首先看一下Android系統的體系結構，相信大家都不陌生
1.首先Bootloader引導程序啟動完Linux內核后，會加載各種驅動和數據結構，當有了驅動以后，開始啟動Android系統，同時會加載用戶級別的第一個進程init(system\core\init.c),該進程會首先加載一個init.rc配置文件，代碼如下
int main(int argc, char **argv)
{
// 創建文件夾 掛載
mount("tmpfs", "/dev", "tmpfs", 0, "mode=0755");
mkdir("/dev/pts", 0755);
// 打開日志
log_init();
INFO("reading config file\n");
// 加載init.rc配置文件
init_parse_config_file("/init.rc");
}
2.init.rc配置文件會進行很多的配置，創建很多的文件夾及文件，然后初始化一些Android驅動器，之后該配置文件最重要的一個任務就是啟動一個Zygote(孵化器)進程，此進程是Android系統的一個母進程，用來啟動Android的其他服務進程，代碼：
service zygote /system/bin/app_process -Xzygote /system/bin --zygote --start-system-server
socket zygote stream 666
onrestart write /sys/android_power/request_state wake
onrestart write /sys/power/state on
onrestart restart media
onrestart restart netd
3. Zygote會執行一個app_process可執行文件，在這個文件中首先添加了Android運行時環境，在Android運行時中調用了ZygoteInit.java，這就從c++代碼跳到了java代碼。
int main(int argc, const char* const argv[])
{
...
// Android運行時環境
AppRuntime runtime;
...
// Next arg is startup classname or "--zygote"
if (i < argc) {
arg = argv[i++];
if (0 == strcmp("--zygote", arg)) {
bool startSystemServer = (i < argc) ?
strcmp(argv[i], "--start-system-server") == 0 : false;
setArgv0(argv0, "zygote");
set_process_name("zygote");
// 啟動java代碼
runtime.start("com.android.internal.os.ZygoteInit",
...
}
4.在ZytofeInit.java代碼中首先設置了Java虛擬機的堆內存空間，然后啟動一個類加載器加載Android啟動依賴的類比如Activity等四大組件，dialog等UI的類，然后分出一個子進程啟動SystemServer系統服務
public static void main(String argv[]) {
try {
VMRuntime.getRuntime().setMinimumHeapSize(5 * 1024 * 1024);
// 加載Android依賴的類
preloadClasses();
//cacheRegisterMaps();
preloadResources();
...
if (argv[1].equals("true")) {
// 啟動系統服務
startSystemServer();
} else if (!argv[1].equals("false")) {
...
}
private static boolean startSystemServer()
...
args = new String[] {
"--setuid=1000",
"--setgid=1000",
"--setgroups=1001,1002,1003,1004,1005,1006,1007,1008,1009,1010,1018,3001,3002,3003,3006",
"--capabilities=130104352,130104352",
"--rlimit=8,",
"--runtime-init",
"--nice-name=system_server",
"com.android.server.SystemServer",
...
/* Request to fork the system server process */
// 母進程開始分叉服務 啟動SystemServer
pid = Zygote.forkSystemServer(
parsedArgs.uid, parsedArgs.gid,
parsedArgs.gids, debugFlags, rlimits,
parsedArgs.permittedCapabilities,
parsedArgs.effectiveCapabilities);
...
}
5.在SystemServer.java代碼中有兩個方法init1()啟動Native世界，init2()啟動Android的Framework世界
public static void main(String[] args) {
...
// 加載jni庫
System.loadLibrary("android_servers");
// 調用native方法,該方法啟動Native世界
init1(args);
}
native public static void init1(String[] args);
6.SystemServer首先調用init1()方法加載JNI庫，啟動Native世界。init1通過System.loadLibrary("android-servers")加載一個類庫文件，其對應的源碼文件為com_android_server_SystemServer.cpp 其C++代碼如下，在該類庫中轉調了system_init()方法
// 類似java的抽象方法
extern "C" int system_init();
static void android_server_SystemServer_init1(JNIEnv* env, jobject clazz)
{
// 轉調
system_init();
}
/*
* JNI registration.
*/
static JNINativeMethod gMethods[] = {
/* name, signature, funcPtr */
// 函數指針 把init1方法映射到android_server_SystemServer_init1
{ "init1", "([Ljava/lang/String;)V", (void*) android_server_SystemServer_init1 },
};
7.System_init方法在System_init.cpp中實現，它首先啟動系統的硬件服務，比如Audio、Camera等，啟動完硬件服務后它又通過Android運行時環境調用了SystemServer中的init2()方法，init2()方法啟動Framework世界，代碼如下：
extern "C" status_t system_init()
{
...
// 啟動硬件的服務
if (strcmp(propBuf, "1") == 0) {
// Start the SurfaceFlinger
SurfaceFlinger::instantiate();
}
AndroidRuntime* runtime = AndroidRuntime::getRuntime();
LOGI("System server: starting Android services.\n");
// 啟動完硬件服務后，又回到Systemserver的init2方法
runtime->callStatic("com/android/server/SystemServer", "init2");
...
}
8.SystemServer的init2方法，init2()方法啟動Android的Framework層，啟動Android世界。在該方法中啟動了一個ServerThread線程，其代碼如下：
public static final void init2() {
Slog.i(TAG, "Entered the Android system server!");
Thread thr = new ServerThread();
thr.setName("android.server.ServerThread");
thr.start();
}
9.init2()啟動的線程ServerThread中的的run方法中通過一個Looper開啟了Android中的各種服務比如LightService，PowerManagerService，BatteryService，WindowManagerService等，並將服務添加到ServiceManager中去管理，啟動完各種服務后，調用ActivityManagerService.systemReady方法：
public void run() {
...
// 開啟Android各種服務並且添加到ServiceManager去管理
Slog.i(TAG, "Device Policy");
devicePolicy = new DevicePolicyManagerService(context);
ServiceManager.addService(Context.DEVICE_POLICY_SERVICE, ottle =
...
// We now tell the activity manager it is okay to run third party
// code. It will call back into us once it has gotten to the state
// where third party code can really run (but before it has actually
// started launching the initial applications), for us to complete our
// initialization.
// 各種服務開啟后調用ActivityManagerService.systemReady
((ActivityManagerService)ActivityManagerNative.getDefault())
.systemReady(new Runnable() {
public void run() {
Slog.i(TAG, "Making services ready");
10.在ActivityManagerService的systemReady方法中打開Android系統的第一個Activity
public void systemReady(final Runnable goingCallback) {
...
// 打開第一個Activity
mMainStack.resumeTopActivityLocked(null);
}
}
11.ActivityStack的resumeTopActivityLocked方法啟動home界面
final boolean resumeTopActivityLocked(ActivityRecord prev) {
// Find the first activity that is not finishing.
// 沒有已經打開的Activity, next為 null
ActivityRecord next = topRunningActivityLocked(null);
// Remember how we'll process this pause/resume situation, and ensure
// that the state is reset however we wind up proceeding.
final boolean userLeaving = mUserLeaving;
mUserLeaving = false;
if (next == null) {
// There are no more activities! Let's just start up the
// Launcher...
if (mMainStack) {
// 啟動lucher應用的鎖屏界面
return mService.startHomeActivityLocked();
}
}
12.打開了Luncher應用的Home界面之后，到此Android系統啟動完成了。
可以把整個過程總結為如下這張圖
