copy from : http://gityuan.com/2017/05/19/ams-abstract/
本文基于Android 6.0的源代码，来分析四大组件的管理者AMS
frameworks/base/services/core/java/com/android/server/am/
- ActivityManagerService.java
- ProcessRecord
- ActivityStackSupervisor.java
- ActivityStack.java
- ActiveServices
- BroadcastQueue
一. 引言
Android系统内部非常复杂，经层层封装后，app只需要简单的几行代码便可完成任一组件的启动/结束、 生命周期的操作。然而每一次看似简单的操作，背后所有的复杂工作都是交由系统来完成。
组件启动后，首先需要依赖进程，那么就需要先创建进程，系统需要记录每个进程，这便产生了ProcessRecord。 Android中，对于进程的概念被弱化，通过抽象后的四大组件。让开发者几乎感受不到进程的存在。 当应用退出时，进程也并非马上退出，而是成为cache/empty进程，下次该应用再启动的时候，可以不用 再创建进程直接初始化组件即可，提高启动速度。先来说一说进程。
二. 进程管理
Android系统中用于描述进程的数据结构是ProcessRecord对象，AMS便是管理进程的核心模块。四大组件 （Activity,Service, BroadcastReceiver, ContentProvider）定义在AndroidManifest.xml文件， 每一项都可以用属性android:process指定所运行的进程。同一个app可以运行在同一个进程，也可以运行在多个进程， 甚至多个app可以共享同一个进程。例如：AndroidManifest.xml中定义Service：
<service android:name =".GityuanService" android:process =":remote" >
<intent-filter>
<action android:name ="com.action.gityuan" />
</intent-filter>
</service>
GityuanService这个服务运行在remote进程。
2.1 进程关系图
以一幅图来展示AMS管理进程的相关成员变量以及ProcessRecord对象：
2.2 进程与AMS的关联
这里只介绍AMS的进程相关的成员变量：
- mProcessNames：数据类型为ProcessMap，以进程名和userId为key来记录ProcessRecord;
- 添加进程，addProcessNameLocked()
- 删除进程，removeProcessNameLocked()
- mPidsSelfLocked: 数据类型为SparseArray，以进程pid为key来记录ProcessRecord;
- startProcessLocked()，移除已存在进程，增加新创建进程pid信息；
- removeProcessLocked，processStartTimedOutLocked，cleanUpApplicationRecordLocked移除进程；
- mLruProcesses：数据类型为ArrayList，以进程最近使用情况来排序记录ProcessRecord;
- 其中第一个元素代表的便是最近最少使用的进程；
- updateLruProcessLocked()更新进程队列位置；
- mRemovedProcesses：数据类型为ArrayList，记录所有需要强制移除的进程；
- mProcessesToGc：数据类型为ArrayList，记录系统进入idle状态需执行gc操作的进程；
- mPendingPssProcesses：数据类型为ArrayList，记录将要收集内存使用数据PSS的进程；
- mProcessesOnHold：数据类型为ArrayList，记录刚开机过程，系统还没与偶准备就绪的情况下， 所有需要启动的进程都放入到该队列；
- mPersistentStartingProcesses：数据类型ArrayList，正在启动的persistent进程；
- mHomeProcess: 记录包含home Activity所在的进程；
- mPreviousProcess：记录用户上一次刚访问的进程；其中mPreviousProcessVisibleTime记录上一个进程的用户访问时间；
- mProcessList: 数据类型ProcessList，用于进程管理，Adj常量定义位于该文件；
其中最为常见的是mProcessNames，mPidsSelfLocked，mLruProcesses这3个对象；
2.3 进程与组件的关联
系统AMS这边是由ProcessRecord对象记录进程，进程自身比较重要成员变量如下：
- processName：记录进程名，默认情况下进程名和该进程运行的第一个apk的包名是相同的，当然也可以自定义进程名；
- pid: 记录进程pid，该值在由进程创建时内核所分配的。
- thread：执行完attachApplicationLocked()方法，会把客户端进程ApplicationThread的binder服务的代理端传递到 AMS，并保持到ProcessRecord的成员变量thread；
- ProcessRecord.makeActive，赋值；
- ProcessRecord.makeInactive，清空；
- info：记录运行在该进程的第一个应用；
- pkgList: 记录运行在该进程中所有的包名，比如通过addPackage()添加；
- pkgDeps：记录该进程所依赖的包名，比如通过addPackageDependency()添加；
- lastActivityTime：每次updateLruProcessLocked()过程会更新该值；
- killedByAm：当值为true，意味着该进程是被AMS所杀，而非由于内存低而被LMK所杀；
- killed：当值为true，意味着该进程被杀，不论是AMS还是其他方式；
- waitingToKill：比如cleanUpRemovedTaskLocked()过程会赋值为”remove task”，当该进程处于后台且
