Android Systrace 基础知识(4) - SystemServer 解读
本文是 Systrace 系列文章的第四篇，主要是对 SystemServer 进行简单介绍，介绍了 SystemServer 中几个比较重要的线程，由于 Input 和 Binder 比较重要，所以单独拿出来讲，在这里就没有再涉及到。
本系列的目的是通过 Systrace 这个工具，从另外一个角度来看待 Android 系统整体的运行，同时也从另外一个角度来对 Framework 进行学习。也许你看了很多讲 Framework 的文章，但是总是记不住代码，或者不清楚其运行的流程，也许从 Systrace 这个图形化的角度，你可以理解的更深入一些。
系列文章目录
Systrace 简介 Systrace 基础知识 - Systrace 预备知识 Systrace 基础知识 - Why 60 fps ？ Systrace 基础知识 - SystemServer 解读 Systrace 基础知识 - SurfaceFlinger 解读 Systrace 基础知识 - Input 解读 Systrace 基础知识 - Vsync 解读 Systrace 基础知识 - Vsync-App ：基于 Choreographer 的渲染机制详解 Systrace 基础知识 - MainThread 和 RenderThread 解读 Systrace 基础知识 - Binder 和锁竞争解读 Systrace 基础知识 - Triple Buffer 解读 Systrace 基础知识 - CPU Info 解读
正文
窗口动画
Systrace 中的 SystemServer 一个比较重要的地方就是窗口动画，由于窗口归 SystemServer 来管，那么窗口动画也就是由 SystemServer 来进行统一的处理，其中涉及到两个比较重要的线程，Android.Anim 和 Android.Anim.if 这两个线程，这两个线程的基本知识在下面有讲。
这里我们以「应用启动」为例，查看窗口时如何在两个线程之间进行切换(Android P 里面，应用的启动动画由 Launcher 和应用自己的第一帧组成，之前是在 SystemServer 里面的，现在多任务的动画为了性能部分移到了 Launcher 去实现)
首先我们点击图标启动应用的时候，由于 App 还在启动，Launcher 首先启动一个 StartingWindow，等 App 的第一帧绘制好了之后，再切换到 App 的窗口动画
Launcher 动画
此时对应的，App 正在启动
从上图可以看到，应用第一帧已经准备好了，接下来看对应的 SystemServer ，可以看到应用启动第一帧绘制完成后，动画切换到 App 的 Window 动画
ActivityManagerService
AMS 和 WMS 算是 SystemServer 中最繁忙的两个 Service 了，与 AMS 相关的 Trace 一般会用 TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER 这个 TAG，在 Systrace 中的名字是 ActivityManager
下面是启动一个新的进程的时候，AMS 的输出
在进程和四大组件的各种场景一般都会有对应的 Trace 点来记录，比如大家熟悉的 ActivityStart、ActivityResume、activityStop 等，这些 Trace 点有一些在应用进程，有一些在 SystemServer 进程，所以大家在看 Activity 相关的代码逻辑的时候，需要不断在这两个进程之间进行切换，这样才能从一个整体的角度来看应用的状态变化和 SystemServer 在其中起到的作用。
WindowManagerService
与 AMS 相关的 Trace 一般会用 TRACE_TAG_WINDOW_MANAGER 这个 TAG，在 Systrace 中 WindowManagerService 在 SystemServer 中多在 对应的 Binder 中出现，比如下面应用启动的时候，relayoutWindow 的 Trace 输出
在 Window 的各种场景一般都会有对应的 Trace 点来记录，比如大家熟悉的 relayoutWIndow、performLayout、prepareToDisplay 等
Input
Input 是 SystemServer 线程里面非常重要的一部分，主要是由 InputReader 和 InputDispatcher 这两个 Native 线程组成，关于这一部分在 Systrace 基础知识 - Input 解读 里面已经详细讲过，这里就不再详细讲了
Binder
SystemServer 由于提供大量的基础服务，所以进程间的通信非常繁忙，且大部分通信都是通过 Binder ，所以 Binder 在 SystemServer 中的作用非常关键，很多时候当后台有大量的 App 存在的时候，SystemServer 就会由于 Binder 通信和锁竞争，导致系统或者 App 卡顿。关于这一部分在 Binder 和锁竞争解读 里面已经详细讲过，这里就不再详细讲了
HandlerThread
BackgroundThread
com/android/internal/os/BackgroundThread.java
private BackgroundThread() {
super("android.bg", android.os.Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND);
}
Systrace 中的 BackgroundThread
BackgroundThread 在系统中使用比较多，许多对性能没有要求的任务，一般都会放到 BackgroundThread 中去执行
ServiceThread
ServiceThread 继承自 HandlerThread ，下面介绍的几个工作线程都是继承自 ServiceThread ，分别实现不同的功能，根据线程功能不同，其线程优先级也不同：UIThread、IoThread、DisplayThread、AnimationThread、FgThread、SurfaceAnimationThread
每个 Thread 都有自己的 Looper 、Thread 和 MessageQueue，互相不会影响。Android 系统根据功能，会使用不同的 Thread 来完成。
UiThread
com/android/server/UiThread.java
