可以从离开时的状态继续进行操作。例如，当前的task（Task A）的stack中有三个activities——当前的activity下面还有两个activities。用户点击Home键，然后从application launcher启动一个新的application。当Home screen出现的时候，Task A进入background。当新的application启动，系统为那个application启动一个新的task（Task
B）,这个task有自己的stack of activities。当用户与新开启的application交互完毕之后，回到了Home screen 然后选择最初启动Task A的那个应用。现在Task A来到了foreground——它的stack中的所有三个activities都是完整的并且处于stack顶部的那个activity resumes（进入resumed状态）。这个时候，用户也可以通过回到Home screen并选择启动Task B的那个application来切换回Task B（或者通过长按Home
按钮来查看最近的 tasks 然后选择一个）。这是Android上多任务的一个例子。

注意：多个tasks可以同时被保持在background。但是，如果用户同时运行了很多background tasks，系统可能会在内存不足的时候destroying background activities 来回收内存，这会造成activity states的丢失。具体请阅读下面的章节。

因为back stack中的activities永远都不会重新排列，如果你的应用允许用户从不止一个activity中启动一个特殊的activity，那么一个新的特殊的activity的实例会被创建并被pushed onto the stack（而不是将之前的实例移动到栈顶）。也就是说，你应用中的一个activity可能会被实例化很多次（甚至是从不同的tasks里）,如图3中所示。



图3.一个activity被实例化多次。

这样一来，当用户通过使用Back button来返回之前的页面的时候，每一个这个特殊activity的实例都会按照他们被打开的顺序重新呈现给用户（每一个都有自己的UI state）。但是，如果你不想要让一个activity实例化多次，你可以更改这种行为。更改的方法在下面的文章中有所讲解。

总结一下activities 和 tasks的默认行为：

当Activity A 启动了 Activity B，Activity A就处于 stopped状态，但是系统会保持它的状态（比如scroll position 和 text entered into forms）。如果用户在Activity B显示的时候点击Back按钮，Activity A会以其之前保持的状态resumes。
如果用户通过点击Home button离开了一个task，当前的activity就会stopped，并且它的task会进入background。系统会保持task中的每一个activity的状态。如果用户通过选择开始task的launcher icon来resumes the task，the task会回到foreground并且resumes the activity at the top of the stack（栈顶的activity显示并回到resumed状态）。
如果用户点击了Back button，当前的activity会popped from the stack and destroyed（弹栈并销毁）。在stack中的之前的activity会回到resumed状态。当一个activity is destroyed，系统就不会保持这个activity的state了。
Activities可以被实例化很多次，及时是从不同的tasks中。

Navigation设计
要学习更多关于Android应用中navigation的工作和设计方式，请阅读Android Design's Navigation guide。

保存Activity状态

正如上面所讨论的，系统默认会在activity stop的时候保存它的状态。这样一来，当用户返回之前的activity的时候，它的用户界面会显示为用户离开它时候的样子。然而，你也可以并且应该主动地通过callback方法来保存activities的状态，以防activity被destroyed而必须recreated。

当系统stops one of your activities（比如当一个新的activity启动或者task移动到background），系统在内存不足的时候可能会destroy这个activity。当这种情况发生时，activity的state信息就丢失了。如果这种情况发生了，系统还是会知道这个被destroy的activity在back stack中有一个位置，但是在activity被带回the top of the stack（栈顶）的时候，系统必须要recreate it（而不是resume
it）。为了避免丢失用户的操作信息，你应该通过实现onSaveInstanceState() callback方法来在你的activity中主动保存状态。

要学习更多关于保存activity state的内容，请阅读Activities文档。

管理Tasks

正如上面所提到的，Android管理tasks和back stack的方式是——按照同一个task中的成功启动的activities的顺序将其填入一个"后进先出"的stack——在大多数的应用中都足以满足需要，你并不需要去关心你的activities与tasks之间的关系或者它们在back stack中的排列方式。然而，有的时候，你可能会想要改变这种默认的规则。你可能会想让你应用中的某一个activity在一个新的task里启动（而不是在当前的task里启动）；或者，当你启动一个activity，你想要使用一个已经存在的该activity的实例，并将其提升到栈顶（之前的activities将popped
off），而不是在back stack的顶部创建一个新的activity实例；再或者，你希望在用户离开当前的task的时候，back stack会把除了root activity之外的所有activities都clear。

使用manifest文件中的<activity>节点中的属性以及通过向startActivity()方法的Intent参数设置flags，你可以实现以上的功能，还可以实现更多其他功能。

