關(guān)于Android系統(tǒng)啟動(dòng)，你需要知道這些步驟

前言

對(duì)于一個(gè)Android應(yīng)用層開(kāi)發(fā)者來(lái)說(shuō)，了解Android系統(tǒng)的啟動(dòng)流程對(duì)理解Android系統(tǒng)有很大的幫助。這其中包含了大量的細(xì)節(jié)，而且前面很多步驟包含了C/C++實(shí)現(xiàn)的native層邏輯，作為一個(gè)應(yīng)用層的開(kāi)發(fā)者來(lái)說(shuō)，很難也沒(méi)必要掌握得太深入。本文簡(jiǎn)單整理了Android系統(tǒng)的啟動(dòng)流程，對(duì)具體細(xì)節(jié)感興趣的朋友可以自行深入研究。

Android系統(tǒng)啟動(dòng)流程

Android系統(tǒng)的啟動(dòng)流程，從按power按鍵啟動(dòng)電源開(kāi)始，到Launcher應(yīng)用程序啟動(dòng)完成結(jié)束，這里大致可以分為如下7個(gè)步驟。

1、開(kāi)啟電源執(zhí)行BootLoader引導(dǎo)程序

當(dāng)按下電源后，會(huì)引導(dǎo)芯片代碼從預(yù)定義的地方開(kāi)始執(zhí)行（該預(yù)定義的地方固化在ROM中），將引導(dǎo)程序BootLoader加載到RAM中執(zhí)行。ROM和RAM是內(nèi)存的中的兩個(gè)部分，前者是Read-Only-Memmory的縮寫(xiě)，顧名思義，就是只讀的內(nèi)存，這其中會(huì)預(yù)先存儲(chǔ)一些信息，比如這里系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)需要的信息。后者是Read-Acess-Memmory的縮寫(xiě)，寫(xiě)入的內(nèi)存，在程序運(yùn)行過(guò)程中可以動(dòng)態(tài)寫(xiě)入數(shù)據(jù)，系統(tǒng)關(guān)閉后，數(shù)據(jù)會(huì)被清除。

2、BootLoader拉起并執(zhí)行操作系統(tǒng)

BootLoader執(zhí)行時(shí)，會(huì)拉起并運(yùn)行操作系統(tǒng)。BootLoader是一個(gè)引導(dǎo)程序，是在Android操作系統(tǒng)開(kāi)始運(yùn)行前的一個(gè)小程序，它的作用就是拉起并運(yùn)行操作系統(tǒng)。

3、操作系統(tǒng)啟動(dòng)init進(jìn)程

Android操作系統(tǒng)基于linux內(nèi)核實(shí)現(xiàn)，所以此時(shí)Linux內(nèi)核開(kāi)始啟動(dòng)，進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)置。當(dāng)完成系統(tǒng)設(shè)置后，會(huì)首先在系統(tǒng)文件中尋找init.rc腳本文件，并啟動(dòng)init進(jìn)程。

4、init進(jìn)程啟動(dòng)

init，通過(guò)名稱(chēng)可以判斷它的作用是做一些初始化的工作。init進(jìn)程是Android系統(tǒng)中用戶(hù)空間的第一個(gè)進(jìn)程，進(jìn)程號(hào)為1，是Android系統(tǒng)啟動(dòng)中的一個(gè)關(guān)鍵進(jìn)程，作為第一個(gè)進(jìn)程，它被賦予了很多重要的職責(zé)，簡(jiǎn)單概括為：

（1）創(chuàng)建和掛載啟動(dòng)系統(tǒng)所需要的文件目錄。

（2）初始化和啟動(dòng)屬性服務(wù)。這里的屬性服務(wù)，類(lèi)似于windows操作系統(tǒng)中的注冊(cè)表管理器，用來(lái)記錄用戶(hù)、軟件等的一些信息。

（3）解析init.rc配置文件，并啟動(dòng)Zygote進(jìn)程。

5、Zygote進(jìn)程啟動(dòng)

Zygote的中文翻譯為“受精卵”，是生命的開(kāi)始，從字面意思，我們大致可以領(lǐng)會(huì)到它在Android系統(tǒng)中的地位。Dalvik/ART，應(yīng)用程序進(jìn)程以及運(yùn)行系統(tǒng)的關(guān)鍵服務(wù)SystemServer都是由Zygote進(jìn)程創(chuàng)建的，所以一般也稱(chēng)它為孵化器。Zygote需要做很多工作，歸納起來(lái)大致有如下幾條：

