android系统启动框架Activity界面显示过程详解

Posted 2020-08-21 移动开发snow_flower

一、android系统框架

      android的系统架构和其操作系统一样，采用了分层的架构。从架构图看，android分为四个层，从高层到低层分别是应用程序层、应用程序框架层、系统运行库层和linux核心层。盗图如下：

                

具体每层的功能介绍如下：

     （1） 应用程序层

      该层提供一些核心应用程序包，例如电子邮件、短信、日历、地图、浏览器和联系人管理等。同时，开发者可以利用Java语言设计和编写属于自己的应用程序，而这些程序与那些核心应用程序彼此平等、友好共处。

     （2）应用程序框架层

     该层是Android应用开发的基础，开发人员大部分情况是在和她打交道。应用程序框架层包括活动管理器、窗口管理器、内容提供者、视图系统、包管理器、电话管理器、资源管理器、位置管理器、通知管理器和XMPP服务十个部分。在Android平台上，开发人员可以完全访问核心应用程序所使用的API框架。并且，任何一个应用程序都可以发布自身的功能模块，而其他应用程序则可以使用这些已发布的功能模块。基于这样的重用机制，用户就可以方便地替换平台本身的各种应用程序组件。

     （3） 系统库和Android运行时

     系统库包括九个子系统，分别是图层管理、媒体库、SQLite、OpenGLEState、FreeType、WebKit、SGL、SSL和libc。Android运行时包括核心库和Dalvik虚拟机，前者既兼容了大多数Java语言所需要调用的功能函数，又包括了Android的核心库，比如android.os、android.net、android.media等等。后者是一种基于寄存器的java虚拟机，Dalvik虚拟机主要是完成对生命周期的管理、堆栈的管理、线程的管理、安全和异常的管理以及垃圾回收等重要功能。

     （4） Linux内核

     Android核心系统服务依赖于Linux2.6内核，如安全性、内存管理、进程管理、网络协议栈和驱动模型。Linux内核也是作为硬件与软件栈的抽象层。驱动：显示驱动、摄像头驱动、键盘驱动、WiFi驱动、Audio驱动、flash内存驱动、Binder（IPC）驱动、电源管理等。

      Android的系统架构采用分层架构的思想，架构清晰，层次分明，协同工作。因此，若想从事Android应用开发，则研究研究Android的应用框架层和应用程序层；若想从事Android系统开发，那研究下Android系统库和Android运行时；若想从事Android驱动开发，那试着看看Android的Linux内核。下面分别介绍android系统启动流程和Activity界面显示流程：

二、Android系统启动流程

      众所周知，在Linux中，它的启动可以归为一下几个流程： Boot Loader——>初始化内核——>创建init进程——>根据inittable文件执行其他的启动项——>..... 。

      由此可知，当初始化内核之后，就会启动一个相当重要的祖先进程，也就是init进程，在Linux中所有的进程都是由init进程直接或间接fork出来的。而对于Android来说，前面的流程都是一样的:

 （1）当init进程创建之后，会fork出一个Zygote进程，这个进程是所有Java进程的父进程。我们知道，Linux是基于C的，而Android是基于Java的（当然底层也是C）；

 （2）然后fork出一个Zygote Java进程用来fork出其他的进程。当Zygote（孵化进程）被初始化的时候，会fork出System Server进程，这个进程在整个的Android进程中是非常重要的一个，地位和Zygote等同，它是属于Application Framework层的，Android中的所有服务，例如AMS, WindowsManager, PackageManagerService等等都是由这个SystemServer fork出来的。所以它的地位可见一斑；

 （3）当System Server进程开启的时候，就会初始化AMS，同时，会加载本地系统的服务库，创建系统上下文，创建ActivityThread及开启各种服务等等。而在这之后，就会开启系统的Launcher程序，完成系统界面的加载与显示；

 （4）系统启动完成后，当我们点击屏幕时，触摸屏的两层电极会连接在一起，也就产生了一个电压并通过对应的驱动把当前按压点的XY坐标传给android系统。系统在获取到XY值的时候，就会对按压点的范围进行一个判断，如果确定按压点处于一个APP图标或者是Button等等的范围中时，操作系统也就会认为用户当前已经点击了这个东西，启动对应的监听。而当系统判断我们点击的是APP图标时，该App就由Launcher开始启动了；

  （5）当开始启动时，Launcher进程会采用Binder的方式向AMS（Activity Manager Server）发出startActivity请求;

  （6）AMS在接收到请求之后，就会通过Socket向Zygote进程发送创建进程的请求；

  （7）Zygote进程会fork出新的子进程（APP进程）；

  （8）随后APP进程会再向AMS发起一次请求，AMS收到之后经过一系列的准备工作再回传请求；

  （9）APP进程收到AMS返回的请求后，会利用Handler向主线程（即UI线程）发送LAUNCH_ACTIVITY消息；

注：主线程（也即ActivityThread）里面存在一个main()方法，这也是APP的真正入口，当APP启动时，就会启动ActivityThread中的main方法，在main方法中系统会通过Looper.prepareMainLooper()来创建主线程的Looper以及MessageQueue，并通过Looper.loop来开启消息循环。

 （10）主线程在收到消息之后，就创建目标Activity，并回调onCreate()/onStart()/onResume()等方法，UI渲染结束后便可以看到App主界面。

三、界面显示流程