Android 系统（15）---Launcher启动过程

Launcher概述

SystemServer进程主要用于启动系统的各种服务，其中就包含了Launcher服务，LauncherAppService。

Android系统默认第一个启动的应用程序是Home应用程序，这个应用程序用来显示系统中已经安装的应用程序，这个Home应用程序就叫做Launcher。应用程序Launcher在启动过程中会请求PackageManagerService返回系统中已经安装的应用程序的信息，并将这些信息封装成一个快捷图标列表显示在系统屏幕上，这样用户可以通过点击这些快捷图标来启动相应的应用程序。

Launcher启动过程

上篇文章讲到SystemServer会分别启动bootstrap service、core service和other service。在调用startOtherService方法中：

frameworks/base/services/java/com/android/server/SystemServer.java

SystemServer#startOtherService()

 private void startOtherServices() {...//1mActivityManagerService.systemReady(new Runnable() {@Overridepublic void run() {/*** 执行各种SystemService的启动方法，各种SystemService的systemReady方法...*/Slog.i(TAG, "Making services ready");mSystemServiceManager.startBootPhase(SystemService.PHASE_ACTIVITY_MANAGER_READY);...}
...
}

注释1处调用ActivityManagerService的systemReady函数。

frameworks/base/services/core/java/com/android/server/am/ActivityManagerService.java

ActivityManagerService#systemReady()

public void systemReady(final Runnable goingCallback) {...// Start up initial activity.mBooting = true;// Enable home activity for system user, so that the system can always bootif (UserManager.isSplitSystemUser()) {ComponentName cName = new ComponentName(mContext, SystemUserHomeActivity.class);try {AppGlobals.getPackageManager().setComponentEnabledSetting(cName, PackageManager.COMPONENT_ENABLED_STATE_ENABLED, 0, UserHandle.USER_SYSTEM);} catch (RemoteException e) {throw e.rethrowAsRuntimeException();}}startHomeActivityLocked(currentUserId, "systemReady");  //1...}

注释1处调用了startHomeActivityLocked方法，看其名字就是说开始执行启动homeActivity的操作。

ActivityManagerService#startHomeActivityLocked()

    boolean startHomeActivityLocked(int userId, String reason) {if (mFactoryTest == FactoryTest.FACTORY_TEST_LOW_LEVEL && mTopAction == null) {  //1// We are running in factory test mode, but unable to find// the factory test app, so just sit around displaying the// error message and don't try to start anything.return false;}Intent intent = getHomeIntent();  //2ActivityInfo aInfo = resolveActivityInfo(intent, STOCK_PM_FLAGS, userId);if (aInfo != null) {intent.setComponent(new ComponentName(aInfo.applicationInfo.packageName, aInfo.name));// Don't do this if the home app is currently being// instrumented.aInfo = new ActivityInfo(aInfo);aInfo.applicationInfo = getAppInfoForUser(aInfo.applicationInfo, userId);ProcessRecord app = getProcessRecordLocked(aInfo.processName, aInfo.applicationInfo.uid, true);if (app == null || app.instrumentationClass == null) {intent.setFlags(intent.getFlags() | Intent.FLAG_ACTIVITY_NEW_TASK);mActivityStarter.startHomeActivityLocked(intent, aInfo, reason); //3}} else {Slog.wtf(TAG, "No home screen found for " + intent, new Throwable());}return true;}

注释1处的mFactoryTest代表系统的运行模式，系统的运行模式分为三种，分别是非工厂模式、低级工厂模式和高级工厂模式，mTopAction则用来描述第一个被启动Activity组件的Action，它的值为Intent.ACTION_MAIN。因此注释1的代码意思就是mFactoryTest为FactoryTest.FACTORY_TEST_LOW_LEVEL（低级工厂模式）并且mTopAction=null时，直接返回false。
注释2处的getHomeIntent函数如下所示。

ActivityManagerService#getHomeIntent()

    Intent getHomeIntent() {Intent intent = new Intent(mTopAction, mTopData != null ? Uri.parse(mTopData) : null); //1intent.setComponent(mTopComponent);intent.addFlags(Intent.FLAG_DEBUG_TRIAGED_MISSING);if (mFactoryTest != FactoryTest.FACTORY_TEST_LOW_LEVEL) {intent.addCategory(Intent.CATEGORY_HOME); //2}return intent;}

