Android源码分析之浅析Android系统启动过程

0.Android的两个世界
  • Android系统存在两个世界:Java世界和Native(C或者C++的世界)世界,而大部分应用层开发者除了少数时候用到JNI之外,接触到的通常只是Java世界。Android系统基于Linux内核,最早当然是Native世界。在启动电源将ROM加载到RAM之后,BootLoader启动系统,进入Android内核层。内核启动时,初始化进程管理、内存管理,加载Display,Camera Driver,Binder Driver等相关工作,并创建守护进程。至此即完成底层初始化,进入Native层。

先放一张自己画的流程图


WechatIMG277.jpeg
1.init进程
  • init进程是Linux系统用户空间的第一个进程,在系统启动时会首先被启动,其对应的文件为init.c。
  • init进程的主要任务就是解析配置文件,启动zygote进程及属性服务(propertyservice),(属性服务类似于Windows系统的注册表,存储一些key/value的键值对。应用程序可以通过这个属性机制设置属性。当系统重启或应用重启时从中读取数据进行恢复,一般运用于系统应用。此处不作过多讨论)。并且在此之后进入一个死循环,等待处理来自socket和属性服务器的事件。我们重点在zygote的启动。
  • 在init.c的service_start()方法中,调用fork()函数创建一个子线程(fork是Linux创建线程的一种方式),并在此线程中进入到app_process的main函数中。实际上zygote的原名就叫做app_service,只不过在调用的过程中被改名为zygote(受精卵),原型app_service对应的源文件是App_main.cpp。
2.App_main.cpp
  • App_main.cpp文件的入口为main(),在主方法中调用runtime.start();runtime的类型为APPRuntime,所以zygote的主要功能交给了APPRuntime处理。
3.AppRuntime
  • AppRuntime由AndroidRuntime派生而来,在start()方法中主要做了三件事情:startVm(),startReg()和CallStaticVoidMethod,即创建虚拟机,注册JNI函数,再通过JNI调用ZygoteInit.java的main()函数,由此开创了Android的Java世界。
4.zygote
  • 在ZygoteInit类的main()内部,进行了4个重要操作:

①建立IPC通信服务端:registerZygoteSocket; zygote及其他系统程序的通信并未使用Binder,而是使用Socket,此方法即是建立这个Socket的服务端。
②预加载类和资源:preloadClasses和preloadResources;通过反射原理对系统所用的类和资源进行预加载,缺点是导致了Android系统启动较慢。
③启动system_server进程:startSystemServer(); system_server是Java世界的核心,即framework的核心。如果system_server死亡,则zygote将会自杀。 startSystemServer()最终也是通过zygote的分裂(fork)而来(最终实现是在native层)。
④等待处理请求:runSelectLoopMode();用于处理客户连接和客户请求。

  • 在处理完以上的主要任务后,zygote将暂时退出舞台等待被唤醒执行任务(fork下一个进程),而后面的任务则交给了他分裂的重要进程system_server进行执行;
5.system_server
  • system_server(下简称SS)的产生是在native层(dalvik_system_Zygote.c中),在创建之后调用handleSystemServerProcess完成自己的使命。期间会先与Binder通信系统建立联系,这样SS就能使用Binder。辗转之后system_server最终调用了Java层的com.android.sever.SystemServer类的main函数。
  • 在SystemServer类的main函数中,分别调用了native层的init1()和Java层的init2()。init1()创建了一些系统服务,并且把调用线程加入到Binder通信中;init2()启动了ServerThread线程,启动系统的各项服务,如PowerManager,WatchDog,WindowManager,ActivityManager,可谓十分重要。

至此,Android启动的大致流程介绍完成,前面提到,zygote在分裂出SS之后,会runSelectLoopMode来等待处理客户端的消息,比如创建新进程或者说启动新的应用的请求。下篇文章再对此进行分析。

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