网页唤起 APP中Activity的实现原理

news2024/9/29 18:09:55

疑问的开端

大家有没有想过一个问题：在浏览器里打开某个网页，网页上有一个按钮点击可以唤起App。

这样的效果是怎么实现的呢？浏览器是一个app；为什么一个app可以调起其他app的页面？

说到跨app的页面调用，大家是不是能够想到一个机制：Activity的隐式调用？

隐式启动原理

当我们有需要调起其他app的页面时，使用的API就是隐式调用。

比如我们有一个app声明了这样的Activity：

<activity android:name=".OtherActivity"
    android:screenOrientation="portrait">
    <intent-filter>
        <action android:name="mdove"/>
        <category android:name="android.intent.category.DEFAULT"/>
    </intent-filter>
</activity>

其他App想启动上边这个Activity如下的调用就好：

val intent = Intent()
intent.action = "mdove"
startActivity(intent)

我们没有主动声明Activity的class，那么系统是怎么为我们找到对应的Activity的呢？其实这里和正常的Activity启动流程是一样的，无非是if / else的实现不同而已。

接下来咱们就回顾一下Activity的启动流程，为了避免陷入细节，这里只展开和大家相对“耳熟能详”的类和调用栈，以串流程为主。

跨进程

首先我们必须明确一点：无论是隐式启动还是显示启动；无论是启动App内Activity还是启动App外的Activity都是跨进程的。比如我们上述的例子，一个App想要启动另一个App的页面，至少涉及3个进程。

注意没有root的手机，是看不到系统孵化出来的进程的。也就是我们常见的为什么有些代码打不上断点。

追过startActivity()的同学，应该很熟悉下边这个调用流程，跟进几个方法之后就发现进到了一个叫做ActivityTread的类里边。

ActivityTread这个类有什么特点？有main函数，就是我们的主线程。

很快我们能看到一个比较常见类的调用：Instrumentation：

// Activity.java
public void startActivityForResult(@RequiresPermission Intent intent, int requestCode, @Nullable Bundle options) {
    mInstrumentation.execStartActivity(this, mMainThread.getApplicationThread(), mToken, this, intent, requestCode, options);
    // 省略
}

注意mInstrumentation#execStartActivity()有一个标黄的入参，它是ActivityThread中的内部类ApplicationThread。

ApplicationThread这个类有什么特点，它实现了IApplicationThread.Stub，也就是aidl的“跨进程调用的客户端回调”。

此外mInstrumentation#execStartActivity()中又会看到一个大名鼎鼎的调用：

public ActivityResult execStartActivity(Context who, IBinder contextThread, IBinder token, Activity target, Intent intent, int requestCode, Bundle options) {
    // 省略...
    ActivityManager.getService()
        .startActivity(whoThread, who.getBasePackageName(), intent,
                intent.resolveTypeIfNeeded(who.getContentResolver()),
                token, target != null ? target.mEmbeddedID : null,
                requestCode, 0, null, options);
    return null;
}

我们点击去getService()会看到一个标红的IActivityManager的类。

它并不是一个.java文件，而是aidl文件。

所以ActivityManager.getService()本质返回的是“进程的服务端”接口实例，也就是：

ActivityManagerService

public class ActivityManagerService extends IActivityManager.Stub

所以执行到这就转到了系统进程（system_process进程）。省略一下代码细节，看一下调用栈：

从上述debug截图，看一看到此时已经拿到了我们的目标Activitiy的相关信息。

这里简化一些获取目标类的源码，直接引入结论：

PackageManagerService

这里类相当于解析手机内的所有apk，将其信息构造到内存之中，比如下图这样：

小tips：手机目录中/data/system/packages.xml，可以看到所有apk的path、进程名、权限等信息。

启动新进程

打开目标Activity的前提是：目标Activity的进程启动了。所以第一次想要打开目标Activity，就意味着要启动进程。

启动进程的代码就在启动Activity的方法中：

resumeTopActivityInnerLocked->startProcessLocked。

这里便引入了另一个另一个大名鼎鼎的类：ZygoteInit。这里简单来说会通过ZygoteInit来进行App进程启动的。

ApplicationThread

进程启动后，继续回到目标Activity的启动流程。这里依旧是一系列的system_process进行的转来转去，然后IApplicationThread进入目标进程。

注意看，在这里再次通过IApplicationThread回调到ActivityThread。

class H extends Handler {
    // 省略
    public void handleMessage(Message msg) {
        switch (msg.what) {
            case EXECUTE_TRANSACTION:
                final ClientTransaction transaction = (ClientTransaction) msg.obj;
                mTransactionExecutor.execute(transaction);
                // 省略
                break;
            case RELAUNCH_ACTIVITY:
                handleRelaunchActivityLocally((IBinder) msg.obj);
                break;
        }
        // 省略...
    }
}

// 执行Callback
public void execute(ClientTransaction transaction) {
    final IBinder token = transaction.getActivityToken();
    executeCallbacks(transaction);
}

这里所谓的CallBack的实现是LaunchActivityItem#execute()，对应的实现：

public void execute(ClientTransactionHandler client, IBinder token,
        PendingTransactionActions pendingActions) {
    ActivityClientRecord r = new ActivityClientRecord(token, mIntent, mIdent, mInfo,
            mOverrideConfig, mCompatInfo, mReferrer, mVoiceInteractor, mState, mPersistentState,
            mPendingResults, mPendingNewIntents, mIsForward,
            mProfilerInfo, client);
    client.handleLaunchActivity(r, pendingActions, null);
}

此时就转到了ActivityThread#handleLaunchActivity()，也就转到了咱们日常的生命周期里边，调用栈如下：

上述截图的调用链中暗含了Activity实例化的过程（反射）：

public @NonNull Activity instantiateActivity(@NonNull ClassLoader cl, @NonNull String className, @Nullable Intent intent) throws InstantiationException, IllegalAccessException, ClassNotFoundException {

    return (Activity) cl.loadClass(className).newInstance();

}

浏览器启动原理

Helo站内的回流页就是一个标准的，浏览器唤起另一个App的实例。

交互流程

html标签有一个属性href，比如：<a href="...">。

我们常见的一种用法：<a href="``https://www.baidu.com``">。也就是点击之后跳转到百度。

因为这个是前端的标签，依托于浏览器及其内核的实现，跳转到一个网页似乎很“顺其自然”（不然叫什么浏览器）。

当然这里和android交互的流程基本一致：用隐式调用的方式，声明需要启动的Activity；然后<a href="">传入对应的协议（scheme）即可。比如：

前端页面：

<head>
  <meta charset="UTF-8">
  <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
</head>
<body>
<a href="mdove1://haha"> 启动OtherActivity </a>
</body>

android声明：

<activity
    android:name=".OtherActivity"
    android:screenOrientation="portrait">
    <intent-filter>
        <data
            android:host="haha"
            android:scheme="mdove1" />
        <action android:name="android.intent.action.VIEW" />
        <category android:name="android.intent.category.BROWSABLE" />
        <category android:name="android.intent.category.DEFAULT" />
    </intent-filter>
</activity>