与管理task相关的主要的<activity>节点属性如下：

taskAffinity

launchMode

allowTaskReparenting

clearTaskOnLaunch

alwaysRetainTaskState

finishOnTaskLaunch

与管理task相关的主要的intent flags如下：

FLAG_ACTIVITY_NEW_TASK

FLAG_ACTIVITY_CLEAR_TOP

FLAG_ACTIVITY_SINGLE_TOP

在下面的章节中，你将会看到如何使用这些manifest属性以及intent flags来定义activities与tasks之间的关系以及如何定义activity在back stack中的行为。

注意：大多数应用都不应该改变默认的activities和tasks行为。如果你确实认为有必要更改这种默认的行为，一定要确保测试activity在lanuch的时候以及从其他activities和tasks返回的时候可用（有实例）。确保测试那些可能与用户的期望相冲突的activities导航操作。

定义launch modes

launch modes允许你定义一个新建的activity实例与current task的关系。你可以通过两种不同的方式来定义不同的launch modes：

使用manifest文件

当你在你的manifest文件中声明activity的时候，你可以指定当activity启动的时候应该如何与tasks关联。

使用Intent flags

当你调用startActivity()的时候，你可以为Intent对象设置一个flag，这个flag声明了这个新的activity实例应该如何（或者是否）与current stack相关联。

如此一来，如果Activity A启动Activity B，Activity B可以在它的manifest中定义它应该如何与current task（如果会关联的话）相关联，Activity A也可以主动来请求定义Activity B与current task之间的关联方式。如果这两个activities都定义了Activity B与tasks的关联方式，那么Activity A的请求（定义在intent中）会优先于Activity
B的请求（定义在manifest中）。

注意：有一些launch modes在manifest文件中能够定义但是在intent对象的flags中没有对应的定义方式。同样的，有一些launch mode在intent对象的flags中可以定义但是在manifest文件里没有对应的定义方式。

使用manifest文件

当在manifest文件中声明一个activity的时候，你可以通过使用<activity>标签的launchMode属性来设置这个activity应该如何与tasks关联。

launchMode属性指定了activity如何launch into a task（在一个task中启动）。你可以指定四种不同的launch modes 给launchMode属性：

"standard"（默认mode）
默认模式。系统会在启动这个activity的task中创建这个activity的一个实例并将intent传递给该实例。这个activity可以被实例化很多次，每一个实例可以属于不同的tasks，一个task也可以有多个实例。

"singleTop"
如果当前的task已经有了一个activity的实例并且处于当前task顶部，系统会通过调用该实例的onNewIntent()方法来把intent传递给该实例，而不是创建这个activity的一个新的实例。这个activity依然可以被实例化很多次，这些实例可以属于不同的tasks，一个task也可以拥有多个实例（但是只有在back stack顶部的activity并不是要启动的这个activity的实例的情况下）。

例如，假设一个task的back stack是这样排列的：一个root activity A 上面是 activities B,C 顶部是D（这个stack是 A-B-C-D；D位于顶部）。这时收到一个要启动activity D的intent。如果D的launchMode是默认的"standard"，那么一个新的activity D的实例会被创建，并被launched，stack变成A-B-C-D-D。然而，如果D的launchMode是"singleTop"，那么顶部已存在的D的实例会通过onNewIntent()方法收到intent，stack保持A-B-C-D。但是，如果收到一个启动activity
B的intent，那么一个新的B的实例会被添加到stack中，就算B的launchMode是"singleTop"。

注意：当一个 Activity的新的实例被创建，用户可以通过按Back button来返回到之前的activity。但是当一个已经存在的activity实例处理了a new intent（onNewIntent()），用户不可能通过按Back button来返回到这个activity在onNewIntent()回调处理new intent之前的状态。

"singleTask"
系统会创建一个新的task并实例化activity作为这个新的task的root activity。但是，如果这个activity的一个实例已经在一个task中存在了，那么系统会把intent传递给那个实例并调用其onNewIntent()方法。而不是创建一个新的实例，在同一时间只能有一个该activity的实例存在。

注意：尽管这个activity在一个新的task中启动，Back button还是会把用户带回到之前启动它的activity，而不是Home screen。

”singleInstance“
跟"singleTask"很类似，不同的是，系统不会在保持”singleInstance“类型activity的task中再launch任何的activities。也就是说这个"singleInstance" activity永远是它所在的task内唯一的activity；这个activity启动并打开的所有的activities都会在另一个task中启动。

举个例子，Android Browser application声明了它的web browser activity应该永远在它自己的task中运行——通过在<activity>标签中指定singleTask launch mode来实现。这意味着如果你在自己的application中发布一个打开Android Browser的intent，那么启动的 activity不会进入你自己的application的task中。可能的情况是，要么一个新的task为Browser开启，要么如果Browser已经有一个task在background
running，那个后台的task会被带到前端来处理the new intent（onNewIntent()）。