注释1中创建了Intent，并将mTopAction和mTopData传入。mTopAction的值为Intent.ACTION_MAIN。
注释2如果系统运行模式不是低级工厂模式则将intent的Category设置为Intent.CATEGORY_HOME。之后被启动的应用程序就是Launcher，因为Launcher的Manifest文件中的intent-filter标签匹配了Action为Intent.ACTION_MAIN，Category为Intent.CATEGORY_HOME。Launcher的Manifest文件如下所示。

packages/apps/Launcher3/AndroidManifest.xml

<manifestxmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"package="com.android.launcher3"><uses-sdk android:targetSdkVersion="23" android:minSdkVersion="16"/>...<application...<activityandroid:name="com.android.launcher3.Launcher"android:launchMode="singleTask"android:clearTaskOnLaunch="true"android:stateNotNeeded="true"android:theme="@style/Theme"android:windowSoftInputMode="adjustPan"android:screenOrientation="nosensor"android:configChanges="keyboard|keyboardHidden|navigation"android:resumeWhilePausing="true"android:taskAffinity=""android:enabled="true"><intent-filter><action android:name="android.intent.action.MAIN" /><category android:name="android.intent.category.HOME" /><category android:name="android.intent.category.DEFAULT" /><category android:name="android.intent.category.MONKEY"/></intent-filter></activity>
...</application>
</manifest>

ActivityManagerService的startHomeActivityLocked()的注释3就是启动符合条件的应用程序，即Launcher。

frameworks/base/services/core/java/com/android/server/am/ActivityStarter.java

ActivityStarter#startHomeActivityLocked()

    void startHomeActivityLocked(Intent intent, ActivityInfo aInfo, String reason) {mSupervisor.moveHomeStackTaskToTop(HOME_ACTIVITY_TYPE, reason);startActivityLocked(null /*caller*/, intent, null /*ephemeralIntent*/,null /*resolvedType*/, aInfo, null /*rInfo*/, null /*voiceSession*/,null /*voiceInteractor*/, null /*resultTo*/, null /*resultWho*/,0 /*requestCode*/, 0 /*callingPid*/, 0 /*callingUid*/, null /*callingPackage*/,0 /*realCallingPid*/, 0 /*realCallingUid*/, 0 /*startFlags*/, null /*options*/,false /*ignoreTargetSecurity*/, false /*componentSpecified*/, null /*outActivity*/,null /*container*/, null /*inTask*/);if (mSupervisor.inResumeTopActivity) {// If we are in resume section already, home activity will be initialized, but not// resumed (to avoid recursive resume) and will stay that way until something pokes it// again. We need to schedule another resume.mSupervisor.scheduleResumeTopActivities();  //1}}

注释1调用的是scheduleResumeTopActivities()方法，这个方法其实是关于Activity的启动流程的逻辑了，这里我们就不详细说明了，关于Activity的启动流程可以参考我后面文章。

这样Launcher就会被启动起来，并执行它的onCreate函数。

Android应用程序安装

Android系统在启动的过程中，Zygote进程启动SystemServer进程，SystemServer启动PackageManagerService服务，这个服务负责扫描系统中特定的目录，找到里面的应用程序文件，即以Apk为后缀的文件，然后对这些文件进解析（其实就是解析应用程序配置文件AndroidManifest.xml的过程），并从里面得到得到应用程序的相关信息，例如得到应用程序的组件Package、Activity、Service、Broadcast Receiver和Content Provider等信息，保存到PackageManagerService的mPackages、mActivities、mServices、mReceivers等成员变量(HashMap类型)中，得到应用程序的相关信息之后，完成应用程序的安装过程。

这些应用程序只是相当于在PackageManagerService服务注册好了，如果我们想要在Android桌面上看到这些应用程序，还需要有一个Home应用程序（Android系统默认的Home应用程序就是Launcher），负责从PackageManagerService服务中把这些安装好的应用程序取出来，并以友好的方式在桌面上展现出来，例如以快捷图标的形式，接着往下看。

Launcher中应用图标显示流程

从Launcher的onCreate函数开始分析。

packages/apps/Launcher3/src/com/android/launcher3/Launcher.java

Launcher#onCreate()

    @Overrideprotected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {...LauncherAppState app = LauncherAppState.getInstance();//1mDeviceProfile = getResources().getConfiguration().orientation == Configuration.ORIENTATION_LANDSCAPE ?app.getInvariantDeviceProfile().landscapeProfile: app.getInvariantDeviceProfile().portraitProfile;mSharedPrefs = Utilities.getPrefs(this);mIsSafeModeEnabled = getPackageManager().isSafeMode();mModel = app.setLauncher(this);//2....if (!mRestoring) {if (DISABLE_SYNCHRONOUS_BINDING_CURRENT_PAGE) {mModel.startLoader(PagedView.INVALID_RESTORE_PAGE);//3} else {mModel.startLoader(mWorkspace.getRestorePage());}}
...}

