每日一博 | 明修

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作者:vivo 互联网大前端团队- Zhao Kaiping

本文从一例业务中遇到的问题出发,以FLAG_ACTIVITY_NEW_TASK这一flag作为切入点,带大家探究Activity启动前的一项重要的工作——栈校验。

文中列举一系列业务中可能遇到的异常状况,详细描述了使用FLAG_ACTIVITY_NEW_TASK时可能遇到的“坑”,并从源码中探究其根源。只有合理使用flag、launchMode,才能避免因为栈机制的特殊性,导致一系列与预期不符的启动问题。

一、问题及背景

应用间相互联动、相互跳转,是实现系统整体性、体验一致性的重要手段,也是最简单的一种方法。

当我们用最常用的方法去startActivity时,竟也会遇到失败的情况。在真实业务中,就遇到了这样一例异常:用户点击某个按钮时,想要“简简单单”跳转另一个应用,却没有任何反应。

经验丰富的你,脑海中是否涌现出了各种猜想:是不是目标Activity甚至目标App不存在?是不是目标Activty没有对外开放?是不是有权限的限制或者跳转的action/uri错了……

真实的原因被flag、launchMode、Intent等特性层层藏匿,可能超出你此时的思考。

本文将从源码出发,探究前因后果,展开讲讲在startActivity()真正准备启动一个Activity前,需要经过哪些“磨难”,怎样有据可依地解决由栈问题导致的启动异常。

1.1 业务中遇到的问题

业务中的场景是这样的,存在A、B、C三个应用。

(1)从应用A-Activity1跳转至应用B-Activity2;

(2)应用B-Activity2继续跳转到应用C-Activity3;

(3)C内某个按钮,会再次跳转B-Activity2,但点击后没有任何反应。如果不经过前面A到B的跳转,C直接跳到B是可以的。

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1.2 问题代码

3个Activity的Androidmanifest配置如下,均可通过各自的action拉起,launchMode均为标准模式。

<!--应用A--> <activity android:name=".Activity1" android:exported="true"> <intent-filter> <action android:name="com.zkp.task.ACTION_TO_A_PAGE1" /> <category android:name="android.intent.category.DEFAULT" /> </intent-filter> </activity> <!--应用B--> <activity android:name=".Activity2" android:exported="true"> <intent-filter> <action android:name="com.zkp.task.ACTION_TO_B_PAGE2" /> <category android:name="android.intent.category.DEFAULT" /> </intent-filter> </activity> <!--应用C--> <activity android:name=".Activity3" android:exported="true"> <intent-filter> <action android:name="com.zkp.task.ACTION_TO_C_PAGE3" /> <category android:name="android.intent.category.DEFAULT" /> </intent-filter> </activity>

A-1到B-2的代码,指定flag为

FLAG_ACTIVITY_NEW_TASK

private void jumpTo_B_Activity2_ByAction_NewTask() { Intent intent = new Intent(); intent.setAction("com.zkp.task.ACTION_TO_B_PAGE2"); intent.setFlags(Intent.FLAG_ACTIVITY_NEW_TASK); startActivity(intent);}

B-2到C-3的代码,未指定flag

private void jumpTo_C_Activity3_ByAction_NoTask() { Intent intent = new Intent(); intent.setAction("com.zkp.task.ACTION_TO_C_PAGE3"); startActivity(intent);}

C-3到B-2的代码,与A-1到B-2的完全一致,指定flag为 FLAG_ACTIVITY_NEW_TASK

private void jumpTo_B_Activity2_ByAction_NewTask() { Intent intent = new Intent(); intent.setAction("com.zkp.task.ACTION_TO_B_PAGE2"); intent.setFlags(Intent.FLAG_ACTIVITY_NEW_TASK); startActivity(intent);}

1.3 代码初步分析

仔细查看问题代码,在实现上非常简单,有两个特征:

(1)如果直接通过C-3跳B-2,没有任何问题,但A-1已经跳过B-2后,C-3就失败了。

(2)在A-1和C-3跳到B-2时,都设置了flag为FLAG_ACTIVITY_NEW_TASK。

依据经验,我们推测与栈有关,尝试将跳转前栈的状态打印出来,如下图。

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由于A-1跳到B-2时设置了FLAG_ACTIVITY_NEW_TASK,B-2跳到C-3时未设置,所以1在独立栈中,2、3在另一个栈中。示意如下图。

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C-3跳转B-2一般有3种可能的预期,如下图:预想1,新建一个Task,在新Task中启动一个B-2;预想2,复用已经存在的B-2;预想3,在已有Task中新建一个实例B-2。

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但实际上3种预期都没有实现,所有Activity的任何声明周期都没有变化,界面始终停留在C-3。

看一下FLAG_ACTIVITY_NEW_TASK的官方注释和代码注释,如下图:

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重点关注这一段:

When using this flag, if a task is already running for the activity you are now starting, then a new activity will not be started; instead, the current task will simply be brought to the front of the screen with the state it was last in.

使用此flag时,如果你正在启动的Activity已经在一个Task中运行,那么一个新Activity不会被启动;相反,当前Task将简单地显示在界面的前面,并显示其最后的状态。

——显然,官方文档与代码注释的表述与我们的异常现象是一致的,目标Activity2已经在Task中存在,则不会被启动;Task直接显示在前面,并展示最后的状态。由于目标Activty3就是来源Activity3,所以页面没有任何变化。

看起来官方还是很靠谱的,但实际效果真的能一直与官方描述一致吗?我们通过几个场景来看一下。

二、场景拓展与验证

2.1 场景拓展

在笔者依据官方描述进行调整、复现的过程中,发现了几个比较有意思的场景。

PS:上面业务的案例中,B-2和C-3在不同应用内,又在相同的Task内,但实际上是否是同一个应用,对结果的影响并不大。为了避免不同应用和不同Task造成阅读混乱,同一个栈的跳转,我们都在本应用内进行,故业务中的场景等价于下面的【场景0】

【场景0】把业务中B-2到C-3的应用间跳转改为B-2到B-3的应用内跳转

// B-2跳转B-3public static void jumpTo_B_3_ByAction_Null(Context context) { Intent intent = new Intent(); intent.setAction("com.zkp.task.ACTION_TO_B_PAGE3"); context.startActivity(intent);}

如下图,A-1设置NEW_TASK跳转B-2,再跳转B-3,最终设置NEW_TASK想跳转B-2。虽然跳C-3改为了跳B-3,但与之前问题的表现一致,没有反应,停留在B-3。

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有的读者会指出这样的问题:如果同一个应用内使用NEW_TASK跳转,而不指定目标的taskAffinity属性,实际是无法在新Task中启动的。请大家忽略该问题,可以认为笔者的操作是已经加了taskAffinity的,这对最终结果并没有影响。

【场景1】如果目标Task和来源Task不是同一个,情况是否会如官方文档所说复用已有的Task并展示最近状态?我们改为B-3启动一个新Task的新Activity C-4,再通过C-4跳回B-2

// B-3跳转C-4public static void jumpTo_C_4_ByAction_New(Context context) { Intent intent = new Intent("com.zkp.task.ACTION_TO_C_PAGE4"); intent.setFlags(Intent.FLAG_ACTIVITY_NEW_TASK); context.startActivity(intent);}// C-4跳转B-2public static void jumpTo_B_2_ByAction_New(Context context) { Intent intent = new Intent(); intent.setAction("com.zkp.task.ACTION_TO_B_PAGE2"); intent.setFlags(Intent.FLAG_ACTIVITY_NEW_TASK); context.startActivity(intent);}

如下图,A-1设置NEW_TASK跳转B-2,再跳转B-3,再设置NEW_TASK跳转C-4,最终设置NEW_TASK想跳转B-2。

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预想的结果是:不会跳到B-2,而是跳到它所在Task的顶层B-3。

实际的结果是:与预期一致,确实是跳到了B-3。

【场景2】把场景1稍做修改:C-4到B-2时,我们不通过action来跳,改为通过setClassName跳转

// C-4跳转B-2public static void jumpTo_B_2_ByPath_New(Context context) { Intent intent = new Intent(); intent.setClassName("com.zkp.b", "com.zkp.b.Activity2"); // 直接设置classname,不通过action intent.setFlags(Intent.FLAG_ACTIVITY_NEW_TASK); context.startActivity(intent);}