不管一个activity是在一个新的task中启动还是与启动它的activity在同一个task。按Back button总会把用户带回到之前的activity。然而，如果你启动的activity指定了singleTask launch mode，而且在background task中已经存在一个这个activity的实例，那么整个background task都会被带到foreground。这样的话，back stack中将包含所有brought forward的那个task中的activities，位于stack的顶部，图4说明了这种场景。



图4.launch mode定义为"singleTask"的activity是如何被添加进back stack的。如果这个activity已经有一个实例，并且这个实例是一个拥有自己的back stack的background task的一部分，那么整个的back stack都会comes forward，位于current task的顶部。

关于更多的关于manifest文件中的launch mode的内容可以查看<activity>节点的文档，关于launchMode属性和其属性值有更详细的讨论。
注意：通过launchMode属性为activity指定的行为可以被启动该activity的intent中设置的flags所影响，下面将对这种情况进行讨论。

使用Intent flags

当要启动一个activity的时候，你可以通过给传递给startActivity()方法的intent添加flags来修改默认的activity与task之间的关联。可以用来修改默认行为的flags如下：

FLAG_ACTIVITY_NEW_TASK

在新的task里启动the activity。如果已经有一个后台运行的task里面有要启动的activity的实例，那么这个task将来到foreground并恢复之前保存的state，其中的activity将会在onNewIntent()回调中收到intent。

这种设置方式与前面在launchMode中设置"singleTask"将产生相同的效果。

FLAG_ACTIVITY_SINGLE_TOP

如果要启动的activity是current activity（在back stack的顶部），那么顶部的实例将在onNewIntent()中收到intent，而不是创建一个新的activity实例。

这种设置方式与之前在launchMode中设置"singleTop"将产生相同的效果。

FLAG_ACTIVITY_CLEAR_TOP

如果在current task中已经有一个要启动的activity的实例，那么将不会launch一个新的activity的实例，所有在已有的该activity的实例之上的activities都会被destroyed，the activity实例会回到resumed状态并位于back stack顶部，intent会被传递给该activity的实例的onNewIntent()方法。

在launchMode属性中，没有属性值可以定义这种行为。

FLAG_ACTIVITY_CLEAR_TOP经常与FLAG_ACTIVITY_NEW_TASK结合在一起使用。当这二者在一起用的时候，可以在其它的task中找到存在的activity实例并使其位于一个可以响应到intent的位置（弹空其上的activities）。

注意：有一种情况的处理稍有特殊，如果指定的activity的launchMode是"standard"，并且在task中已经有一个目标activity的实例，那么这个实例（以及之上的activities）也会被从stack中移除，然后一个新的实例会在原来的实例的位置被launched并处理incoming
intent。这是因为在launchMode是"standard"的时候一定会创建一个新的activity实例来接受传递的intent并处理。（这说明Intent
flags 和 launchMode 之间是结合起来影响task的）

处理affinities

affinities表示一个activity更倾向于从属于哪一个task。默认情况下，相同application内的所有的activities彼此之间情投意合（互相相关）。所以，默认情况下，一个app内的所有的activities都倾向于相同的task。然而，你可以修改activity的 default affinity。不同app里的activities可以共享相同的affinity，或者同一个app内的不同的activities可以被指定为不同的task
affinities。

你可以通过修改<activity>节点的taskAffinity属性来修改指定activity的affinity。

taskAffinity属性设置一个string类型的值（注意这个String的格式是有要求的，必须是x.x，比如a.b，而且每一个"."分割的部分必须用字母开头不能用数字，简单说，就是一个包结构类型的String），这个值必须不同于在<manifest>节点中定义的package name，因为系统默认会使用这个name作为本应用默认的task
affinity。

