【碎片八股文 #004】Activity 是如何从点击图标到启动界面的？
一、面试题原文
面试官: 从用户点击桌面图标，到 Activity 界面显示出来，中间经历了哪些步骤？
候选人: 先启动应用，然后创建 Activity……具体流程不太清楚。
面试官心里想: 能说出 Launcher、AMS、Zygote fork、ApplicationThread 就算及格了。
二、常见误答
很多人只知道"点击图标会启动 Activity"，但说不清楚：
- 谁负责启动 Activity？
- 应用进程是什么时候创建的？
- onCreate() 是谁调用的？
这些都是面试高频追问点。
三、正确理解
Activity 启动的核心角色
启动一个 Activity 涉及多个系统组件协作：
| 角色 | 职责 |
|---|---|
| Launcher | 桌面应用，响应点击事件 |
| ActivityManagerService (AMS) | 系统服务，管理所有 Activity 的生命周期 |
| Zygote | 孵化器进程，负责 fork 新的应用进程 |
| ApplicationThread | 应用进程的 Binder 接口，接收 AMS 的指令 |
| ActivityThread | 应用主线程，实际执行 Activity 创建 |
核心流程可以分为两个阶段：
- 进程启动阶段（如果应用进程不存在）
- Activity 创建阶段
四、完整启动流程
阶段一：进程启动（如果应用未运行）
1. Launcher 点击图标
↓
2. Launcher 通过 Binder 调用 AMS.startActivity()
↓
3. AMS 检查目标应用进程是否存在
↓
4. 进程不存在，AMS 请求 Zygote fork 新进程
↓
5. Zygote fork 出应用进程
↓
6. 新进程启动后，创建 ActivityThread（主线程）
↓
7. ActivityThread 通过 Binder 连接到 AMS
阶段二：Activity 创建
8. AMS 通过 Binder 通知 ApplicationThread 启动 Activity
↓
9. ApplicationThread 向 Handler 发送 LAUNCH_ACTIVITY 消息
↓
10. ActivityThread 处理消息，调用 performLaunchActivity()
↓
11. 通过反射创建 Activity 实例
↓
12. 创建 Application（如果未创建）
↓
13. 创建 ContextImpl 并关联到 Activity
↓
14. 调用 Activity.attach() 初始化 Window
↓
15. 调用 Activity.onCreate()
↓
16. 调用 Activity.onStart()
↓
17. 调用 Activity.onResume()
↓
18. WindowManager 将 DecorView 添加到窗口
↓
19. ViewRootImpl 开始绘制，界面显示
五、图解核心流程
跨进程通信示意图
┌──────────────┐ ┌──────────────┐ ┌──────────────┐
│ Launcher │ │ AMS │ │ Zygote │
│ (进程1) │ │ (系统进程) │ │ (孵化器) │
└──────┬───────┘ └──────┬───────┘ └──────┬───────┘
│ │ │
│ 1. startActivity() │ │
├─────── Binder ──────────→│ │
│ │ 2. 请求创建进程 │
│ ├────── Socket ───────────→│
│ │ │ 3. fork()
│ │ │
│ │ 4. 进程创建成功 │
│ │←────────────────────────┤
│ │ │
┌──────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ 新创建的应用进程 │
│ │
│ ActivityThread.main() │
│ ↓ │
│ 创建 ApplicationThread (Binder 对象) │
│ ↓ │
│ 通过 Binder 注册到 AMS │
│ ↓ │
│ 接收 AMS 的启动 Activity 指令 │
│ ↓ │
│ Handler 处理 LAUNCH_ACTIVITY 消息 │
│ ↓ │
│ performLaunchActivity() │
│ ↓ │
│ 反射创建 Activity 实例 │
│ ↓ │
│ 调用生命周期: onCreate() → onStart() → onResume() │
└──────────────────────────────────────────────────────────────────┘
六、关键技术点解析
1. 为什么要通过 Zygote fork 进程？
Zygote 是预加载进程，启动时已经加载了：
- 系统常用的类和资源
- 共享库（libc、libandroid_runtime）
fork 的好处：
- 通过写时复制（Copy-On-Write）共享内存，启动快
- 新进程继承 Zygote 的类加载器，不需要重新加载系统类
如果不用 Zygote： 每次启动应用都要重新加载系统库，非常慢。
2. AMS 和 ApplicationThread 的通信
这是典型的 双向 Binder 通信：
