为了研究安卓横竖屏切换原理,深入学习了一下ActivityManager的设计模式。
一 Proxy模式
意图:
为其他对象提供一种代理以控制这个对象的访问。
适用性:
l 远程代理( Remote Proxy ): 为一个对象在不同的地址空间提供局部代表。
l 虚代理(Virtual Proxy)根据需要创建开销很大的对象。使用一个代理对象作为代表,在真正的需要时进行创建。
l 保护代理(Protection Proxy):控制对原始对象的访问。保护代理用于对象应该有不同的访问权限的时候。
l 智能指引(Smart Reference): 取代了简单的指针,它在访问对象时执行一些附加操作。对指向实际对象的引用计数,
这样当该对象没有引用时,可以自动释放它,智能指针当第一次引用一个持久对象时,将它装入内存。
在访问一个实际对象前,检查是否已经锁定了它,以确保其他对象不能改变它
结构:
运行时刻一种可能的代理结构的对象图:
理解:
1 ) Remote Proxy可以隐藏一个对象存在于不同地址空间的事实。但是提供一
个代理对象,使用起来就像在使用真正的对象一样。
2) Virtual Proxy 可以进行最优化,例如根据要求创建对象。copy - on – write。
根据实际的需求对所代理的对象进行合理管理(创建加载销毁)
3) Protection Proxies和Smart Reference都允许在访问一个对象时有一些附加
的内务处理;对不同的访问设置权限,对对象进行保护。
二 Android中ActivityManager
从官方文档的介绍可以看到ActivityManager的作用:
是与系统所有正在运行着的Acitivity进行交互,对系统所有运行中的Activity相关信息(Task,Memory,Service,App)
进行管理和维护;提供了相应的接口用于获取这些信息。
但是这些信息真正维护并不是ActivityManager来负责的,从其中的众多接口getXXX()可以看到其中都是使用:
public List<RunningAppProcessInfo> getRunningAppProcesses() { return ActivityManagerNative.getDefault().getRunningAppProcesses(); }
都是通过这个ActivityManagerNative.getDefault()的操作来实现这些信息的获取。
虽然再继续进入函数查找,仍然不能知道到底是哪一个类的对象在实施具体的操作。
所以要看清楚ActivityManager真正是和谁交互,
就需要去探究实施Activity Manager框架相关类作、继承关系和层次结构以及控制关系。
三 Android中Activity Manager相关类继承层次关系
看一下类结构图如下:
IActivityManager作为ActivityManagerProxy和ActivityManagerNative的公共接口,
所以两个类具有部分相同的接口,可以实现合理的代理模式;
ActivityManagerProxy代理类是ActivityManagerNative的内部类;
ActivityManagerNative是个抽象类,真正发挥作用的是它的子类ActivityManagerService(系统Service组件)。
ActivityManagerNative源码:
public abstract class ActivityManagerNative extends Binder implements IActivityManager { /** * Cast a Binder object into an activity manager interface, generating * a proxy if needed. */ static public IActivityManager asInterface(IBinder obj) { if (obj == null) { return null; } IActivityManager in = (IActivityManager)obj.queryLocalInterface(descriptor); if (in != null) { return in; } return new ActivityManagerProxy(obj); } /** * Retrieve the system's default/global activity manager. */ static public IActivityManager getDefault() { return gDefault.get(); } class ActivityManagerProxy implements IActivityManager{ … //内部类 } }
public final class ActivityManagerService extends ActivityManagerNative implements Watchdog.Monitor, BatteryStatsImpl.BatteryCallback { //... @Override public void setRequestedOrientation(IBinder token, int requestedOrientation) { synchronized (this) { ActivityRecord r = ActivityRecord.isInStackLocked(token); if (r == null) { return; } final long origId = Binder.clearCallingIdentity(); mWindowManager.setAppOrientation(r.appToken, requestedOrientation); Configuration config = mWindowManager.updateOrientationFromAppTokens( mConfiguration, r.mayFreezeScreenLocked(r.app) ? r.appToken : null); if (config != null) { r.frozenBeforeDestroy = true; if (!updateConfigurationLocked(config, r, false, false)) {//当返回false,就是现在的状态要改变(比如重启Activity) mStackSupervisor.resumeTopActivitiesLocked();//调用ActivityStackSupervisor的resumeTopActivitiesLocked启动最上面的Activity } } Binder.restoreCallingIdentity(origId); } } //... }
涉及到WindowManagerService的代码:
public class WindowManagerService extends IWindowManager.Stub implements Watchdog.Monitor, WindowManagerPolicy.WindowManagerFuncs { //... @Override public void setAppOrientation(IApplicationToken token, int requestedOrientation) { if (!checkCallingPermission(android.Manifest.permission.MANAGE_APP_TOKENS, "setAppOrientation()")) { throw new SecurityException("Requires MANAGE_APP_TOKENS permission"); } synchronized(mWindowMap) { AppWindowToken atoken = findAppWindowToken(token.asBinder()); if (atoken == null) { Slog.w(TAG, "Attempted to set orientation of non-existing app token: " + token); return; } atoken.requestedOrientation = requestedOrientation;//找到这个apptoken的APPWindowToken,然后将其requestedOrientation值赋值 } } @Override public Configuration updateOrientationFromAppTokens( Configuration currentConfig, IBinder freezeThisOneIfNeeded) { if (!checkCallingPermission(android.Manifest.permission.MANAGE_APP_TOKENS, "updateOrientationFromAppTokens()")) { throw new SecurityException("Requires MANAGE_APP_TOKENS permission"); } Configuration config = null; long ident = Binder.clearCallingIdentity(); synchronized(mWindowMap) { config = updateOrientationFromAppTokensLocked(currentConfig, freezeThisOneIfNeeded); } Binder.restoreCallingIdentity(ident); return