Android系统启动流程简析

一、系统启动过程

当电源按下时，引导芯片代码从ROM开始执行。加载引导程序BootLoader到内存RAM中。BootLoader是Android系统运行前的一段小程序，主要作用是把系统OS拉起来。拉起系统后，首先启动的是Linux内核，Linux内核启动时会加载驱动，在内核完成设置后会在系统文件里寻找init.rx文件，然后启动init进程。

init进程启动后，做了很多初始化工作：

（1）创建和挂载启动所需要的系统文件目录，比如挂载用于保存正在运行的进程信息的proc目录。
（2）初始化和启动属性服务。
（3）解析init.rc文件启动Zygote进程。

Zygote进程，也叫孵化器进程。在Android系统中，DVM（Dalvik虚拟机）和ART、应用程序进程、运行着系统关键服务的SystemServer进程都是由Zygote进程来创建的。它通过fork（复制进程）的形式来创建应用程序进程和SystemServer进程。由于Zygote进程在启动时会创建DVM或者ART，因此通过fork创建的应用程序进程和SystemServer进程可以在内部获得一个DVM或者ART的实例副本。

关于DVM和ART对比：

Dalvik

（1）一直以来，Dalvik 虚拟机背负着 Android 应用卡顿的罪名；
（2） 其实在 Android 4.2 以前，安卓手机系统的应用程序均在 Dalvik Java 的虚拟机上运行；
（3）这种运行模式在运行应用的过程中，还要依靠一个编译器来实现与应用程序的沟通。
（4）应用程序每次运行时，都需要将程序内的代码即使转变为机器码才能运行，这无形中多附加了一道手续，这就造成了耗电相对较快、占用内存大、即使是旗舰机用久了也会卡顿严重的现象。

ART，Android Runtime 的简称。

优点：
（1）通过在安装应用程序时，自动对程序进行代码预读取编译，让程序直接编译成机器语言，免去了Dalvik模式要时时转换代码，实现高效率、省电、占用更低的系统内存、手机运行流畅。
缺点：
（1）占用略高一些的存储空间；安装程序时要相比普通 Dalvik 模式要长一些时间来实现预编译。

Zygote进程启动后，做了以下工作：

（1）创建一个名字为zygote的服务端Socket。
（2）fork一个SystemServer进程并启动。
（3）等待AMS请求创建新的应用进程，和AMS进行通信就是通过Socket的形式。

SystemServer进程启动后，做了以下工作：

（1）启动Binder线程池，这样SystemServer进程就可以使用Binder和其他进程进行通信
（2）创建SystemServiceManager，用于对系统服务进行创建、启动以及生命周期的管理。
（3）通过SystemServiceManager启动各种服务，比如AMS WMS PMS等系统服务。
（4）在SystemServer的startOtherServices中调用AMS的systemReady方法，在这个方法里会通过Zygote开启一个Launcher进程，然后跳转到Launcher组件里，也就是我们的桌面程序。

Launcher应用主要工作：

（1）用于启动应用程序
（2）显示系统已安装的应用图标。这个过程是，通过Launcher页面的onCreate方法去加载所有的APP信息。最终通过AllAppsRecyclerView来显示在桌面。其实Launcher是用工作区的形式来显示系统安装的应用程序的快捷图标。一个工作区是由N个屏幕组成，每个屏幕又分为N个单元格，每个单元格就是用来显示一个应用程序的快捷图标。

二、点击桌面APP的启动过程

（1）点击桌面App图标，Launcher进程采用Binder IPC向system_server进程发起startActivity请求；
（2）system_server进程的AMS接收到请求后，向zygote进程发送创建进程的请求；
（3）Zygote进程fork出新的子进程，即App进程；
（4）App进程，通过Binder IPC向sytem_server进程发起attachApplication请求；
（5）system_server进程在收到请求后，进行一系列准备工作后，再通过binder IPC向App进程发送scheduleLaunchActivity请求；
（6）App进程的binder线程（ApplicationThread）在收到请求后，通过handler向主线程发送LAUNCH_ACTIVITY消息；
（7）主线程在收到Message后，通过发射机制创建目标Activity，并回调Activity.onCreate()等方法。
（8）到此，App便正式启动，开始进入Activity生命周期，执行完onCreate/onStart/onResume方法，UI渲染结束后便可以看到App的主界面。