Android中ActivityRecord解析

一、ActivityRecord：Activity 的 “数字档案”

在 Android 系统中，ActivityRecord是 ActivityManagerService（AMS）用于管理 Activity 实例的核心数据结构，可视为 Activity 在系统层面的 “数字档案”。它不直接参与界面渲染，而是专注于记录 Activity 的关键信息，协调其与任务栈、进程及系统服务的交互。

1. 核心属性：档案里的关键信息

属性名	作用描述
app	指向所属进程记录（ProcessRecord），记录 Activity 运行的进程信息（如进程名、UID）。
task	指向所属任务栈（TaskRecord），标识 Activity 属于哪个任务（如浏览器的多个标签页）。
info	存储 Manifest 中声明的元数据（如android:launchMode、权限、主题）。
state	生命周期状态（如RESUMED/PAUSED/STOPPED），由 AMS 根据用户操作或系统事件更新。
appToken	跨进程通信令牌（继承自IApplicationToken.Stub），用于与窗口管理服务（WMS）交互窗口状态。
realActivity	组件名（如com.example.App.MainActivity），标识具体的 Activity 类。

状态机示例：

• 当用户打开新 Activity 时，旧 Activity 状态从RESUMED变为PAUSED，新 Activity 状态变为RESUMED。
• 当 Activity 被用户按返回键关闭时，状态依次经过FINISHING→DESTROYING→DESTROYED。

2. 与 TaskRecord 的关系：任务栈中的 “任务卡片”

TaskRecord代表一个 “任务栈”（如手机的 “最近任务” 列表中的一个条目），用于管理一组相关 Activity（如浏览器的主页、搜索页、详情页）。

• 层级关系：一个TaskRecord包含多个ActivityRecord，按启动顺序组成后进先出（LIFO）的栈结构。

• 核心作用：

  • 维护 Activity 的启动顺序，支持返回键回退逻辑。
  • 根据启动模式（如singleTask）决定是否复用已有 Activity 或创建新实例。
  • 通过affinity属性定义任务栈的 “亲和性”（如指定某个任务栈属于特定用户或应用）。

二、ActivityStack 与 ActivityStackSupervisor：栈结构的管理者

1. ActivityStack：Activity 的物理容器

作用：

• 管理一个或多个TaskRecord，负责 Activity 的栈内调度（如栈顶 Activity 的恢复、暂停、移除）。

• 维护栈内 Activity 的状态一致性，例如确保同一时刻只有一个 Activity 处于RESUMED状态。

核心属性：

• mResumedActivity：当前栈顶可见的 Activity（状态为RESUMED）。

• mLastPausedActivity：最近一次暂停的 Activity（状态为PAUSED）。

• mTaskHistory：存储该栈包含的所有TaskRecord，按任务创建顺序排列。

关键操作：

• resumeTopActivityLocked：恢复栈顶 Activity，触发其onResume回调，并暂停其他 Activity。

• startPausingLocked：暂停当前 Activity，触发onPause回调，为新 Activity 启动做准备。

• removeActivityLocked：从栈中移除 Activity，触发onDestroy回调（如用户按返回键关闭 Activity）。

示例场景：
当用户从 Activity A 启动 Activity B 时：

1. ActivityStack 调用startPausingLocked暂停 A（状态变为PAUSING）。
2. 创建 Activity B 的ActivityRecord并加入栈顶。
3. 调用resumeTopActivityLocked恢复 B（状态变为RESUMED），A 最终变为PAUSED状态。

2. ActivityStackSupervisor：全局栈调度中心

作用：

• 管理系统中所有ActivityStack（如主屏幕栈、应用栈、多窗口栈），协调不同栈之间的切换（如从主屏幕切换到最近任务）。

• 处理多显示设备（如折叠屏、外接显示器）场景，为每个显示设备维护独立的ActivityDisplay和栈结构。

核心属性：

• mFocusedStack：当前获得焦点的栈（用户正在交互的栈）。
• mHomeStack：主屏幕栈，存储桌面 Activity（如 Launcher）。
• mActivityDisplays：按显示设备 ID（displayId）映射的ActivityDisplay，支持多屏独立显示不同栈。

三、Activity 栈关系：从单体到层级的管理架构

1. 栈结构的层级关系

Android 通过多层数据结构实现对 Activity 的高效管理，形成 “Supervisor → Display → Stack → Task → Activity” 的层级链：