（1）創(chuàng)建Dalvik/ART

（2）從Native層進(jìn)入到JAVA框架層。也就是說(shuō)Zygote開(kāi)創(chuàng)了Java框架層，這一步是通過(guò)Native層通過(guò)JNI方式調(diào)用ZygoteInit類(lèi)的main方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。Zygote的路徑為：frameworks/base/core/java/com/android/internal/os/ZygoteInit.java

（3）ZygoteInit的main方法中會(huì)創(chuàng)建一個(gè)Service端的Socket，用于等待AMS請(qǐng)求Zygote創(chuàng)建新的應(yīng)用程序進(jìn)程。

（4）ZygoteInit的main方法中還會(huì)通過(guò)fork方式創(chuàng)建并啟動(dòng)SystemServer進(jìn)程。

6、SytemServer進(jìn)程啟動(dòng)

SytemServer是運(yùn)行系統(tǒng)的關(guān)鍵服務(wù)，主要用于創(chuàng)建系統(tǒng)服務(wù)，比如AMS，WMS，PMS等。它的主要職責(zé)為：

（1）啟動(dòng)Binder線(xiàn)程池。該過(guò)程主要通過(guò)ZygoteInit.nativeZygoteInit()來(lái)調(diào)用Native層的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)Binder線(xiàn)程池的，這樣SystemServer就可以使用Binder與其他進(jìn)程進(jìn)行通信。

（2）創(chuàng)建SystemServerManager（SSM），并啟動(dòng)各種服務(wù)。這個(gè)過(guò)程是在SystemServer的main方法中調(diào)用實(shí)現(xiàn)的，可以參考如下的源碼。SystemServerManager用于對(duì)系統(tǒng)的服務(wù)進(jìn)行創(chuàng)建、啟動(dòng)和生命周期管理。這里啟動(dòng)的各種服務(wù)包括引導(dǎo)服務(wù)、核心服務(wù)、其他服務(wù)三類(lèi)：引導(dǎo)服務(wù)包括AMS、PowerMS、PackageMS等；核心服務(wù)包括BatteryService等；其他服務(wù)包括WMS等，SystemUI也是在這里啟動(dòng)的。

 1 //=========SystemServer.java=========
 2 public static void main(String[] args) {
 3 new SystemServer().run();
 4 }
 5 private void run() {
 6 ......
 7 //創(chuàng)建消息Looper
 8 Looper.prepareMainLooper();
 9 // 加載動(dòng)態(tài)庫(kù)libandroid_servers.so，初始化native服務(wù)
10 System.loadLibrary("android_servers");
11 ......
12 //初始化系統(tǒng)context
13 createSystemContext();
14 //創(chuàng)建SystemServiceManager
15 mSystemServiceManager = new SystemServiceManager(mSystemContext);
16 ......
17 //啟動(dòng)引導(dǎo)服務(wù)，如AMS等
18 startBootstrapServices();
19 //啟動(dòng)核心服務(wù)
20 startCoreServices();
21 //啟動(dòng)其它服務(wù)，如WMS，SystemUI等
22 startOtherServices();
23 ....
24 }

每一種服務(wù)類(lèi)型包含哪些具體的服務(wù)，可以通過(guò)上述源碼中第18、20、22行進(jìn)入到對(duì)應(yīng)的方法中查看。

7、啟動(dòng)Launcher

系統(tǒng)啟動(dòng)的最后一步是啟動(dòng)一個(gè)應(yīng)用程序來(lái)顯示系統(tǒng)中已經(jīng)安裝的應(yīng)用程序，這個(gè)應(yīng)用程序就是Launcher。這一步由SystemServer創(chuàng)建的AMS來(lái)啟動(dòng)，前面第5點(diǎn)“Zygote進(jìn)程啟動(dòng)”中講過(guò)，創(chuàng)建一個(gè)Socket，來(lái)等待AMS請(qǐng)求Zygote創(chuàng)建新的應(yīng)用程序。Launcher在啟動(dòng)過(guò)程中會(huì)請(qǐng)求PowerManagerService返回系統(tǒng)中已經(jīng)安裝的應(yīng)用程序的信息，并將這些信息封裝成一個(gè)快捷圖標(biāo)列表顯示在系統(tǒng)屏幕上，這樣用戶(hù)可以通過(guò)點(diǎn)擊這些圖標(biāo)來(lái)啟動(dòng)對(duì)應(yīng)的應(yīng)用程序。總結(jié)來(lái)說(shuō)，就是兩點(diǎn)：

（1）作為Android系統(tǒng)的啟動(dòng)器，用于啟動(dòng)應(yīng)用程序。

（2）作為Android系統(tǒng)的桌面，用于顯示和管理應(yīng)用程序的快捷圖標(biāo)或者其它桌面組件。