Android AMS和WMS机制原理入门讲解。

AMS（ActivityManagerService）和 WMS（WindowManagerService）是 Android 系统中两个核心的系统服务，分别负责管理应用组件（如 Activity）和窗口系统。以下是它们的机制和原理的详细说明：

一. AMS（ActivityManagerService）

AMS 是 Android 系统中负责管理应用组件生命周期和任务栈的核心服务。它运行在 system_server 进程中，是 Android 框架层的重要组成部分。

主要职责：

1. 管理 Activity 生命周期：

   • 负责启动、暂停、恢复、停止和销毁 Activity。
   • 通过 ActivityStack 管理 Activity 的任务栈。

2. 管理应用进程：

   • 启动和销毁应用进程。
   • 监控应用进程的状态（如内存使用情况）。

3. 管理任务栈（Task Stack） ：

   • 维护 Activity 的任务栈，确保 Activity 按照正确的顺序显示。
   • 处理任务栈的切换和回退（如按下返回键）。

4. 权限管理：

   • 检查应用是否具有执行某些操作的权限（如启动 Activity、访问服务等）。

5. 广播管理：

   • 管理广播的发送和接收。

6. 服务管理：

   • 管理服务的启动、绑定和销毁。

工作机制：

• Activity 启动流程：

  1. 应用通过 startActivity 请求启动一个 Activity。
  2. AMS 接收到请求后，检查目标 Activity 的权限和启动模式。
  3. AMS 创建或复用目标 Activity 的进程。
  4. AMS 通知目标进程的 ActivityThread 创建并启动目标 Activity。
  5. AMS 更新任务栈，并将目标 Activity 置于栈顶。

• 进程管理：

  • AMS 通过 ProcessRecord 记录每个应用进程的状态。
  • 当系统内存不足时，AMS 会根据优先级（如前台进程、可见进程等）决定是否杀死某些进程。

• 任务栈管理：

  • AMS 使用 ActivityStack 和 TaskRecord 管理 Activity 的任务栈。
  • 每个任务栈包含一组相关的 Activity，用户可以通过返回键在栈中导航。

二. WMS（WindowManagerService）

WMS 是 Android 系统中负责管理窗口和显示的核心服务。它运行在 system_server 进程中，与 SurfaceFlinger 协作，负责将应用的 UI 渲染到屏幕上。

主要职责：

1. 管理窗口：

   • 负责创建、销毁和调整窗口。
   • 管理窗口的层级（Z-order）和可见性。

2. 处理输入事件：

   • 将触摸事件、按键事件等分发给正确的窗口。

3. 管理 Surface：

   • 与 SurfaceFlinger 协作，为每个窗口分配 Surface。
   • 管理 Surface 的绘制和合成。

4. 管理动画：

   • 处理窗口的过渡动画（如 Activity 切换动画）。

5. 管理屏幕旋转：

   • 处理屏幕旋转时的窗口布局调整。

工作机制：

• 窗口创建流程：

  1. 应用通过 WindowManager 请求创建一个窗口。
  2. WMS 接收到请求后，为窗口分配 Surface。
  3. WMS 将窗口添加到窗口树中，并确定其层级和可见性。
  4. WMS 通知 SurfaceFlinger 创建对应的 Surface。
  5. 应用通过 Surface 进行 UI 绘制。

• 输入事件分发：

  1. 输入事件（如触摸事件）由输入系统生成并发送到 WMS。
  2. WMS 根据窗口的层级和位置确定目标窗口。
  3. WMS 将事件分发给目标窗口的 ViewRootImpl。
  4. ViewRootImpl 将事件传递给目标 View 进行处理。

• Surface 管理：

  • WMS 为每个窗口分配一个 Surface，用于 UI 绘制。
  • WMS 与 SurfaceFlinger 协作，将多个 Surface 合成为最终的屏幕图像。

三. AMS 和 WMS 的协作

AMS 和 WMS 在 Android 系统中紧密协作，共同完成应用的显示和交互。

协作场景：

1. Activity 启动：

   • AMS 负责启动 Activity 并管理其生命周期。
   • WMS 负责为 Activity 创建窗口并管理其显示。

2. 窗口切换：

   • 当用户切换到另一个 Activity 时，AMS 更新任务栈。
   • WMS 调整窗口的层级和可见性，并处理过渡动画。

3. 输入事件处理：

   • WMS 将输入事件分发给当前活动的窗口。
   • AMS 确保目标 Activity 处于活动状态。

4. 屏幕旋转：

   • AMS 通知 Activity 重新创建。
   • WMS 调整窗口的布局和 Surface。

四. 关键数据结构

AMS：

• ActivityRecord：记录一个 Activity 的信息。
• TaskRecord：记录一个任务栈的信息。
• ProcessRecord：记录一个应用进程的信息。
• ActivityStack：管理 Activity 的任务栈。

WMS：

• WindowState：记录一个窗口的状态。
• WindowToken：标识一组相关的窗口。
• DisplayContent：管理一个屏幕上的所有窗口。
• Surface：用于窗口的 UI 绘制。

五. 总结

特性	AMS（ActivityManagerService）	WMS（WindowManagerService）
主要职责	管理 Activity 生命周期、任务栈、进程	管理窗口、输入事件、Surface、动画
协作对象	应用进程、ActivityThread	SurfaceFlinger、输入系统
关键数据结构	ActivityRecord、TaskRecord、ProcessRecord	WindowState、WindowToken、Surface
典型场景	Activity 启动、任务栈管理	窗口创建、输入事件分发、屏幕旋转

AMS 和 WMS 是 Android 系统的核心服务，分别负责应用组件和窗口系统的管理。它们通过紧密协作，确保应用的正常运行和用户的交互体验。理解它们的机制和原理，有助于更好地开发和调试 Android 应用。

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