注释1处获取LauncherAppState的实例。
注释2处调用它的setLauncher函数并将Launcher对象传入。

packages/apps/Launcher3/src/com/android/launcher3/LauncherAppState.java

LauncherAppState#setLauncher()

LauncherModel setLauncher(Launcher launcher) {getLauncherProvider().setLauncherProviderChangeListener(launcher);mModel.initialize(launcher);//1mAccessibilityDelegate = ((launcher != null) && Utilities.ATLEAST_LOLLIPOP) ? new LauncherAccessibilityDelegate(launcher) : null;return mModel;}

注释1处会调用LauncherModel的initialize函数。

packages/apps/Launcher3/src/com/android/launcher3/LauncherModel.java

LauncherModel#initialize()

public void initialize(Callbacks callbacks) {synchronized (mLock) {unbindItemInfosAndClearQueuedBindRunnables();mCallbacks = new WeakReference<Callbacks>(callbacks);}
}

在initialize函数中会将Callbacks，也就是传入的Launcher封装成一个弱引用对象。因此我们得知mCallbacks变量指的就是封装成弱引用对象的Launcher，这个mCallbacks后文会用到它。

再回到Launcher的onCreate函数，在注释3处调用了LauncherModel的startLoader函数：

LauncherModel#startLoader()

...@Thunk static final HandlerThread sWorkerThread = new HandlerThread("launcher-loader");//1static {sWorkerThread.start();}@Thunk static final Handler sWorker = new Handler(sWorkerThread.getLooper());//2
...public void startLoader(int synchronousBindPage, int loadFlags) {InstallShortcutReceiver.enableInstallQueue();synchronized (mLock) {synchronized (mDeferredBindRunnables) {mDeferredBindRunnables.clear();}if (mCallbacks != null && mCallbacks.get() != null) {stopLoaderLocked();mLoaderTask = new LoaderTask(mApp.getContext(), loadFlags); //3if (synchronousBindPage != PagedView.INVALID_RESTORE_PAGE && mAllAppsLoaded && mWorkspaceLoaded && !mIsLoaderTaskRunning) {mLoaderTask.runBindSynchronousPage(synchronousBindPage);} else {sWorkerThread.setPriority(Thread.NORM_PRIORITY);sWorker.post(mLoaderTask);//4}}}}

注释1处创建了具有消息循环的线程HandlerThread对象。
注释2处创建了Handler，并且传入HandlerThread的Looper。Hander的作用就是向HandlerThread发送消息。
注释3处创建LoaderTask。
注释4处将LoaderTask作为消息发送给HandlerThread 。LoaderTask类实现了Runnable接口。

LoaderTask

private class LoaderTask implements Runnable {...public void run() {synchronized (mLock) {if (mStopped) {return;}mIsLoaderTaskRunning = true;}keep_running: {if (DEBUG_LOADERS) Log.d(TAG, "step 1: loading workspace");loadAndBindWorkspace();//1if (mStopped) {break keep_running;}waitForIdle();if (DEBUG_LOADERS) Log.d(TAG, "step 2: loading all apps");loadAndBindAllApps();//2}mContext = null;synchronized (mLock) {if (mLoaderTask == this) {mLoaderTask = null;}mIsLoaderTaskRunning = false;mHasLoaderCompletedOnce = true;}}...     }

Launcher是用工作区的形式来显示系统安装的应用程序的快捷图标，每一个工作区都是来描述一个抽象桌面的，它由n个屏幕组成，每个屏幕又分n个单元格，每个单元格用来显示一个应用程序的快捷图标。
注释1处调用loadAndBindWorkspace函数用来加载工作区信息。
注释2处的loadAndBindAllApps函数是用来加载系统已经安装的应用程序信息。

LauncherModel#loadAndBindAllApps()

private void loadAndBindAllApps() {if (DEBUG_LOADERS) {Log.d(TAG, "loadAndBindAllApps mAllAppsLoaded=" + mAllAppsLoaded);}if (!mAllAppsLoaded) {loadAllApps();//1synchronized (LoaderTask.this) {if (mStopped) {return;}}updateIconCache();synchronized (LoaderTask.this) {if (mStopped) {return;}mAllAppsLoaded = true;}} else {onlyBindAllApps();}
}