AMS (System Server 进程) ←─ Binder ─→ ApplicationThread (应用进程)
- AMS 持有 ApplicationThread 的 Binder 引用
- ApplicationThread 持有 AMS 的 Binder 引用
- 双方可以互相调用对方的方法
具体调用：
// AMS 通知应用启动 Activity
app.thread.scheduleLaunchActivity(...); // 跨进程调用
// ApplicationThread 接收指令
public void scheduleLaunchActivity(...) {
sendMessage(H.LAUNCH_ACTIVITY, r); // 发送到 Handler
}
3. 为什么要用 Handler 中转？
ApplicationThread 运行在 Binder 线程池，不是主线程。
但 Activity 的生命周期必须在 主线程 执行，所以通过 Handler 切换到主线程：
// Binder 线程
ApplicationThread.scheduleLaunchActivity()
↓
// 发送消息到主线程
Handler.sendMessage(LAUNCH_ACTIVITY)
↓
// 主线程处理
ActivityThread.handleLaunchActivity()
↓
// 调用生命周期
Activity.onCreate()
4. Activity 实例是如何创建的？
通过 反射 创建：
// ActivityThread.performLaunchActivity()
ClassLoader cl = appContext.getClassLoader();
Activity activity = (Activity) cl.loadClass(className).newInstance();
// 调用 attach() 初始化 Window
activity.attach(appContext, this, ...);
// 调用 onCreate()
instrumentation.callActivityOnCreate(activity, ...);
关键点： Activity 的构造函数不能有参数，因为是反射调用无参构造。
七、延伸提问
1. 如果应用进程已经存在，流程有什么不同？
跳过 进程启动阶段，直接从第 8 步开始：
AMS 通知已有进程的 ApplicationThread 启动新 Activity
↓
ActivityThread 创建 Activity 实例并执行生命周期
这就是为什么后续打开 Activity 比首次启动快。
2. 启动模式（launchMode）在哪里生效？
在 AMS 的 startActivity() 方法中。
AMS 会检查启动模式：
standard：每次创建新实例singleTop：栈顶复用，调用onNewIntent()singleTask：栈内复用，清除上面的 ActivitysingleInstance：独立任务栈
关键代码位置： ActivityStarter.startActivityUnchecked()
3. Application 是什么时候创建的？
在 第一个 Activity 启动前。
// ActivityThread.handleBindApplication()
Application app = instrumentation.newApplication(cl, appClass, appContext);
app.onCreate(); // 调用 Application.onCreate()
结论： Application.onCreate() 在任何 Activity 之前执行。
4. 为什么冷启动慢？
冷启动包含的步骤：
- Zygote fork 进程（耗时）
- 加载 Application 和 Activity 类（耗时）
- 执行 Application.onCreate()（可能有耗时操作）
- 执行 Activity.onCreate()（布局渲染耗时）
优化方向：
- 减少 Application.onCreate() 中的初始化
- 使用启动页占位
- 延迟加载非必要资源
八、记忆口诀
"点图标找 Launcher，Launcher 问 AMS；AMS 叫 Zygote，fork 进程快又稳；ApplicationThread 收指令，Handler 转主线程；反射创建 Activity，生命周期按序行。"
九、碎片笔记
核心关键词: Launcher、AMS、Zygote、ApplicationThread、ActivityThread、反射、Handler
重点记忆:
- Zygote 通过 fork 创建应用进程，利用 Copy-On-Write 提速
- AMS 通过 Binder 与 ApplicationThread 双向通信
- ApplicationThread 在 Binder 线程，通过 Handler 切换到主线程
- Activity 通过反射创建，所以构造函数不能有参数
实际应用:
- 优化冷启动：减少 Application.onCreate() 初始化
- 避免在 Activity.onCreate() 中做耗时操作
- 理解启动模式在 AMS 层生效，不是 Activity 自己控制
今天的碎片，帮你面试少挂一次。
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