如下图,A-1设置NEW_TASK跳转B-2,再跳转B-3,再设置NEW_TASK跳转C-4,最终设置NEW_TASK想跳转B-2。

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预想的结果是:与场景0一致,会跳到B-2所在Task的已有顶层B-3。

实际的结果是:在已有的Task2中,产生了一个新的B-2实例。

仅仅是改变了一下重新跳转B-2的方式,效果就完全不一样了!这与官方文档中提到该flag与”singleTask” launchMode值产生的行为并不一致!

【场景3】把场景1再做修改:这次C-4不跳栈底的B-2,改为跳转B-3,且还是通过action方式。

// C-4跳转B-3public static void jumpTo_B_3_ByAction_New(Context context) { Intent intent = new Intent(); intent.setAction("com.zkp.task.ACTION_TO_B_PAGE3"); intent.setFlags(Intent.FLAG_ACTIVITY_NEW_TASK); context.startActivity(intent);}

如下图,A-1设置NEW_TASK跳转B-2,再跳转B-3,再设置NEW_TASK跳转C-4,最终设置NEW_TASK想跳转B-3。

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预想的结果是:与场景0一致,会跳到B-2所在Task的顶层B-3。

实际的结果是:在已有的Task2中,产生了一个新的B-3实例。

不是说好的,Activity已经存在时,展示其所在Task的最新状态吗?明明Task2中已经有了B-3,并没有直接展示它,而是生成了新的B-3实例。

【场景4】既然Activity没有被复用,那Task一定会被复用吗?把场景3稍做修改,直接给B-3指定一个单独的affinity。

<activity android:name=".Activity3" android:exported="true" android:taskAffinity="b3.task"><!--指定了亲和性标识--> <intent-filter> <action android:name="com.zkp.task.ACTION_TO_B_PAGE3" /> <category android:name="android.intent.category.DEFAULT" /> </intent-filter></activity>

如下图,A-1设置NEW_TASK跳转B-2,再跳转B-3,再设置NEW_TASK跳转C-4,最终设置NEW_TASK想跳转B-3。

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——这次,连Task也不会再被复用了……Activity3在一个新的栈中被实例化了。

再回看官方的注释,就会显得非常不准确,甚至会让开发者对该部分的认知产生严重错误!稍微改变过程中的某个毫无关联的属性(如跳转目标、跳转方式……),就会产生很大差异。

在看flag相关注释时,我们要树立一个意识:Task和Activity跳转的实际效果,是launchMode、taskAffinity、跳转方式、Activity在Task中的层级等属性综合作用的结果,不要相信“一面之词”。

回到问题本身,究竟是哪些原因造就了上面的不同效果呢?只有源码最值得信赖了。

三、场景分析与源码探索

本文以Android 12.0源码为基础,进行探究。上述场景在不同Android版本上的表现是一致的。

3.1 源码调试注意事项

源码的调试方法,许多文章已经有了详细的教学,本文不再赘述。此处只简单总结其中需要注意的事项

  1. 下载模拟器时,不要使用Google Play版本,该版本类似user版本,无法选择system_process进程进行断点。

  2. 即使是Google官方模拟器和源码,在断点时,也会有行数严重不对应的情况(比如:模拟器实际会运行到方法A,但在源码中打断点时,实际不能定位到方法A的对应行数),该问题并没有很好的处理方法,只能尽量规避,如使模拟器版本与源码版本保持一致、多打一些断点增加关键行数被定位到的几率。

3.2 初步断点,明确启动结果

以【场景0】为例,我们初步确认一下,为什么B-3跳转B-2会无反应,系统是否告知了原因。

3.2.1 明确启动结果及其来源

在Android源码的断点调试中,常见的有两类进程:应用进程和system_process进程。

在应用进程中,我们能获取到应用启动结果的状态码result,这个result用来告诉我们启动是否成功。涉及堆栈如下图(标记1)所示:

Activity类::startActivity() 

→ startActivityForResult() 

→ Instrumentation类::execStartActivity(),

返回值result则是ATMS

(ActivityTaskManagerService)执行的结果。

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如上图(标记2)标注,ATMS类::startActivity()方法,返回了result=3。

在system_process进程中,我们看一下这个result=3是怎样被赋值的。略去详细断点步骤,实际堆栈如下图(标注1)所示:

ATMS类::startActivity() → startActivityAsUser() 

→ ActivityStarter类::execute() 

→ executeRequest() 

→ startActivityUnchecked() 

→ startActivityInner() 

→ recycleTask(),在recycleTask()中返回了结果。

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如上图(标注2)所示,result在mMovedToFront=false时被赋值,即result=START_DELIVERED_TO_TOP=3,而START_SUCCESS=0才代表创建成功。

看一下源码中对START_DELIVERED_TO_TOP的说明,如下图:

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Result for IActivityManaqer.startActivity: activity wasn’t really started, but the given Intent was given to the existing top activity.

(IActivityManaqer.startActivityActivity的结果:Activity并未真正启动,但给定的Intent已提供给现有的顶层Activity。)

“Activity并未真正启动”——是的,因为可以复用

“给定的Intent已提供给现有的顶层Activity”——实际没有,顶层Activity3并没有收到任何回调,onNewIntent()未执行,甚至尝试通过Intent::putExtra()传入新的参数,Activity3也没有收到。官方文档又带给了我们一个疑问点?我们把这个问题记录下来,在后面分析。

满足什么条件,才会造成

START_DELIVERED_TO_TOP的结果呢?笔者的思路是,通过与正常启动流程对比,找出差异点。

3.3 过程断点,探索启动流程

一般来说,在定位问题时,我们习惯通过结果反推原因,但反推的过程只能关注到与问题强关联的代码分支,并不能能使我们很好地了解全貌。

所以,本节内容我们通过顺序阅读的方法,正向介绍startActivity过程中与上述【场景01234】强相关的逻辑。再次简述一下:

  1. 【场景0】同一个Task内,从顶部B-3跳转B-2——停留在B-3

  2. 【场景1】从另一个Task内的C-4,跳转B-2——跳转到B-3

  3. 【场景2】把场景1中,C-4跳转B-2的方式改为setClassName()——创建新B-2实例

  4. 【场景3】把场景1中,C-4跳转B-2改为跳转B-3——创建新B-3实例

  5. 【场景4】给场景3中的B-3,指定taskAffinity——创建新Task和新B-3实例

3.3.1 流程源码概览

源码中,整个启动流程很长,涉及的方法和逻辑也很多,为了便于大家理清方法调用顺序,方便后续内容的阅读,笔者将本文涉及到的关键类及方法调用关系整理如下。

后续阅读中如果不清楚调用关系,可以返回这里查看:

// ActivityStarter.java ActivityStarter::execute() { executeRequest(intent) { startActivityUnchecked() { startActivityInner(); } } ActivityStarter::startActivityInner() { setInitialState(); computeLaunchingTaskFlags(); Task targetTask = getReusableTask(){ findTask(); } ActivityRecord targetTaskTop = targetTask.getTopNonFinishingActivity(); if (targetTaskTop != null) { startResult = recycleTask() { setTargetRootTaskIfNeeded(); complyActivityFlags(); if (mAddingToTask) { return START_SUCCESS; //【场景2】【场景3】从recycleTask()返回 } resumeFocusedTasksTopActivities() return mMovedToFront ? START_TASK_TO_FRONT : START_DELIVERED_TO_TOP;//【场景1】【场景0】从recycleTask()返回 } } else { mAddingToTask = true; } if (startResult != START_SUCCESS) { return startResult;//【场景1】【场景0】从startActivityInner()返回 } deliverToCurrentTopIfNeeded(); resumeFocusedTasksTopActivities(); return startResult; }

3.3.2 关键流程分析

(1)初始化

startActivityInner()是最主要的方法,如下列几张图所示,该方法会率先调用setInitialState(),初始化各类全局变量,并调用reset(),重置ActivityStarter中各种状态。