如果系统没有加载已经安装的应用程序信息，则会调用注释1处的loadAllApps()函数。

LauncherModel#loadAllApps()

private void loadAllApps() {
...final List<LauncherActivityInfoCompat> apps = mLauncherApps.getActivityList(null, user);  //1// Fail if we don't have any apps// TODO: Fix this. Only fail for the current user.if (apps == null || apps.isEmpty()) {return;}// Create the ApplicationInfosfor (int i = 0; i < apps.size(); i++) {LauncherActivityInfoCompat app = apps.get(i);// This builds the icon bitmaps.mBgAllAppsList.add(new AppInfo(mContext, app, user, mIconCache, quietMode));  //2}
...// Huh? Shouldn't this be inside the Runnable below?final ArrayList<AppInfo> added = mBgAllAppsList.added;mBgAllAppsList.added = new ArrayList<AppInfo>();mHandler.post(new Runnable() {public void run() {final long bindTime = SystemClock.uptimeMillis();final Callbacks callbacks = tryGetCallbacks(oldCallbacks);if (callbacks != null) {callbacks.bindAllApplications(added);  //3if (DEBUG_LOADERS) {Log.d(TAG, "bound " + added.size() + " apps in " + (SystemClock.uptimeMillis() - bindTime) + "ms");}} else {Log.i(TAG, "not binding apps: no Launcher activity");}}});...}

注释1处获取所有已经安装的符合要求的Application信息。
注释2中将Application信息封装成AppInfo并添加到mBgAllAppsList列表中。
注释3处会调用callbacks的bindAllApplications函数并传入AppInfo列表，在前面我们得知这个callbacks实际是指向Launcher的，因此这里调用的是Launcher的bindAllApplications函数。

下面先看看注释1如何获取Application信息：

packages/apps/Launcher3/src/com/android/launcher3/compat/LauncherAppsCompatV16.java

LauncherAppsCompatV16#getActivityList()

    public List<LauncherActivityInfoCompat> getActivityList(String packageName, UserHandleCompat user) {//1final Intent mainIntent = new Intent(Intent.ACTION_MAIN, null);mainIntent.addCategory(Intent.CATEGORY_LAUNCHER);mainIntent.setPackage(packageName);List<ResolveInfo> infos = mPm.queryIntentActivities(mainIntent, 0); //2List<LauncherActivityInfoCompat> list =new ArrayList<LauncherActivityInfoCompat>(infos.size());for (ResolveInfo info : infos) {list.add(new LauncherActivityInfoCompatV16(mContext, info));}return list;}

注释1处构造带有ACTION_MAIN和CATEGORY_LAUNCHER的intent。
注释2处通过PackageManagerService.queryIntentActivities接口来取回系统中所有符合intent条件的Activity，即需要显示到桌面上的应用。（前面启动PackageManagerService时，会把系统中的应用程序都解析一遍，然后把解析得到的Activity都保存在mActivities成员变量中，这里通过这个mActivities变量的queryIntent函数返回符合intent条件的Activity，即Action类型为Intent.ACTION_MAIN，并且Category类型为Intent.CATEGORY_LAUNCHER的Activity）

回退一步，继续来看Launcher的bindAllApplications函数：

Launcher#bindAllApplications()

public void bindAllApplications(final ArrayList<AppInfo> apps) {if (waitUntilResume(mBindAllApplicationsRunnable, true)) {mTmpAppsList = apps;return;}if (mAppsView != null) {mAppsView.setApps(apps); //1}if (mLauncherCallbacks != null) {mLauncherCallbacks.bindAllApplications(apps);}
}

注释1处会调用AllAppsContainerView的setApps函数，并将包含应用信息的列表apps传进去。

packages/apps/Launcher3/src/com/android/launcher3/allapps/AllAppsContainerView.java

AllAppsContainerView#setApps()

public void setApps(List<AppInfo> apps) {mApps.setApps(apps);}

包含应用信息的列表apps已经传给了AllAppsContainerView，查看AllAppsContainerView的onFinishInflate函数。

AllAppsContainerView#onFinishInflate()

@Overrideprotected void onFinishInflate() {super.onFinishInflate();
...// Load the all apps recycler viewmAppsRecyclerView = (AllAppsRecyclerView) findViewById(R.id.apps_list_view);//1mAppsRecyclerView.setApps(mApps);//2mAppsRecyclerView.setLayoutManager(mLayoutManager);mAppsRecyclerView.setAdapter(mAdapter);//3mAppsRecyclerView.setHasFixedSize(true);mAppsRecyclerView.addOnScrollListener(mElevationController);mAppsRecyclerView.setElevationController(mElevationController);
...}

onFinishInflate函数在加载完xml文件时就会调用，注释1处得到AllAppsRecyclerView用来显示App列表。
注释2处将apps的信息列表传进去。
注释3处为AllAppsRecyclerView设置Adapter。到这里，应用程序快捷图标的列表就会显示在屏幕上了。