Android 启动流程梳理篇

Posted 2023-02-25 初一十五啊

前言

本文是本人通过学习各位前辈的博客，结合自己对android的理解所作。如有错误，还请批评指正。

1.总的介绍

几个注意点：
①idle是内核空间的鼻祖，init是用户空间的鼻祖。Zygote是Java进程的鼻祖
②Zygote既有native层，也有java层。
③JNI就是负责native层和java层的通信的，起到一个桥梁作用。

2.分别介绍各个角色

①init进程
init进程是Linux中的一个核心进程，在Linux中，所有的进程都是由init进程fork出来的，比如Zygote进程。
它完成的主要功能有：
①创建系统文件
②启动Zygote

②Zygote进程
在Android中，所有的进程（除了第一个Zygote进程）都是由第一个Zygote进程fork出来的。它完成的主要作用有

• 在native层
  ①初始化Android运行环境，比如虚拟机
  ②注册JNI
  ③执行ZygoteInit.main方法，进入Java层
• 在Java层
  ①进行一些预加载的工作
  ②fork各种进程，如SystemServer进程
  ③创建socket，进入循环等待AMS的通知

③SystemServer
SystemServer也是由Zygote进程fork出来的一个进程。与Zygote一起构成了Framework层的两大非常重要的进程。
ActivityManagerService、PackageManagerService、WindowManagerService等都是在SystemService里面开启的。
那么SystemServer是如何被开启的呢？

在Zygote进程开启的时候，会调用ZygoteInit.main方法进行初始化。如图

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-WDGDaGMv-1675776069872)(https://upload-images.jianshu.io/upload_images/28731023-c41e26912ca7ef2f.png?imageMogr2/auto-orient/strip%7CimageView2/2/w/1240)]

进入这个方法，会发现它调用了forkSystemServer方法。如图

这样就开启了SystemServer

③AMS
AMS全称为“ActivityManagerService”，是一种服务即Service。是由Zygote进程fork出来的。负责系统中所有Activity的生命周期。在SystemServer进程开启的时候进行初始化。

如图，在SystemServer类的startBootstrapServices方法中，有

从而在SystemServer中开启了这些服务
还有一个需要注意的点为：
App与AMS通过Binder进行IPC通信，AMS与zygote通过Socket进行IPC通信。

④Launcher进程
我对Launcher进程的理解是，它也是一个普通的App进程，只是它是一个系统级别的进程，可以管理手机上的App。比如它实现了点击，长按等回调接口，能实现开启一个App的功能。本质上还是调用了Activity.startActivity方法，并且因为设置了

所以这个Activity会添加到一个新的Task栈中。

所以在Launcher中开启一个App，其实和在Activity中调用startActivity开启一样，而且最终都会调用Activity.startActivityForResult()

⑤Instrumentation
每个Activity都持有Instrumentation对象的一个引用，但是整个进程只会存在一个Instrumentation对象。它意为“仪器”，完成对Application和Activity的初始化，以及生命周期的管理，是一个大管家。

⑥ActivityThread
它就是我们常说的UI线程，它的main方法是App的入口，之前说App和AMS是通过Binder进行通信的，那么Activity就是负责与AMS的外交工作的。它与上面的Instrumentation的关系是:
ActivityThread主外，Instrumentation主内，ActivityThread对初始化以及生命周期的调用，最终都会调用到Instrumentation的相关方法。
另外，App开启消息循环，以及Application的创建，都是在ActivityThread类的main方法。

3.总结，启动的具体流程

①BootLoader启动kernel层的idle进程，然后启动init进程，进入native层。
②init进程启动zygote进程，进入java层
③zygote进程在native层完成xxx的工作，在Java层完成xxx的工作。
④zygote进程fork出SystemServer进程，SystemServer进程启动AMS,PMS,WMS等
⑤此时Android系统已经就绪，点击一个App，Launcher进程的ActivityManagerProxy会发送startActivity请求给AMS（通过Binder）
⑥AMS通过socket向Zygote发送创建进程的请求，Zygote就会fork出一个App进程
⑦App进程的ActivityManagerProxy向AMS发送attachApplication的请求（通过binder），AMS调用ApplicationThreadProxy的realStartActivityLocked方法。
⑧ApplicationThreadProxy向ApplicationThread发送scheduleLaunchActivity（通过Binder）
⑨ApplicationThread向ActivityThread发送消息LAUNCH_ACTIVITY
⑩ActivityThread调用handlerLaunchActivity方法，通过反射来创建目标Activity，并回调Activity.onCreate方法，从而完成启动

两部分的图：

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-nz5yugOi-1675776069902)(https://upload-images.jianshu.io/upload_images/28731023-9ba9364eb489b3bd.png?imageMogr2/auto-orient/strip%7CimageView2/2/w/1240)]

补充：通信的具体角色**

客户端向服务端（AMS）进行通信。
需要借助ActivityManagerProxy类，ActivityManagerProxy和AMS都需要实现IActivityManager接口。
客户端通过调用ActivityManagerProxy类，通过transact方法，调用到AMS的相应方法（Binder机制）

服务端（AMS）向客户端进行通信
服务端调用ApplicationThreadProxy类，再调用到ApplicationThread类，从而完成通信。ApplicationThreadProxy和ApplicationThread都实现了IApplicationThread接口

最后

可能有些人看完这篇文章后会发现，中间有设计到不少Framework 底层框架的知识点，没错你如果想更深入的了解系统的启动流程，并从中进行一些优化操作的话，那就必须对底层原理有着深入的了解。

这里针对一些基础不一样的小伙伴，整理了一份《Framework 底层原理学习文档》参考学习，有需要的可以 通过此处进行了解，下方展现的仅部分内容。

《Framework 底层原理学习文档》：

1. 开机Init 进程
2. 开机启动 Zygote 进程
3. 开机启动 SystemServer 进程
4. Binder 驱动
5. AMS 的启动过程
6. PMS 的启动过程
7. Launcher 的启动过程
8. Android 四大组件
9. Android 系统服务 - Input 事件的分发过程
10. Android 底层渲染 - 屏幕刷新机制源码分析
11. Android 源码分析实战