Android ActivityThread(主线程或UI线程)简介

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1. ActivityThread功能

    它管理应用进程的主线程的执行(相当于普通Java程序的main入口函数)，并根据AMS的要求（通过IApplicationThread接口，AMS为Client、ActivityThread.ApplicationThread为Server）负责调度和执行activities、broadcasts和其它操作。

    在Android系统中，在默认情况下，一个应用程序内的各个组件(如Activity、BroadcastReceiver、Service)都会在同一个进程(Process)里执行，且由此进程的【主线程】负责执行。

    在Android系统中，如果有特别指定(通过android:process)，也可以让特定组件在不同的进程中运行。无论组件在哪一个进程中运行，默认情况下，他们都由此进程的【主线程】负责执行。

    【主线程】既要处理Activity组件的UI事件，又要处理Service后台服务工作，通常会忙不过来。为了解决此问题，主线程可以创建多个子线程来处理后台服务工作，而本身专心处理UI画面的事件。

     【主线程】的主要责任：

       • 快速处理UI事件。而且只有它才处理UI事件， 其它线程还不能存取UI画面上的对象(如TextView等)，此时， 主线程就叫做UI线程。基本上，Android希望UI线程能根据用户的要求做出快速响应，如果UI线程花太多时间处理后台的工作，当UI事件发生时，让用户等待时间超过5秒而未处理，Android系统就会给用户显示ANR提示信息。

         只有UI线程才能执行View派生类的onDraw()函数。

      • 快速处理Broadcast消息。【主线程】除了处理UI事件之外，还要处理Broadcast消息。所以在BroadcastReceiver的onReceive()函数中，不宜占用太长的时间，否则导致【主线程】无法处理其它的Broadcast消息或UI事件。如果占用时间超过10秒， Android系统就会给用户显示ANR提示信息。

      注意事项：

      • 尽量避免让【主线程】执行耗时的操作，让它能快速处理UI事件和Broadcast消息。

      • BroadcastReceiver的子类都是无状态的，即每次启动时，才会创建其对象，然后调用它的onReceive()函数，当执行完onReceive()函数时，就立即删除此对象。由于每次调用其函数时，会重新创建一个新的对象，所以对象里的属性值，是无法让各函数所共享。   

1.1 Thread与SurfaceView

      View组件由UI线程(主线程)所执行。如果需要迅速更新UI画面或UI画图需要较长时间，则需要使用SurfaceView。它可由后台线程(background thread)来执行，而View只能由UI(主)线程执行。SurfaceView内有高效的rendering机制，可以让后台线程快速刷新Surface的内容。

      View ---> UI(主)线程

      SurfaceView ---> 后台线程   

2. Android应用程序主线程stack

    在一个只有Activity派生类的应用程序中，它包含如下线程:



    main线程stack如下：

[java] view
plaincopy





at android.os.MessageQueue.nativePollOnce(Native Method)      

at android.os.MessageQueue.next(MessageQueue.java:118)    

at android.os.Looper.loop(Looper.java:118)    

  

at android.app.ActivityThread.main(ActivityThread.java:4424)    // Java main入口函数  

  

at java.lang.reflect.Method.invokeNative(Native Method)   

at java.lang.reflect.Method.invoke(Method.java:511)   

at com.android.internal.os.ZygoteInit$MethodAndArgsCaller.run(ZygoteInit.java:784)    

at com.android.internal.os.ZygoteInit.main(ZygoteInit.java:551)   

at dalvik.system.NativeStart.main(Native Method)      

     JDWP线程stack如下：

[java] view
plaincopy





at org.apache.harmony.dalvik.ddmc.DdmVmInternal.getStackTraceById(Native Method)      

at android.ddm.DdmHandleThread.handleSTKL(DdmHandleThread.java:131)   

at android.ddm.DdmHandleThread.handleChunk(DdmHandleThread.java:77)   

at org.apache.harmony.dalvik.ddmc.DdmServer.dispatch(DdmServer.java:171)      

at dalvik.system.NativeStart.run(Native Method)   

3. IApplicationThread关系图

4. ActivityThread类

   ActivityThread类即代表Application主线程。

4.1 类中关键信息

[java] view
plaincopy





/** 

 * This manages the execution of the main thread in an 

 * application process, scheduling and executing activities, 

 * broadcasts, and other operations on it as the activity 

 * manager requests. 

 * 

 * {@hide} 

 */  

public final class ActivityThread {  

  

    static ContextImpl mSystemContext = null;  

  

    static IPackageManager sPackageManager;  

      

    // 创建ApplicationThread实例，以接收AMS指令并执行  

    final ApplicationThread mAppThread = new ApplicationThread();  

  

    final Looper mLooper = Looper.myLooper();  

  

    final H mH = new H();  

  

    final HashMap<IBinder, ActivityClientRecord> mActivities  

            = new HashMap<IBinder, ActivityClientRecord>();  

      

    // List of new activities (via ActivityRecord.nextIdle) that should  

    // be reported when next we idle.  

