Ability启动过程原创精华

深开鸿

发布于 2023-3-21 10:31

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作者：查维

Ability是应用所具备能力的抽象，也是应用程序的重要组成部分。一个应用可以具备多种能力（即可以包含多个Ability），OpenHarmony OS支持应用以Ability为单位进行部署。Ability可以分为FA（Feature Ability）和PA（Particle Ability）两种类型，每种类型为开发者提供了不同的模板，以便实现不同的业务功能。

以上摘自官方文档，本文简要介绍Page应用（AceAbility为例）启动过程，减少入手难度。

1.AppSpawn进程响应应用start请求

启动应用命令：

aa start -a <ability-name> -b <bundle-name>

e.g. aa start -a com.example.myapplication.MainAbility -b com.example.myapplication

//startup/appspawn/standard/appspawn_service.c

appspawn_service.c 调用OnReceiveRequest()处理请求，fork子进程 *childPid = AppSpawnFork(AppSpawnChild, (void *)sandbox);

2.fork子进程（aka.应用）

//base/startup/appspawn/common/appspawn_server.c

*childPid = AppSpawnFork(AppSpawnChild, (void *)sandbox);

Ability启动过程-鸿蒙开发者社区

AppSpawnChild中执行应用启动前步骤，如清理环境、权限鉴权等后，调用content->runChildProcessor(content, client);

3.应用主线程Start

//startup/appspawn/adapter/appspawn_ace.cpp

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在Start()中装备应用MainThread的EventRunner和MainHandler，在EventRunner::Run等待event分发处理和event循环，这里是应用的主线程，也负责拉起其他的线程。这里有必要简要说明OHOS的事件通知机制。

ohos基础框架中的notification机制

代码路径：

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OHOS event-notification机制可以保证一个线程中可以安全地向其他线程投递任务，只要拿到其他线程的Handler或者EventRunner即可。

UML类图：

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说明：

（1）. EventHandler负责投递封装好的event到EventRunner的EventQueue中，并提供ProcessEvent接口供子类重写业务逻辑

（2）. EventRunner负责线程运行的抽象，实际线程运行委托给EventInnerRunner实现

（3）. EventInnerRunner/EventRunnerImpl类是线程运行具体实现，提供ThreadMain()作为std::thread运行入口，在Run()完成event分发处理和event循环（EventHanlder在投递event时候，将handler本身封装在event中，之所以这样做，可能是为了同时支持callback型task和EventHandler中重写ProcessEvent处理方式）

4.MainThread::Init初始化

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拉起看DFX的看门狗线程和信号处理线程，设置应用主线程状态

5.向AMS注册应用，并调度运行

应用调用Attach()，需要向AMS注册表项资源。

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MainThread是IRemoteStub<IAppScheduler>子类，向AMS注册反向死亡通知，应用退出能及时释放AMS相关资源。

获取AppMgr Proxy对象 AttachApplication之后，AMS调度Application状态。
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说明:

MainThread、AMS、ABMS运行在不同进程中，其中AMS、ABMS是SA，使用ohos IPC机制通信。

1.MainThread 是IRemoteStub<IAppScheduler> 子类，是一个匿名IPC对象（匿名这里指的是没有注册到samgr，无said），反向死亡通知到AMS，应用结束时候可以通知AMS回收已分配的AppRunningRecord资源。

2.AppThread(应用主线程，即MainThread)向AMS发送APP_ATTACH_APPLICATION请求并置MainThread状态为Attach，AMS侧收到请求创建appRecord，标记APP_STATE_CREATE。

3.AMS判断appRecord 为ApplicationState::APP_STATE_CREATE，向Application发送SCHEDULE_LAUNCH_APPLICATION_TRANSACTION请求

4.AMS标记appRecord状态为APP_STATE_READY

5.AppThread接收到AMS的SCHEDULE_LAUNCH_APPLICATION_TRANSACTION请求后，调用ScheduleLaunchApplication向MainThread投递任务。

       void MainThread::ScheduleLaunchApplication(const AppLaunchData &data, const Configuration &config)
        {
            ......
            wptr<MainThread> weak = this;
            auto task = [weak, data, config]()
            {
                auto appThread = weak.promote();
                if (appThread == nullptr)
                {
                    HILOG_ERROR("appThread is nullptr, HandleLaunchApplication failed.");
                    return;
                }
                appThread->HandleLaunchApplication(data, config);
            };
            if (!mainHandler_->PostTask(task))
            ......
        }