config; } private Configuration updateOrientationFromAppTokensLocked( Configuration currentConfig, IBinder freezeThisOneIfNeeded) { Configuration config = null; if (updateOrientationFromAppTokensLocked(false)) {//返回true,需要旋转 if (freezeThisOneIfNeeded != null) { AppWindowToken atoken = findAppWindowToken(freezeThisOneIfNeeded); if (atoken != null) { startAppFreezingScreenLocked(atoken); } } config = computeNewConfigurationLocked();//计算Configuration返回 } else if (currentConfig != null) { // No obvious action we need to take, but if our current // state mismatches the activity manager's, update it, // disregarding font scale, which should remain set to // the value of the previous configuration. mTempConfiguration.setToDefaults(); mTempConfiguration.fontScale = currentConfig.fontScale; if (computeScreenConfigurationLocked(mTempConfiguration)) { if (currentConfig.diff(mTempConfiguration) != 0) { mWaitingForConfig = true; final DisplayContent displayContent = getDefaultDisplayContentLocked(); displayContent.layoutNeeded = true; int anim[] = new int[2]; if (displayContent.isDimming()) { anim[0] = anim[1] = 0; } else { mPolicy.selectRotationAnimationLw(anim); } startFreezingDisplayLocked(false, anim[0], anim[1]); config = new Configuration(mTempConfiguration); } } } return config; } /* * * Determine the new desired orientation of the display, returning * a * non-null new Configuration if it has changed from the current * orientation. * IF TRUE IS RETURNED SOMEONE MUST CALL * setNewConfiguration() TO TELL THE * WINDOW MANAGER IT CAN UNFREEZE THE * SCREEN. This will typically be done for * you if you call * sendNewConfiguration(). * * The orientation is computed * from non-application windows first. If none of * the non-application windows * specify orientation, the orientation is computed from * application tokens. * * @see android.view.IWindowManager#updateOrientationFromAppTokens( * * android.os.IBinder) */ boolean updateOrientationFromAppTokensLocked(boolean inTransaction) { long ident = Binder.clearCallingIdentity(); try { int req = getOrientationFromWindowsLocked();//获取上次强制设置的方向,如果不同就调用updateRotationUncheckedLocked函数 if (req == ActivityInfo.SCREEN_ORIENTATION_UNSPECIFIED) { req = getOrientationFromAppTokensLocked(); } if (req != mForcedAppOrientation) { mForcedAppOrientation = req; //send a message to Policy indicating orientation change to take //action like disabling/enabling sensors etc., mPolicy.setCurrentOrientationLw(req); if (updateRotationUncheckedLocked(inTransaction)) {//核心函数!!!!!!最终会到DisplayManagerService中设置设备的方向 // changed return true; } } return false; } finally { Binder.restoreCallingIdentity(ident); } }
这里涉及到两个过程:
代理对象建立:ActivityManagerProxy代理对象的创建;
程序执行过程:如何通过代理对象来执行真正对象请求;
从图中可以看出代理类:使用ActivityManagerProxy代理类,来代理ActivityManagerNative类的子类ActivityManagerService;
ActivityManagerService是系统统一的Service,运行在独立的进程中;通过系统ServiceManger获取;
ActivityManager运行在一个进程里面,ActivityManagerService运行在另一个进程内,
对象在不同的进程里面,其地址是相互独立的;实现跨进程的对象访问,需要对应进程间通信的规则,
此处是采用Binder机制实现跨进程通信;所以此处的Proxy模式的运用属于:远程代理(RemoteProxy)。
下面看看这两个过程。
四 代理实现过程
1 代理对象建立
是在ActivityManager的getRunningServices执行时就需要代理类来执行;
public List<RunningServiceInfo> getRunningServices(int maxNum)
returnActivityManagerNative.getDefault()
getServices(maxNum, 0);
}
继续看看ActivityManagerNative.getDefault()到底干了什么事:
实际上是关乎到Singleton<IActivityManager>类型的gDefault对象创建;
private static final Singleton<IActivityManager> gDefault = new
Singleton<IActivityManager>() {
protected IActivityManager create() {
IBinder b = ServiceManager.getService("activity");
IActivityManager am = asInterface(b);
return am;
}
};
ServiceManager.getService("activity");获取系统的“activity”的Service,
所有的Service都是注册到ServiceManager进行统一管理。
这样就创建了一个对ActivityManagerService实例的本地代理对象ActivityManagerProxy实例。Singleton是通用的单例模板类。
ActivityManagerNative.getDefault就返回一个此代理对象的公共接口IActivityManager类型,就可以在本地调用远程对象的操作方法。
2 执行过程
这个执行过程就设计到ActivityManager框架的执行流程;简单看一下这个getServices的执行过程。
此图表明整个Client对Service的访问是通过Service的代理对象Proxy进行访问的。
Android中对Service访问的模式都是以Client/Server模式进行;
Client实际上访问Service是通过对Service的建立代理的Proxy对象进行访问的——代理模式。
此处也可以看到如果ActivityManager相关的Remote端的Service组件可以任意进行改变替换,依然不会影响到Local端的使用。
AcitivityManager的框架十分复杂,此处主要是为了学习Proxy模式的应用。