Android源码（一）Android系统启动-白红宇

一、整体流程

init进程 –> Zygote进程 –> SystemServer进程 –>Launcher启动

init进程：linux的根进程，android系统是基于linux系统的，因此可以算作是整个android操作系统的第一个进程；

Zygote进程：android系统的根进程，主要作用：可以作用Zygote进程fork出SystemServer进程和各种应用进程；

SystemService进程：主要是在这个进程中启动系统的各项服务，比如ActivityManagerService，PackageManagerService，WindowManagerService服务等等；

Launcher：作为系统桌面应用，用来显示应用列表，用户可以通过点击应用的icon启动某个应用

二、init进程

1、启动时机：

在Linux内核完成系统设置后，会再系统文件中寻找init.rc文件，并启动init进程。

2、主要作用：

初始化和启动属性服务

解析init.rc配置文件并启动zygote进程

三、Zygote进程

1、通过JNI调用到Java层的ZygoteInit中main方法

#ZygoteInitpublic static void main(String argv[]) {    ......    try {        ......        if (startSystemServer) {            //启动SystemService进程            startSystemServer(abiList, socketName, zygoteServer);        }        （1）        zygoteServer.runSelectLoop(abiList);        zygoteServer.closeServerSocket();    } catch (Zygote.MethodAndArgsCaller caller) {        caller.run();    } catch (Throwable ex) {        Log.e(TAG, "System zygote died with exception", ex);        zygoteServer.closeServerSocket();        throw ex;    }}复制代码

（1）创建了一个Socket，并通过runSelectLoop函数等待ActivityManagerService的请求来创建新的应用程序进程。

问题：ActivityManagerService什么时候创建？ActivityManagerService什么时候请求？

2、主要作用：

创建Java虚拟机并为虚拟机注册JNI方法

通过JNI调用ZygoteInit的main函数进入Zygote的Java框架层。

初始化Zygote中的各种类，资源文件，OpenGL，类库等等；

创建一个Server端的Socket

fork出SystemServer进程

通过registerZygoteSocket函数创建服务端Socket，并通过runSelectLoop函数等待ActivityManagerService的请求来创建新的应用程序进程。

四、SystemServer进程

1、启动Binder线程池

#ZygoteInitprivate static void handleSystemServerProcess(        ZygoteConnection.Arguments parsedArgs)        throws Zygote.MethodAndArgsCaller {        ......        ClassLoader cl = null;        if (systemServerClasspath != null) {            //创建PathClassLoader            cl = createPathClassLoader(systemServerClasspath, parsedArgs.targetSdkVersion);            Thread.currentThread().setContextClassLoader(cl);        }        //调用zygoteInit方法        ZygoteInit.zygoteInit(parsedArgs.targetSdkVersion, parsedArgs.remainingArgs, cl);    }    /* should never reach here */}public static final void zygoteInit(int targetSdkVersion, String[] argv,        ClassLoader classLoader) throws Zygote.MethodAndArgsCaller {    if (RuntimeInit.DEBUG) {        Slog.d(RuntimeInit.TAG, "RuntimeInit: Starting application from zygote");    }    Trace.traceBegin(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER, "ZygoteInit");    RuntimeInit.redirectLogStreams();    RuntimeInit.commonInit();    //启动Binder线程池    ZygoteInit.nativeZygoteInit();    //调用SystemService的main方法    RuntimeInit.applicationInit(targetSdkVersion, argv, classLoader);}#app_main.cppvirtual void onZygoteInit()    {        sp
    
      proc = ProcessState::self();        ALOGV("App process: starting thread pool.\n");        //启动了Binder线程池        proc->startThreadPool();//1    }复制代码

问题：Binder线程池原理

2、启动系统服务

在SystemServer的main方法中调用run方法

#SystemServerprivate void run() {    try {        （1）        mSystemServiceManager = new SystemServiceManager(mSystemContext);        mSystemServiceManager.setRuntimeRestarted(mRuntimeRestart);        LocalServices.addService(SystemServiceManager.class, mSystemServiceManager);        // Prepare the thread pool for init tasks that can be parallelized        SystemServerInitThreadPool.get();    } finally {        traceEnd();  // InitBeforeStartServices    }    // Start services.    try {        traceBeginAndSlog("StartServices");        （2）        startBootstrapServices();        （3）        startCoreServices();        （4）        startOtherServices();        SystemServerInitThreadPool.shutdown();    } catch (Throwable ex) {        Slog.e("System", "******************************************");        Slog.e("System", "************ Failure starting system services", ex);        throw ex;    } finally {        traceEnd();    }}复制代码

（1）创建SystemServiceManager，它会对系统的服务进行创建、启动和生命周期管理

（2）startBootstrapServices函数中用SystemServiceManager启动了ActivityManagerService、PowerManagerService、PackageManagerService等服务