该task被执行时调用MainThread::HandleLaunchApplication，调用LoadAbilityLibrary（如加载libace.z.so等库保存句柄）、LoadNativeLiabrary、LoadAppLibrary、设置Application上下文信息、从BundleMgr获取Bundle信息、初始化资源管理器InitResourceManager。（此处有区分应用模型，一般是FA模型或者Stage，不做详细介绍，有兴趣自己研究）

6.AppThread收到AMS的SCHEDULE_LAUNCH_ABILITY_TRANSACTION请求，调用HandleLaunchAbility()->AbilityThread::AbilityThreadMain()，创建AbilityThread，调用AbilityThread::Attach()，依据AbilityType创建相应的Ability（这里以AceAbility为例），初始化Ability 。

Ability 初始化这里有几处值得注意。

（1）、Ability有若干类型如： AceAbility、AceFormAbility、AceServiceAbility、AceDataAbility等，代码中有相关类

（2）、创建AbilityThread的AbilityHandler时候，将MainEventRunner 作为参数传入，因此AbilityThread用的还是MainEventRunner事件循环

（3）、在这里创建AbilityWindow（初始化等到Ability的OnStart）、注册监听(AbilityWindow和图形相关，比较重要)

if (info && info->type == AbilityType::PAGE) {
ability_->SetSceneListener(
sptr<WindowLifeCycleImpl>(new WindowLifeCycleImpl(token_, shared_from_this())));
}

备注：AMS在AppMgrServiceInner::LaunchApplication中会调用appRecord->LaunchPendingAbilities()，调度应用Ability，感兴趣可以自行研究。

void AbilityThread::Attach(std::shared_ptr<OHOSApplication> &application,
    const std::shared_ptr<AbilityLocalRecord> &abilityRecord, const std::shared_ptr<EventRunner> &mainRunner,
    const std::shared_ptr<AbilityRuntime::Context> &stageContext)
{
// 1.new AbilityHandler  根据不同AbilityType获得abilityName
std::string abilityName = CreateAbilityName(abilityRecord, application);
if (abilityName == "") {
    HILOG_ERROR("Attach ability failed, abilityInfo is nullptr.");
    return;
}
HILOG_DEBUG("Attach ability begin, ability:%{public}s.", abilityRecord->GetAbilityInfo()->name.c_str());
abilityHandler_ = std::make_shared<AbilityHandler>(mainRunner);
if (abilityHandler_ == nullptr) {
    HILOG_ERROR("Attach ability failed, abilityHandler_ is nullptr.");
    return;
}

// 2.new ability  创建不同的ability，这里以AceAbility为例
auto ability = AbilityLoader::GetInstance().GetAbilityByName(abilityName);
if (ability == nullptr) {
    HILOG_ERROR("Attach ability failed, load ability failed.");
    return;
}
......
// 3.new abilityImpl
abilityImpl_ =
    DelayedSingleton<AbilityImplFactory>::GetInstance()->MakeAbilityImplObject(abilityRecord->GetAbilityInfo());
if (abilityImpl_ == nullptr) {
    HILOG_ERROR("Attach ability failed, abilityImpl_ == nullptr.");
    return;
}
    // 这里初始化abilityWindow及AbilityLifeCycle
abilityImpl_->Init(application, abilityRecord, currentAbility_, abilityHandler_, token_, contextDeal);
// 4. ability attach : ipc
ErrCode err = AbilityManagerClient::GetInstance()->AttachAbilityThread(this, token_);
if (err != ERR_OK) {
    HILOG_ERROR("Attach ability failed, err = %{public}d.", err);
    return;
}

7.调用AttachAbilityThread ，want：PARAM_RESV_CALL_TO_FOREGROUND，将Ability调度到前端

8.ABMS发送ATTACH_ABILITY_THREAD请求到AMS

9.AMS调用AppThread->ScheduleForegroundApplication()

10.App线程调用ScheduleForegroundApplication主要是设置App状态，并发送APP_APPLICATION_FOREGROUNDED通知AMS

    if (((curState_ == APP_STATE_READY) || (curState_ == APP_STATE_BACKGROUND)) && application_ != nullptr) {
        application_->OnForeground();
        curState_ = APP_STATE_FOREGROUND;
        return true;
    }

11.AMS收到请求，标记相应AppRecord状态为ApplicationState::APP_STATE_FOREGROUND，应用和AMS进程状态同步。

备注：后续AMS触发ABMS调用ScheduleAbilityTransaction调用PageAbilityImpl::HandleAbilityTransaction()->AceAbility::OnStart()、Ability::OnStart() InitWindow初始化窗口、加载Dom控件树、图形渲染等