    ActivityClientRecord mNewActivities = null;  

      

    // Number of activities that are currently visible on-screen.  

    int mNumVisibleActivities = 0;  

      

    final HashMap<IBinder, Service> mServices  

            = new HashMap<IBinder, Service>();  

      

    Application mInitialApplication;  

  

    final ArrayList<Application> mAllApplications  

            = new ArrayList<Application>();  

  

    static final ThreadLocal<ActivityThread> sThreadLocal = new ThreadLocal<ActivityThread>();  

    Instrumentation mInstrumentation;  

  

    static Handler sMainThreadHandler;  // set once in main()  

  

    static final class ActivityClientRecord {  

        IBinder token;  

        int ident;  

        Intent intent;  

        Bundle state;  

        Activity activity;  

        Window window;  

        Activity parent;  

        String embeddedID;  

        Activity.NonConfigurationInstances lastNonConfigurationInstances;  

        boolean paused;  

        boolean stopped;  

        boolean hideForNow;  

        Configuration newConfig;  

        Configuration createdConfig;  

        ActivityClientRecord nextIdle;  

  

        String profileFile;  

        ParcelFileDescriptor profileFd;  

        boolean autoStopProfiler;  

  

        ActivityInfo activityInfo;  

        CompatibilityInfo compatInfo;  

        LoadedApk packageInfo; //包信息，通过调用ActivityThread.getPapckageInfo而获得  

  

        List<ResultInfo> pendingResults;  

        List<Intent> pendingIntents;  

  

        boolean startsNotResumed;  

        boolean isForward;  

        int pendingConfigChanges;  

        boolean onlyLocalRequest;  

  

        View mPendingRemoveWindow;  

        WindowManager mPendingRemoveWindowManager;  

  

        ...  

    }  

  

  

    private class ApplicationThread extends ApplicationThreadNative {  

  

        private void updatePendingConfiguration(Configuration config) {  

            synchronized (mPackages) {  

                if (mPendingConfiguration == null ||  

                        mPendingConfiguration.isOtherSeqNewer(config)) {  

                    mPendingConfiguration = config;  

                }  

            }  

        }  

  

        public final void schedulePauseActivity(IBinder token, boolean finished,  

                boolean userLeaving, int configChanges) {  

            queueOrSendMessage(  

                    finished ? H.PAUSE_ACTIVITY_FINISHING : H.PAUSE_ACTIVITY,  

                    token,  

                    (userLeaving ? 1 : 0),  

                    configChanges);  

        }  

  

        // we use token to identify this activity without having to send the  

        // activity itself back to the activity manager. (matters more with ipc)  

        public final void scheduleLaunchActivity(Intent intent, IBinder token, int ident,  

                ActivityInfo info, Configuration curConfig, CompatibilityInfo compatInfo,  

                Bundle state, List<ResultInfo> pendingResults,  

                List<Intent> pendingNewIntents, boolean notResumed, boolean isForward,  

                String profileName, ParcelFileDescriptor profileFd, boolean autoStopProfiler) {  

            ActivityClientRecord r = new ActivityClientRecord();  

  

            r.token = token;  

            r.ident = ident;  

            r.intent = intent;  

            r.activityInfo = info;  

            r.compatInfo = compatInfo;  

            r.state = state;  

  

            r.pendingResults = pendingResults;  

            r.pendingIntents = pendingNewIntents;  

  

            r.startsNotResumed = notResumed;  

            r.isForward = isForward;  

  

            r.profileFile = profileName;  

            r.profileFd = profileFd;  

            r.autoStopProfiler = autoStopProfiler;  

  

            updatePendingConfiguration(curConfig);  

  

            queueOrSendMessage(H.LAUNCH_ACTIVITY, r);  

        }  

  

        ...  

    }  

  

    private class H extends Handler {  

  

        public void handleMessage(Message msg) {  

            if (DEBUG_MESSAGES) Slog.v(TAG, ">>> handling: " + codeToString(msg.what));  

            switch (msg.what) {  

                case LAUNCH_ACTIVITY: {  

                    Trace.traceBegin(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER, "activityStart");  

                    ActivityClientRecord r = (ActivityClientRecord)msg.obj;  

  

                    r.packageInfo = getPackageInfoNoCheck(  

                            r.activityInfo.applicationInfo, r.compatInfo);  

                    handleLaunchActivity(r, null);  

                    Trace.traceEnd(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER);  

                } break;  

                ...  

            }  

            if (DEBUG_MESSAGES) Slog.v(TAG, "<<< done: " + codeToString(msg.what));  

        }  

         

        ...  

    }  

  

    public static ActivityThread currentActivityThread() {  

        return sThreadLocal.get();  

    }  

  

   

    public static void main(String[] args) {  

        SamplingProfilerIntegration.start();  

  

        // CloseGuard defaults to true and can be quite spammy.  We  

        // disable it here, but selectively enable it later (via  

        // StrictMode) on debug builds, but using DropBox, not logs.  

        CloseGuard.setEnabled(false);  

  

        Environment.initForCurrentUser();  

  

        // Set the reporter for event logging in libcore  

        EventLogger.setReporter(new EventLoggingReporter());  

  

        Process.setArgV0("<pre-initialized>");  

  

        Looper.prepareMainLooper();  

  

        // 创建ActivityThread实例  

        ActivityThread thread = new ActivityThread();  

        thread.attach(false);  

  

        if (sMainThreadHandler == null) {  

            sMainThreadHandler = thread.getHandler();  

        }  

  

        AsyncTask.init();  

  

        if (false) {  

            Looper.myLooper().setMessageLogging(new  

                    LogPrinter(Log.DEBUG, "ActivityThread"));  

        }  

  

        Looper.loop();  

  

        throw new RuntimeException("Main thread loop unexpectedly exited");  

    }  

}  

4.2 家族图谱

4.3 ActivityThread内部类

4.4 ActivityThread工作流程