（3）startCoreServices启动了BatteryService、UsageStatsService和WebViewUpdateService等服务

（4）startOtherServices启动了CameraService、AlarmManagerService、VrManagerService等服务

比较重要的服务例如：

ActivityManagerService：四大组件启动、切换等

PackageManagerService：apk安装、解析、删除等

CameraService：摄像头相关服务

AlarmManagerService：定时管理服务

WindowManagerService：窗口管理服务

NotificationManagerService：通知管理服务

InputManagerService：输入管理服务

系统服务启动：

#例如BatteryServicemSystemServiceManager.startService(BatteryService.class);#SystemServiceManager   private final ArrayList
    
      mServices = new ArrayList
     
      ();public void startService(@NonNull final SystemService service) {    //将某个系统服务添加到mServices中，完成了某系统服务注册工作    mServices.add(service);    // Start it.    long time = System.currentTimeMillis();    try {        //启动Service        service.onStart();    } catch (RuntimeException ex) {        throw new RuntimeException("Failed to start service " + service.getClass().getName()                + ": onStart threw an exception", ex);    }    warnIfTooLong(System.currentTimeMillis() - time, service, "onStart");}复制代码

系统服务获取：

创建系统服务，并将系统服务注册到ServerManager中，ServerManager用来管理服务，用于Binder通信。

注册到ServerManager中时会指定Service的名字，其后其他进程可以通过这个名字来获取到Binder代理对象，以访问Service提供的服务。

3、主要作用：

启动Binder线程池，用于与其他进程进行通信。

创建SystemServiceManager，启动各种系统服务

五、Launcher启动

1、Launcher启动流程：

1、启动Launcher的入口为ActivityManagerService的systemReady函数

#SystemServerprivate void startOtherServices() { ...   mActivityManagerService.systemReady(() -> {            Slog.i(TAG, "Making services ready");            traceBeginAndSlog("StartActivityManagerReadyPhase");            mSystemServiceManager.startBootPhase(                    SystemService.PHASE_ACTIVITY_MANAGER_READY);}复制代码

SystemServer中通过ActivityManagerService调用systemReady函数

2、调用到AMS

#ActivityManagerServicepublic void systemReady(final Runnable goingCallback, BootTimingsTraceLog traceLog) {    traceLog.traceBegin("PhaseActivityManagerReady");    synchronized(this) {    ......        mStackSupervisor.resumeFocusedStackTopActivityLocked();        mUserController.sendUserSwitchBroadcastsLocked(-1, currentUserId);        traceLog.traceEnd(); // ActivityManagerStartApps        traceLog.traceEnd(); // PhaseActivityManagerReady    }}复制代码

调用了ActivityStackSupervisor的resumeFocusedStackTopActivityLocked函数-->

ActivityStack（用来处理Activity堆栈）的resumeTopActivityUncheckedLocked-->

ActivityStack的resumeTopActivityInnerLocked-->

ActivityStackSupervisor的resumeHomeStackTask-->

AMS的startHomeActivityLocked-->

#AMSboolean startHomeActivityLocked(int userId, String reason) {    //创建Intent    Intent intent = getHomeIntent();    ActivityInfo aInfo = resolveActivityInfo(intent, STOCK_PM_FLAGS, userId);    if (aInfo != null) {        intent.setComponent(new ComponentName(aInfo.applicationInfo.packageName, aInfo.name));        // Don't do this if the home app is currently being        // instrumented.        aInfo = new ActivityInfo(aInfo);        aInfo.applicationInfo = getAppInfoForUser(aInfo.applicationInfo, userId);        ProcessRecord app = getProcessRecordLocked(aInfo.processName,                aInfo.applicationInfo.uid, true);        if (app == null || app.instr == null) {            final String myReason = reason + ":" + userId + ":" + resolvedUserId;            (1)            mActivityStarter.startHomeActivityLocked(intent, aInfo, myReason);        }    } else {        Slog.wtf(TAG, "No home screen found for " + intent, new Throwable());    }    return true;}复制代码

(1)调用了ActivityStarter的startHomeActivityLocked方法

3、后续操作

ActivityStackSupervisor的startHomeActivity方法 –>

执行Activity的后续启动逻辑

2、Launcher的item点击

Launcher对应的Activity中是以列表来显示我们的应用图标列表的，并且为每个Item保存了应用的包名和启动Activity类名，这样点击某一项应用图标的时候就可以根据应用包名和启动Activity名称启动我们的App了。

#LauncherActivityprotected void onListItemClick(ListView l, View v, int position, long id) {    Intent intent = intentForPosition(position);    startActivity(intent);}复制代码

调用了startActivity启动了Activity