在此过程中,我们记下两个关键变量mMovedToFront和mAddingToTask,它们均在此被重置为false。

其中,mMovedToFront代表当Task可复用时,是否需要将目标Task移动到前台;mAddingToTask代表是否要将Activity加入到Task中。

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(2)计算确认启动时的flag

该步骤会通过computeLaunchingTaskFlags()方法,根据launchMode、来源Activity的属性等进行初步计算,确认LaunchFlags。

此处重点处理来源Activity为空的各类场景,与我们上文中的几种场景无关,故不再展开讲解。

(3)获取可以复用的Task

该步骤通过调用getReusableTask()实现,用来查找有没有可以复用的Task。

先说结论:场景0123中,都能获取到可以复用的Task,而场景4中,未获取到可复用的Task。

为什么场景4不可以复用?我们看一下getReusableTask()的关键实现。

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上图(标注1)中,putIntoExistingTask代表是否能放入已经存在的Task。当flag含有NEW_TASK且不含MULTIPLE_TASK时,或指定了singleInstance或singleTask的launchMode等条件,且没有指定Task或要求返回结果 时,场景01234均满足了条件。

然后,上图(标注2)通过findTask()查找可以复用的Task,并将过程中找到的栈顶Activity赋值给intentActivity。最终,上图(标注3)将intentActivity对应的Task作为结果。

findTask()是怎样查找哪个Task可以复用呢?

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主要是确认两种结果mIdealRecord——“理想的ActivityRecord”  和 mCandidateRecord——”候选的ActivityRecord”,作为intentActivity,并取intentActivity对应的Task作为复用Task。

什么ActivityRecord才是理想或候选的ActivityRecord呢?

在mTmpFindTaskResult.process()中确认。

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程序会将当前系统中所有的Task进行遍历,在每个Task中,进行如上图所示的工作——将Task的底部Activity realActivity与目标Activity cls进行对比。

场景012中,我们想跳转Activity2,即cls是Activity2,与Task底部的realActivity2相同,则将该Task顶部的Activity3 r作为“理想的Activity”;

场景3中,我们想跳转Activity3,即cls是Activity3,与Task底部的realActivity2不同,则进一步判断task底部Activity2与目标Activity3的栈亲和行,具有相同亲和性,则将Task的顶部Activity3作为“候选Activity”;

场景4中,所有条件都不满足,最终没能找到可复用的Task。在执行完getReusableTask()后将mAddingToTask赋值为true

由此,我们就能解释【场景4】中,新建了Task的现象。

(4)确定是否需要将目标Task移动到前台

如果存在可复用的Task,场景0123会执行recycleTask(),该方法中会相继进行几个操作:setTargetRootTaskIfNeeded()、

complyActivityFlags()。

首先,程序会执行

setTargetRootTaskIfNeeded(),用来确定是否需要将目标Task移动到前台,使用mMovedToFront作为标识。

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在【场景123】中,来源Task和目标Task是不同的,differentTopTask为true,再经过一系列Task属性对比,能够得出mMovedToFront为true;

而场景0中,来源Task和目标Task相同,differentTopTask为false,mMovedToFront保持初始的false。

由此,我们就能解释【场景0】中,Task不会发生切换的现象。

(5)通过对比flag、Intent、Component等确认是否要将Activity加入到Task中

还是在【场景0123】中,recycleTask()会继续执行complyActivityFlags(),用来确认是否要将Activity加入到Task中,使用mAddingToTask作为标识。

该方法会对FLAG_ACTIVITY_NEW_TASK、

FLAG_ACTIVITY_CLEAR_TASK、

FLAG_ACTIVITY_CLEAR_TOP等诸多flag、Intent信息进行一系列判断。

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上图(标注1)中,会先判断后续是否需要重置Task,resetTask,判断条件则是FLAG_ACTIVITY_RESET_TASK_IF_NEEDED,显然,场景0123的resetTask都为false。继续执行。

接着,会有多种条件判断按顺序执行。

在【场景3】中,目标Component(mActivityComponent)是B-3,目标Task的realActivity则是B-2,两者不相同,进入了resetTask相关的判断(标注2)。

