Android

Android 进程与线程

深入理解 Android 进程与线程模型：Binder IPC 原理与 Activity 启动流程。

核心问题

点击图标后，Activity 是如何启动的？

理解这个问题，就理解了 Android 进程间通信的核心。

知识脉络

第一层：进程 vs 线程

维度进程线程
资源独立地址空间共享地址空间
通信IPC共享内存
开销高低
隔离强弱

Android 进程特点

  • 基于 Linux 进程
  • 每个应用默认一个进程（可配置多进程）
  • 进程优先级决定存活可能性

第二层：Binder IPC

为什么选择 Binder

维度Binder管道/Socket
拷贝次数1 次2 次
安全性UID/PID 校验需自行实现
编程模型面向对象 RPC字节流

通信流程

Client                    Binder Driver                   Server
   │                           │                            │
   │─── transact() ───────────>│                            │
   │                           │──── onTransact() ─────────>│
   │                           │                            │ (执行)
   │                           │<─── reply ─────────────────│
   │<─── return ──────────────│                            │

一次拷贝的奥秘

mmap 将内核空间的一块内存映射到用户空间：

  1. Client 通过 copy_from_user 将数据拷贝到 mmap 区域
  2. Server 直接从 mmap 读取（无需再拷贝）

第三层：Activity 启动流程

完整链路

Launcher 点击图标
    ↓ (Binder)
ActivityManagerService.startActivity()
    ↓ (检查进程是否存在)
    ├── 存在 → 直接调度 Activity 生命周期
    └── 不存在 → 请求 Zygote fork 新进程
                    ↓ (Socket)
               Zygote.fork()
                    ↓
               子进程初始化
                    ↓
               ActivityThread.main()
                    ↓
               ├── Looper.prepareMainLooper()
               ├── ActivityThread.attach()
               └── Looper.loop()
                    ↓
               Application.onCreate()
                    ↓
               Activity.onCreate() → onStart() → onResume()
                    ↓
               首帧绘制完成

Zygote：进程孵化器

  • 系统启动时预加载常用类和资源
  • 新进程通过 fork() 从 Zygote 复制，无需重新加载
Zygote 进程
├── System Server
├── App Process #1
├── App Process #2
└── ...

第四层：线程模型

主线程职责

  • UI 渲染
  • 事件分发
  • Activity 生命周期
  • 消息处理

线程池

类型用途
Binder 线程池处理 IPC 请求（默认 16 个）
AsyncTask 线程池已废弃，用协程替代
OkHttp 连接池网络请求

线程数建议

任务类型公式
CPU 密集型N + 1（N = CPU 核心数）
IO 密集型2N 或更多

面试高频点

Q1: Binder 一次拷贝发生在哪里？

mmap 将内核空间的一块内存映射到用户空间：

  1. Client 通过 copy_from_user 将数据拷贝到 mmap 区域
  2. Server 直接从 mmap 读取（无需再拷贝）

Q2: Application.onCreate 和 Activity.onCreate 谁先？

Application.onCreate 先执行。

进程创建 → Application.attach() → Application.onCreate() → Activity.onCreate()

Q3: 多进程模式如何开启？

<activity
    android:name=".RemoteActivity"
    android:process=":remote" />  <!-- 私有进程 -->

<activity
    android:name=".PublicActivity"
    android:process="com.example.public" />  <!-- 全局进程 -->

注意：多进程会导致 Application 多次创建。

Q4: Binder 线程池如何工作？

  1. Client 发起 transact
  2. Binder Driver 将请求放入 Server 的待处理队列
  3. Server 的 Binder 线程从队列取出请求
  4. 执行 onTransact
  5. 结果返回给 Client

实战案例

进程间通信

// AIDL 接口
interface IRemoteService {
    fun getData(): String
    fun setData(data: String)
}

// 服务端
class RemoteService : Service() {
    private val binder = object : IRemoteService.Stub() {
        override fun getData() = "Hello"
        override fun setData(data: String) { /* ... */ }
    }

    override fun onBind(intent: Intent) = binder
}

// 客户端
val connection = object : ServiceConnection {
    override fun onServiceConnected(name: ComponentName, service: IBinder) {
        val remoteService = IRemoteService.Stub.asInterface(service)
        val data = remoteService.data
    }
}
bindService(intent, connection, Context.BIND_AUTO_CREATE)

知识关联