affinity在两种情况下会起作用：

当launch一个activity实例的intent包含FLAG_ACTIVITY_NEW_TASK flag的时候。默认情况下，一个新的activity实例会被launched into到调用startActivity()的那个activity所在的task。它会被pushed onto调用者所在的back stack。然而，如果传递给startActivity()的intent包含FLAG_ACTIVITY_NEW_TASK flag，系统会寻找一个不同的task来容纳新的activity实例。通常，这是一个new
task。但是，这也不一定。如果已经有了一个task并且这个task的与新的activity实例有相同的affinity，那么这个新的activity实例会被launched into that task。如果不是这种情况，那就启动一个新的task。如果设置了这个flag从而导致一个activity实例在一个新的task里启动然后用户按了Home button离开它返回了主界面，此时应该有一种途径可以让用户返回之前的task。有一些对象（比如notification manager）总是在另外的task中来启动activities，而不是作为定义Intent的activity所在的task的一部分，所以它们在调用startActivity()方法的时候，会给参数intent设置FLAG_ACTIVITY_NEW_TASK。如果你有一个会被一个外部对象（比如上面说的notification
manager）调用的activity，并且intent中会设置FLAG_ACTIVITY_NEW_TASK，应该确保用户有一种途径可以返回activity所在的这个task,比如通过launcher上的一个icon（task的root activity应该有CATEGORY_LAUNCHER intent filter；参见下面的讨论，有详细的解释）。
当一个activity有allowTaskReparenting属性并且设置为"true"的时候。在这种情况下，这个activity可以从启动它的task移动到affinity相同的task（the task it has an affinity for）——当这个有相同affinity的task来到foreground的时候。例如，假设有一个预报选定城市的天气情况的activity，这个activity被定义为一个旅游应用的一部分。它与它所在应用中的其他的activities有相同的affinity（默认的application
affinity）并且它通过设定allowTaskReparenting属性为true允许re-parenting。当你的应用中的activity启动了这个天气预报的activity，它最开始的时候会属于你的应用中启动它的activity所在的task。然而，当旅游应用的task来到foreground，这个天气预报的activity会被重新指定到旅游应用的task（会直接添加到栈顶并显示，但是测试后只有在点击launcher中的图标来使task来到foreground才能得到这种效果，通过Recents来打开最近任务却不行）。

提示：如果想要实现从用户的角度看来一个.apk文件包含了多个"application"，可以使用taskAffinity属性来为不同的activities指定不同的attinities，其中affinity相同的activities属于同一"application"。

清空back stack

如果用户离开一个task很长很长时间没有返回（通常30min以上），系统将会清空task中除了root activity之外的所有的activities，当用户返回到task的时候，只有root activity被恢复。系统会这样做是因为，经过一个比较长的时间之后，用户可能已经忘记了或者不再关心，放弃了他们之前做的操作，就算之后再次返回task也是为了做一些重新开始的操作。

如果想要修改这种默认的行为，可以通过下面的<activity>属性：

alwaysRetainTaskState

如果在task的root activity中，这个属性被设置为“true”，那么上面描述的默认行为将不会发生。即使过了很长时间（30min）task还是会在stack中保持所有的activities。

clearTaskOnLaunch

如果在task的root activity中，这个属性被设置为"true"，那么无论何时，主要用户离开了当前的task并返回的时候，stack都已经被清空包括root activity。也就是说，这个属性刚好与alwaysRetainTaskState相反。用户在返回task的时候看到的永远都是它的初始状态，即使是用户只离开了一小段时间。

finishOnTaskLaunch

这个属性与clearTaskOnLaunch类似，不同的是它影响的是特定的一个activity，而不像clearTaskOnLaunch影响的的是整个的task。这个属性可以使得任何一个activity消失，包括root activity。当这个属性的值被设置为"true"的时候，只有当activity所在的task依然属于用户的当前会话的时候（current session，简单说就是用户看得见的时候，foreground），这个activity才会被保持。如果用户离开这个task然后返回，这个activity将不再存在，不会出现了。

启动一个task

你可以通过intent filter来设置一个activity作为一个task的入口（entry point）。具体设置办法是：在intent filter中设置"android.intent.action.MAIN"作为指定的action，设置"android.intent.category.LAUNCHER"作为指定的category。如下：

<activity ... >
<intent-filter ... >
<action android:name="android.intent.action.MAIN" />
<category android:name="android.intent.category.LAUNCHER" />
</intent-filter>
...
</activity>

这样设置的intent filter会使得为<activity>设置的icon和label被显示到application launcher（安装即显示），为用户提供了启动该activity以及返回之前创建并启动过的task的途径（这个task的root activity应该是这里的设置了intent filter的activity）。

这样的设置方式还有一个很重要的用途：用户可以通过这个activity在launcher中的图标，在离开相应的task之后通过点击图标返回该task。因此，launchMode中的那两个表示activities启动的时候可能会开始一个新的task的mode值：”singleTask“和"singleInstance"，应该只用在当activity有ACTION_MAIN和CATEGORY_LAUNCHER filter设置的情况下。想象一下，如果没有这个filter设置：一个intent启动了一个"singleTask"的activity，开启了一个新的task，并且用户在这个task中做了不少的操作。如果用户按了Home
button。这个task进入了background不可见了。此时用户就没有办法来返回这个task了，因为在application launcher中找不到代表该task或者说其root activity的图标（入口）。

如果你不希望用户返回已经进入background的activity，设置<activity>的finishOnTaskLaunch属性为"true"（见上面关于”清空back stack“的讨论）。