• ActivityStackSupervisor：
  作为全局管理者，负责协调所有显示设备（如手机主屏、外接显示器）的 Activity 栈。

  • 核心作用：维护mActivityDisplays（按显示设备 ID 映射），每个显示设备对应一个ActivityDisplay。

  • 默认栈：

    • mHomeStack：主屏幕栈，存储桌面 Activity（如 Launcher），栈 ID 固定为 0。
    • mFocusedStack：当前用户交互的栈（如正在使用的应用栈）。

• ActivityDisplay：
  代表一个物理或虚拟显示设备（如折叠屏的不同分屏），包含一组ActivityStack。

  • 单设备场景：默认只有一个ActivityDisplay，包含Home Stack（桌面）和App Stack（应用栈）。
  • 多设备场景：每个显示器独立管理自己的栈，如主屏显示社交应用，副屏显示视频应用。

• ActivityStack：
  具体的物理栈，存储同一显示设备中的任务栈（TaskRecord）。

  • 核心属性：

    • mResumedActivity：栈顶可见的 Activity（状态为RESUMED）。
    • mTaskHistory：按创建顺序排列的任务栈列表，支持任务切换（如最近任务列表）。

• TaskRecord：
  逻辑任务单元，包含一组相关 Activity（如同一应用的多个页面）。

  • 核心逻辑：

    • 按启动模式（如singleTask）决定是否复用栈内 Activity。
    • 通过affinity属性定义任务归属（如指定任务属于某个用户或应用）。

• ActivityRecord：
  单个 Activity 的系统记录，关联到所属的TaskRecord和ActivityStack。

  • 反向引用链：
    ActivityRecord.task → TaskRecord.stack → ActivityStack.mStackSupervisor → ActivityStackSupervisor
    便于系统从 Activity 快速回溯到全局管理节点。

2. 典型场景：单设备下的栈结构

• 默认配置：

  plaintext

  ActivityStackSupervisor  
    ├─ ActivityDisplay (displayId=0)  
    │   ├─ HomeStack (stackId=0, 桌面Activity)  
    │   └─ AppStack (stackId=1, 应用Activity)  
    │       └─ TaskRecord (taskId=1, 包含Activity A、B、C)  
    │
  

四、Activity 启动与停止流程：状态机与系统调度

1. 启动流程：从点击到界面显示的全链路

当用户触发startActivity（如点击按钮）时，系统通过以下步骤完成 Activity 的启动和界面显示：

步骤 1：客户端发起请求

• 调用链：
  Activity.startActivity() → ContextImpl.startActivity() → AMP.startActivity()（通过 Binder 调用 AMS）。

• 关键操作：

  • 封装启动参数（如 Intent、调用者信息），通过 Binder 传递给系统服务 AMS。

步骤 2：AMS 调度任务栈

• 核心方法：
  AMS.startActivityLocked() → ActivityStackSupervisor.resumeTopActivityInnerLocked()

• 逻辑解析：

  1. 查找或创建任务栈：根据 Activity 的启动模式（如singleTask）和亲和性（taskAffinity）确定所属任务栈（TaskRecord）。
  2. 暂停旧 Activity：若栈顶存在其他 Activity（如 Activity A），调用startPausingLocked()将其状态设为PAUSING，触发onPause回调。
  3. 创建新 ActivityRecord：生成ActivityRecord对象，记录启动参数、所属进程和任务栈。

步骤 3：启动目标进程（若需要）

• 场景：若目标 Activity 所属进程未运行（如首次启动应用），AMS 通过startProcessLocked()请求 Zygote 创建新进程。

• 进程通信：

  • 新进程启动后，通过ActivityThread.attach()与 AMS 建立 Binder 连接（ATP.bindApplication）。
  • AMS 通过realStartActivityLocked()通知新进程加载 Activity，调用scheduleLaunchActivity()发送启动消息。

步骤 4：App 进程执行生命周期回调

• Handler 消息驱动：
  新进程的主线程 Handler（H）收到H.LAUNCH_ACTIVITY消息，触发以下操作：

  1. 创建 Activity 实例：通过反射调用Instrumentation.newActivity()创建 Activity 对象。
  2. 关联上下文：调用activity.attach()绑定ContextImpl和appToken，初始化窗口管理器（WMS）。
  3. 生命周期回调：依次调用onCreate()→onStart()→onResume()，界面渲染完成后状态变为RESUMED。

步骤 5：更新栈状态与用户可见性

• AMS 最终处理：

  • 调用activityIdleInternalLocked()标记