任一组件都运行在某个进程，再来说说ProcessRecord对象中与组件的关联关系：
| 成员变量 | 说明 | 对应组件 |
|---|---|---|
| activities | 记录进程的ActivityRecord列表 | Activity |
| services | 记录进程的ActivityRecord列表 | Service |
| executingServices | 记录进程的正在执行的ActivityRecord列表 | Service |
| connections | 记录该进程bind的ConnectionRecord集合 | Service |
| receivers | 动态注册的广播接收者ReceiverList集合 | Broadcast |
| curReceiver | 当前正在处理的一个广播BroadcastRecord | Broadcast |
| pubProviders | 该进程发布的ContentProviderRecord的map表 | ContentProvider |
| conProviders | 该进程所请求的ContentProviderConnection列表 | ContentProvider |
说明：
- connections：举例来说，进程A调用bindService()方法去bind远程进程B的Service。 此时会在进程A的ProcessRecord.connections添加一个ConnectionRecord.
- pubProviders: 该进程所有对外发布的ContentProvider信息，这是是以ArrayMap形式保存，即 以provider的name为key,以ContentProviderRecord为value的键值对结构体。
- conProviders: 当进程A调用query()的过程，会执行getContentProvider()方法去向进程B请求 provider的代理。此时会在进程A的ProcessRecord.conProviders添加一个ContentProviderConnection。
三. AMS的组件管理
组件启动，先填充完进程信息，接下来还需要完善组件本身的信息，各个组件在system_server的核心信息记录如下：
- Service的信息记录在ActiveServices和AMS
- Broadcast信息记录在BroadcastQueue和AMS
- Activity信息记录在ActivityStack，ActivityStackSupervisor，以及AMS;
- Provider信息记录在ProviderMap和AMS;
可见，AMS是整个四大组件最为核心的对象，所有组件都或多或少依赖该对象的数据结构信息。 关系图如下：点击查看大图
3.1 Activity
AMS对象
public final class ActivityManagerService extends ...{
//当前聚焦的Activity
ActivityRecord mFocusedActivity = null;
//用于管理各个Activity栈
final ActivityStackSupervisor mStackSupervisor;
}
ASS对象
public final class ActivityStackSupervisor implements DisplayListener {
//桌面app所在栈
ActivityStack mHomeStack;
//当前可以接受Input事件，或许启动下一个Activity的栈
ActivityStack mFocusedStack;
//当该值等于mFocusedStack，代表当前栈顶的Activity已进入resumed状态；
//当该值等于上一个旧栈时，代表正处理activity切换状态；
private ActivityStack mLastFocusedStack;
//在完成相应目标前，等待新的Activity成为可见的Activity列表
final ArrayList<ActivityRecord> mWaitingVisibleActivities = new ArrayList<>();
//等待找到下一个可见Activity的等待列表
final ArrayList<IActivityManager.WaitResult> mWaitingActivityVisible = new ArrayList<>();
//等待找到下一个已启动Activity的等待列表
final ArrayList<IActivityManager.WaitResult> mWaitingActivityLaunched = new ArrayList<>();
//等待上一个activity安置完成，则即将进入被stopped的Activity列表
final ArrayList<ActivityRecord> mStoppingActivities = new ArrayList<>();
//等待上一个activity安置完成，则即将进入被finished的Activity列表
final ArrayList<ActivityRecord> mFinishingActivities = new ArrayList<>();
//即将进入sleep状态的进程所对应的Activity列表
final ArrayList<ActivityRecord> mGoingToSleepActivities = new ArrayList<>();
}
AS对象
final class ActivityStack{
//记录该栈中所有的task
private final ArrayList<TaskRecord> mTaskHistory = new ArrayList<>();
//按LRU方式排序的Activity列表，队尾成员是最新活动的Activity
final ArrayList<ActivityRecord> mLRUActivities = new ArrayList<>();
//正在执行pausing过程的Activity
ActivityRecord mPausingActivity = null;
