从系统层看:
从开机启动到Home Launcher:
Android系统完整的启动过程,从系统层次角度可分为Linux系统层、Android系统服务层、Zygote进程模型三个阶段;从开机到启动Home Launcher完成具体的任务细节可分为七个步骤,下面就从具体的细节来解读Android系统完整的初始化过程。
一、启动BootLoader
Android 系统是基于Linux操作系统的,所以它最初的启动过程和Linux一样。当设备通电后首先执行BootLoader引导装载器,BootLoader是在操作系统内核运行之前运行的一段小程序。通过这段小程序初始化硬件设备、建立内存空间映射图,从而将系统的软硬件环境引导进入合适的状态,以便为最终调用操作系统内核准备好正确的运行环境。
而Linux系统启动时:
…………
在嵌入式系统中,通常不会有像BIOS那样的固件程序,因此整个系统的加载任务都是通过BootLoader完成的。
二、加载系统内核
Linux内核映像通常包括两部分代码,分别为实模式代码和保护模式代码。当BootLoader装载内核映像到代码段内存时,分别放置实模式代码和保护模式代码到不同的位置,然后进入实模式代码执行,实模式代码执行完成后转入保护模式代码。
实模式和保护模式的概念再次不做过多解释,读者可以自行查阅资料。
三、启动Init进程
当系统内核加载完成之后,会首先启动Init守护进程,它是内核启动的第一个用户级进程,它的进程号总是1。 Init进程启动完成之后,还负责启动其他的一些重要守护进程,包括:
Usbd进程(USB Daemon):USB连接后台进程,负责管理USB连接。
adbd 进程(Android Debug Bridge Daemon):ADB连接后台进程,负责管理ADB连接。
debuggerd 进程(Debugger Daemon) :调试器后台进程,负责管理调试请求及调试过程。
rild进程 (Radio Interface Layer Daemon): 无线接口层后台进程,负责管理无线通信服务。
四、启动Zygote进程
Init进程和一些重要的守护进程启动完成之后,系统启动Zygote 进程。Zygote 进程启动后,首先初始化一个Dalvik VM实例,然后为它加载资源与系统共享库,并开启Socket监听服务,当收到创建Dalvik VM实例请求时,会通过COW(copy on write)技术最大程度地复用自己,生成一个新的Dalvik VM实例。Dalvik VM实例的创建方法基于linux系统的fork原理。
其实,我个人理解,Zygote进程就相当于Linux系统中的fork进程。由它可以在系统运行期间,接收到创建虚拟机请求时,孵化Dalvik VM实例。Zygote进程孵化Dalvik VM实例流程如下图所示:
图1 Zygote进程孵化Dalvik VM实例流程
五 、启动Runtime进程
在Zygote进程启动完成之后,Init进程会启动Runtime进程。Runtime进程首先初始化服务管理器(Service Manager),并把它注册为绑定服务(Binder services)的默认上下文管理器,负责绑定服务的注册与查找。然后Runtime进程会向Zygote进程发送启动系统服务(System Service)的请求,Zygote进程收到请求后,会“孵化”出一个新的Dalvik VM实例并启动系统服务进程。Runtime进程的启动流程如下图所示:
图2 Runtime进程启动流程图
六、启动本地服务
System Service会首先启动两个本地服务(由C或C++编写的native服务),Surface Flinger和Audio Flinger,这两个本地系统服务向服务管理器注册成为IPC服务对象,以便在需要它们的时候很容易查找到。然后SystemService 会启动一些 Android 系统管理服务,包括硬件服务和系统框架核心平台服务,并注册它们成为IPC服务对象。本地服务进程的启动流程如下图所示:
图3 SystemService启动本地服务流程图
七、启动Home Laucher
当SystemService加载了所有的系统服务后就意味着系统就准备好了,它会向所有服务发送一个系统准备完毕(systemready) 广播。SystemService系统服务进程的启动流程如图1-6所示。当ActivityManagerService 接收到systemready广播后,会向Zygoute进程发送创建Dalvik 虚拟机实例的请求,Zygoute进程会负责生成一个新的Dalvik 虚拟机实例,然后ActivityManagerService在系统中查找具有
属性的Activity,并启动它。ActivityManagerService同时也会使用同样的方法启动Contact(联系人)应用程序。
图4 启动Home Laucher流程图
1.系统应用安装――开机时完成,没有安装界面
2.网络下载应用安装――通过market应用完成,没有安装界面
3.ADB工具安装――没有安装界面。
4.第三方应用安装――通过SD卡里的APK文件安装,有安装界面,由 packageinstaller.apk应用处理安装及卸载过程的界面。
应用安装涉及到如下几个目录:
system/app ---------------系统自带的应用程序,获得adb root权限才能删除
data/app ---------------用户程序安装的目录。安装时把 apk文件复制到此目录
data/data ---------------存放应用程序的数据
data/dalvik-cache--------将apk中的dex文件安装到dalvik-cache目录下(dex文件是dalvik虚拟机的可执行文件,其大小约为原始apk文件大小的四分之一)
复制APK安装包到data/app目录下,解压并扫描安装包,把dex文件(Dalvik字节码)保存到dalvik-cache目录,并data/data目录下创建对应的应用数据目录。
这里以启动微信为例子说明
上述就是Launcher和AMS的交互过程
Activity 启动过程是由 ActivityMangerService(amS) 来启动的,底层 原理是 Binder实现的 最终交给 ActivityThread 的 performActivity 方法来启动她
ActivityThread大概可以分为以下五个步骤
架构师学习笔记
耗时268天,7大模块、2983页58万字,Android开发核心知识笔记!
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