private UiThread() {
super("android.ui", Process.THREAD_PRIORITY_FOREGROUND, false /*allowIo*/);
}
Systrace 中的 UiThread
UiThread 被使用的地方如下，具体的功能可以自己去源码里面查看，关键字是 UiThread.get()
IoThread
com/android/server/IoThread.java
private IoThread() {
super("android.io", android.os.Process.THREAD_PRIORITY_DEFAULT, true /*allowIo*/);
}
IoThread 被使用的地方如下，具体的功能可以自己去源码里面查看，关键字是 IoThread.get()
DisplayThread
com/android/server/DisplayThread.java
private DisplayThread() {
// DisplayThread runs important stuff, but these are not as important as things running in
// AnimationThread. Thus, set the priority to one lower.
super("android.display", Process.THREAD_PRIORITY_DISPLAY + 1, false /*allowIo*/);
}
Systrace 中的 DisplayThread
AnimationThread
com/android/server/AnimationThread.java
private AnimationThread() {
super("android.anim", THREAD_PRIORITY_DISPLAY, false /*allowIo*/);
}
Systrace 中的 AnimationThread
file:///Users/gaojack/blog/source/images/15808255124784.jpg
AnimationThread 在源码中的使用，可以看到 WindowAnimator 的动画执行也是在 AnimationThread 线程中的，Android P 增加了一个 SurfaceAnimationThread 来分担 AnimationThread 的部分工作，来提高 WindowAnimation 的动画性能
FgThread
com/android/server/FgThread.java
private FgThread() {
super("android.fg", android.os.Process.THREAD_PRIORITY_DEFAULT, true /*allowIo*/);
}
Systrace 中的 FgThread
FgThread 在源码中的使用，可以自己搜一下，下面是具体的使用的一个例子
FgThread.getHandler().post(() -> {
synchronized (mLock) {
if (mStartedUsers.get(userIdToLockF) != null) {
Slog.w(TAG, "User was restarted, skipping key eviction");
return;
}
}
try {
mInjector.getStorageManager().lockUserKey(userIdToLockF);
} catch (RemoteException re) {
throw re.rethrowAsRuntimeException();
}
if (userIdToLockF == userId) {
for (final KeyEvictedCallback callback : keyEvictedCallbacks) {
callback.keyEvicted(userId);
}
}
});
SurfaceAnimationThread
com/android/server/wm/SurfaceAnimationThread.java
private SurfaceAnimationThread() {
super("android.anim.lf", THREAD_PRIORITY_DISPLAY, false /*allowIo*/);
}
Systrace 中的 SurfaceAnimationThread
SurfaceAnimationThread 的名字叫 android.anim.lf ， 与 android.anim 有区别，
这个 Thread 主要是执行窗口动画，用于分担 android.anim 线程的一部分动画工作，减少由于锁导致的窗口动画卡顿问题，具体的内容可以看这篇文章：Android P——LockFreeAnimation
SurfaceAnimationRunner(@Nullable AnimationFrameCallbackProvider callbackProvider,
AnimatorFactory animatorFactory, Transaction frameTransaction,
PowerManagerInternal powerManagerInternal) {
SurfaceAnimationThread.getHandler().runWithScissors(() -> mChoreographer = getSfInstance(),
0 /* timeout */);
mFrameTransaction = frameTransaction;
mAnimationHandler = new AnimationHandler();
mAnimationHandler.setProvider(callbackProvider != null
? callbackProvider
: new SfVsyncFrameCallbackProvider(mChoreographer));
mAnimatorFactory = animatorFactory != null
? animatorFactory
: SfValueAnimator::new;
mPowerManagerInternal = powerManagerInternal;
}
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