//已处于paused状态的Activity
ActivityRecord mLastPausedActivity = null;
//已处于Resumed状态的Activity
ActivityRecord mResumedActivity = null;
}
3.2 Service
[-> ActiveServices.java]
public final class ActiveServices {
//记录不同User下所有的Service信息
final SparseArray<ServiceMap> mServiceMap = new SparseArray<>();
//bind service的连接信息，以IServiceConnection的Bp端作为Keys
final ArrayMap<IBinder, ArrayList<ConnectionRecord>> mServiceConnections = new ArrayMap<>();
//已请求启动但尚未启动的Service列表
final ArrayList<ServiceRecord> mPendingServices = new ArrayList<>();
//crash后需要计划重启的Service列表
final ArrayList<ServiceRecord> mRestartingServices = new ArrayList<>();
//正在执行destroyed的service列表
final ArrayList<ServiceRecord> mDestroyingServices = new ArrayList<>();
}
3.3 Broadcast
[-> ActivityManagerService.java]
public final class ActivityManagerService extends ...{
//前台广播队列
BroadcastQueue mFgBroadcastQueue;
//后台广播队列
BroadcastQueue mBgBroadcastQueue;
//广播队列数组，也就是前台和后台广播队列
final BroadcastQueue[] mBroadcastQueues = new BroadcastQueue[2];
//粘性广播，[userId，action，ArrayList<Intent>]
final SparseArray<ArrayMap<String, ArrayList<Intent>>> mStickyBroadcasts;
//动态注册的广播接收者，其中key为客户端InnerReceiver的Bp端，value为ReceiverList
final HashMap<IBinder, ReceiverList> mRegisteredReceivers = new HashMap<>();
//从广播intent到已注册接收者的解析器
final IntentResolver<BroadcastFilter, BroadcastFilter> mReceiverResolver；
}
[-> BroadcastQueue.java]
public final class BroadcastQueue{
//并行广播列表
final ArrayList<BroadcastRecord> mParallelBroadcasts = new ArrayList<>();
//串行广播列表
final ArrayList<BroadcastRecord> mOrderedBroadcasts = new ArrayList<>();
//即将要处理的串行广播，等待目标进程创建完成。每个广播队列只有一个，其他必须等待该广播完成。
BroadcastRecord mPendingBroadcast = null;
}
3.4 Provider
[-> ActivityManagerService.java]
public final class ActivityManagerService extends ...{
//记录系统所有的provider信息
final ProviderMap mProviderMap;
//记录有client正在等待的provider列表，当provider发布完成则从该队列移除
final ArrayList<ContentProviderRecord> mLaunchingProviders;
}
[-> ProviderMap.java]
public final class ProviderMap {
//以provider名字(auth)为key的方式所记录的provider信息
private final HashMap<String, ContentProviderRecord> mSingletonByName;
//以provider组件名(ComponentName)为key的方式所记录的provider信息
private final HashMap<ComponentName, ContentProviderRecord> mSingletonByClass;
//记录不同UserId下的，以auth为key的方式所记录的provider信息
private final SparseArray<HashMap<String, ContentProviderRecord>> mProvidersByNamePerUser;
//记录不同UserId下的，以ComponentName为key的方式所记录的provider信息
private final SparseArray<HashMap<ComponentName, ContentProviderRecord>> mProvidersByClassPerUser;
}
同一个provider组件名，可能对应多个provider名。
四. App端的组件信息
关系图如下：点击查看大图
App端的组件信息，都保存在ActivityThread和LoadedApk这两个对象，主要保存信息：
- ActivityThread：记录provider, activity, service在客户端的相关信息；
- LoadedApk: 记录动态注册的广播接收器，以及bind方式启动service在客户端的相关信息；