[移动开发]Android系统启动流程

Android系统启动流程

• 启动电源以及系统启动： 当电源按下时，引导芯片代码从预定义的地方（固化在ROM）开始执行。加载引导程序BootLoader到RAM，然后执行。
• 引导程序BootLoader： 引导程序BootLoader是在Android操作系统开始运行前的一个小程序，它的主要作用是把系统OS拉起来运行。
• Linux内核启动： 当内核启动时，设置缓存、被保护存储器，计划列表、加载驱动。当内核完成系统设置时，它首先在系统文件中寻找init.rc文件，并启动init进程。
• init进程启动： 初始化和启动属性服务，并且启动Zygote进程。
• Zygote进程启动： 创建Java虚拟机并为Java虚拟机注册JNI方法，创建服务端Socket，启动SystemServer进程
• SystemServer进程启动： 启动Binder线程池和SystemServiceManager，并且启动各种系统服务
• Launcher启动： 被SystemServer进程启动AMS会启动Launcher，Launcher启动后会将已安装应用的快捷图标显示到界面上。

Android设备的启动必须经历3个阶段，即Boot Loader，Linux Kernel和Android系统服务， 默认情况下，它们都有各自的启动画面。

严格来说，Android系统实际上是运行于Linux内核之上的一系列“服务进程”，并不算一个完整意义上的“操作系统”，这些进程是维持设备正常工作的关键，而它们都是由init进程启动的。

boot loader [计] 引导装载程序 boot [bu?t] 启动 zygote [?za?ɡo?t] 受精卵 launch [l??nt?] 发起，发动，开始

init进程

init进程是Android系统中用户空间的第一个进程，进程号为1，是Android系统启动流程中的第一个关键的步骤， 作为第一个进程，它被赋予了很多极其重要的工作职责，可以说，在Linux系统中，所有的进程都是由init进程直接或间接fork出来的， 比如创建Zygote（孵化器）和属性服务。

作为Android系统的第一个进程，init将通过解析init.rc来启动其他关键的系统服务进程——其中，最重要的就是ServiceManager，Zygote、SystemServer。

Android的“DNS服务器”——ServiceManager

ServiceManager是Binder机制中的“DNS服务器”，负责域名（某Binder服务在ServiceManager注册时提供的名称）到IP地址（由底层Binder驱动分配的值）解析。

当ServiceManager每次重启时，其他关键进程如zygote，media，sufaceflinger等也会被restart。

僵尸进程与危害

在UNIX/Linux中，父进程使用fork创建子进程，在子进程终止之后，如果父进程并不知道子进程已经终止了，这时子进程虽然已经退出了，但是在系统进程中还未它保留了一定的信息（比如进程号、退出状态、运行时间等），这个子进程就被称作为僵尸进程。 系统进程表是一项有限资源，如果系统进程表被僵尸进程耗尽的话，系统就可能无法创建新的进程了。

属性服务

Windows平台上有一个注册表管理器，注册表的内容采用键值对的形式来记录用户、软件的一些使用信息。即使系统或者软件重启，其还是能够根据之前注册表中的记录，进行相应的初始化工作。Android也提供了一个类似的机制，叫做属性服务。

init进程启动时会启动属性服务，并为其分配内存，用来存储这些属性，如果需要这些属性直接读取就可以了。

Zygote进程

在Android系统中，DVM（Dalvik虚拟机）和ART、应用程序进程以及运行系统的关键服务的SystemServer进程都是由Zygote进程来创建的（或者说大多数应用进程和系统进程都是通过Zygote创建出来的），我们也将它称为孵化器。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而创建的应用程序进程和SystemServer进程可以在内部获取一个DVM或者ART的实例副本。

为了实现资源共用和更快的启动速度，Android系统开启新进程的新方式，是通过fork第一个Zygote进程实现的。 当系统里面的第一个Zygote进程运行之后，在这之后再开启APP，就相当于开启了一个新的进程。所以说，除了第一个Zygote进程，其他应用所在的进程都是Zygote的子进程。

每个APP其实都是：一个单独的dalvik虚拟机；一个单独的进程。

SystemServer进程

SystemServer也是是一个进程，是由Zygote进程fork出来的。这个进程是Android Framework里面非常重要的进程，因为系统里面重要的服务都是在这个进程里开启的。比如ActivityManagerService、PackageManagerService、WindowManagerService等等。

ActivityManagerService： 简称AMS，服务端对象，负责系统中所有Activity的生命周期（Activity的开启、暂停、销毁）。在SystemServer进程开启的时候，就会初始化ActivityManagerService。

任何一个Activity的启动都是由AMS和应用程序进程（主要是ActivityThread）相互配合来完成的，AMS服务统一调度系统中所有进程的Activity启动，而每个Activity的启动过程则由其所属的进程具体来完成。

SystemServer进程总结：

• 启动Binder线程池，这样就可以和其他进程进行通信
• 创建SystemServiceManager，其对于系统的服务进行创建，启动和生命周期管理
• 启动各种系统服务

那么，对于APP、SystemServer、Zygote分别属于三个独立的进程，它们之间是如何通信的呢？APP和SystemServer是用Binder IPC通信的，SystemServer和Zygote是用Sockte IPC进行通信的。

SystemServer是Android进入Launcher前的最后准备，它提供了众多由Java语言编写的“系统服务”

Android系统中的服务端和客户端

服务端、客户端不仅仅存在于Web开发中，在Android的框架设计中，使用的也是这样一种模式。服务端指的是所有APP共用的系统服务，比如ActivityManagerService、PackageManagerService、WindowManagerService等等， 这些基础的系统服务是被所有的APP共用的，当某个APP想要实现某个操作的时候，就要告诉这些系统服务，比如你想要打开一个APP，那么知道这个APP的包名和MainActivity类名之后即可以打开：

Intent intent = new Intent(Intent.ACTION_MAIN);
intent.addCategory(Intent.CATEGORY_LAUNCHER);
ComponentName cn = new ComponentName(packageName, className);
intent.setComponet(cn);
startActivity(intent);

我们的APP通过调用startActivity()并不能直接打开另外的一个APP，最终是通过AMS来通知Zygote进程来fork一个新进程，来启动目标APP。 这就像浏览器要打开一个超链接一样，浏览器把网页地址发送给服务器，然后服务器把需要的资源文件发送给客户端。

Launcher启动流程

系统启动的最后一步是启动一个应用程序用来显示系统中已经安装的应用程序，这个应用程序叫做Launcher。Launcher在启动过程中会请求PackageManagerService返回系统中已经安装的应用程序的信息，并将这些信息封装程一个快捷图标列表显示在系统屏幕上，这样用户可以通过点击这些快捷图标来启动相应的应用程序。

通俗来讲Launcher就是Android系统的桌面，它的作用主要有以下两点：

• 作为Android系统的启动器，用于启动应用程序
• 作为Android系统的桌面，用于显示和管理应用程序的快捷图标或者其他桌面组件

SystemServer进程在启动的过程中会启动PackageManagerService、PackageManagerService启动后会讲系统中的应用程序安装完成。在此之前已经启动的AMS会将Launcher启动起来。

点击APP的图标的时候，这个APP就由Launcher启动了。Launcher本质上也是一个应用程序，和普通的APP一样。我们在点击APP图标的时候，捕捉到图标点击事件，然后startActivity()发送对应的intent请求。

https://cloud.tencent.com/developer/article/1356506

https://www.pianshen.com/article/10041941900/

https://www.jianshu.com/p/e3a630e85ee0