之前resetTask已经是false,故【场景3】的mAddingToTask脱离原始值,被置为true。

在【场景012】中,相对比的两个Activity都是B-2(标注3),可以进入下一级判断——isSameIntentFilter()。

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这一步判断的内容就很明显了,目标Activity2的已有Intent 与 新的Intent做对比。很显然,场景2中由于改为了setClassName跳转,Intent自然不一样了。

故【场景2】的mAddingToTask脱离原始值,被置为true。

总结看一下:

【场景123】的mMovedToFront最先被置为true,而【场景0】经历重重考验,保持初始值为false。

——这意味着当有可复用Task时,【场景0】不需要把Task切换到前列;【场景123】需要切换到目标Task。

【场景234】的mAddingToTask分别在不同阶段被置为true,而【场景01】,始终保持初始值false。

——这意味着,【场景234】需要将Activity加入到Task中,而【场景01】不再需要。

(6)实际启动Activity或直接返回结果

被启动的各个Activity会通过resumeFocusedTasksTopActivities()等一系列操作,开始真正的启动与生命周期的调用。

我们关于上述各个场景的探索已经得到答案,后续流程便不再关注。

四、问题修复及遗留问题解答

4.1 问题修复

既然前面总结了这么多必要条件,我们只需要破坏其中的某些条件,就可以修复业务中遇到的问题了,简单列举几个的方案。

  • 方案一:修改flag。B-3跳转B-2时,增加FLAG_ACTIVITY_CLEAR_TASK或FLAG_ACTIVITY_CLEAR_TOP,或者直接不设置flag。经验证可行。

  • 方案二:修改intent属性,即【场景2】。A-1通过action方式隐式跳转B-2,则B-3可以通过setClassName方式,或修改action内属性的方式跳转B-2。经验证可行。

  • 方案三:提前移除B-2。B-2跳转B-3时,finish掉B-2。需要注意的是,finish()要在startActivity()之前执行,以避免遗留的ActivityRecord和Intent信息对后续跳转的影响。尤其是当你把B-2作为自己应用的deeplink分发Activity时,更值得警惕。

4.2 遗留问题

还记得我们在文章开端的某个疑惑吗,为什么没有回调onNewIntent()?

onNewIntent() 会通过deliverNewIntent()触发,而deliverNewIntent()仅通过以下两个方法调用。

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complyActivityFlags()就是上文3.3.1.5中我们着重探讨的方法,可以发现complyActivityFlags()中所有可能调用deliverNewIntent()的条件均被完美避开了。

而deliverToCurrentTopIfNeeded()方法则如下图所示。

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mLaunchFlags和mLaunchMode,无法满足条件,导致dontStart为false,无缘

deliverNewIntent()。

至此,onNewIntent()的问题得到解答。

五、结语

通过一系列场景假设,我们发现了许多出乎意料的现象:

  1. 文档提到FLAG_ACTIVITY_NEW_TASK等价于singleTask,与事实并不完全如此,只有与其他flag搭配才能达到相似的效果。这一flag的注释非常片面,甚至会引发误解,单一因素无法决定整体表现。

  2. 官方文档提到

    START_DELIVERED_TO_TOP会将新的Intent传递给顶层Activity,但事实上,并不是每一种START_DELIVERED_TO_TOP都会把新的Intent重新分发。

  3. 同一个栈底Activity,前后两次都通过action或都通过setClassName跳转到时,第二次跳转竟然会失败,而两次用不同方式跳转时,则会成功。

  4. 单纯使用FLAG_ACTIVITY_NEW_TASK时,跳栈底Activity和跳同栈内其他Activity的效果大相径庭。

业务中遇到的问题,归根结底就是对Android栈机制不够了解造成的。

在面对栈相关的编码时,开发者务必要想清楚,承担新开应用栈的Activty在应用全局承担怎样的使命,要对Task历史、flag属性、launchMode属性、Intent内容等全面评估,谨慎参考官方文档,才能避免栈陷阱,达成理想可靠的效果。

END

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正文完
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