Android 系统启动流程总结

移动开发 来源:VitaminChen 71℃ 0评论

1. 从 init 开始(init.cpp)

init 进程是用户空间启动的第一个进程,init 通过:
解析 init.rc 文件 -> 创建 Service 对象 -> Service.start() -> fork() -> execve() 来启动 zygote 进程

2. zygote 启动 (app_main.cpp)

在 zygote 的 main() 函数中主要做了下面几件事

  • 初始化AppRuntime
  • 设置进程名为 “zygote”
  • AndroidRuntime.start() 启动 ZygoteInit 类,进入 Java 世界(AppRuntime 是 AndroidRuntime 的子类)

这里重点是最后一步,start() 函数里几个重要的步骤是:

  • startVm() 启动虚拟机,配置各种虚拟机的参数
  • startReg() 注册大量 native 函数
  • JNIEvn->CallStaticVoidMethod() 调用 ZygoteInit 类的 main() 函数

3. ZygoteInit 初始化

  • 创建 ZygoteServer,并建立 Socket 监听
  • preload(),预加载大量的类和资源文件
  • startSystemServer(),通过一次 fork 启动 system_server 进程
  • 通过 ZygoteServer.runSelectLoop() 处理客户端发起的 Socket 连接
  • startSystemServer() 中 fork 出 system_server 进程之后,调用 handleSystemServerProcess() ,最终走到 RuntimeInit.zygoteInit() 的分支进行一些初始化的操作
    • nativeZygoteInit() -> AndroidRuntime.com_android_internal_os_RuntimeInit_nativeZygoteInit() -> AppRuntim.onZygoteInit(),启动 binder线程池
    • applicationInit() -> invokeStaticMain(),这里的参数argv 从 ZygoteInit.startSystemServer() 一路传递过来,要启动的 Java 类是 com.android.server.SystemServer。但这里并没有直接调用 Java 类的 main() 函数,而是在方法的末尾抛出一个异常 Zygote.MethodAndArgsCaller
  • ZygoteInit.main() 方法捕获 Zygote.MethodAndArgsCaller 异常,调用MethodAndArgsCaller 的 run() 方法,最终通过反射完成了SystemServer.main() 方法的调用,这样做的目的是为了清空栈帧,提高栈帧利用率

4. SystemServer 启动

SytemServer.main() -> SystemServer.run() :

  • Looper.prepareMainLooper()
  • createSystemContext() :
    • ActivityThread.attach(),关键部分代码如下,主要就是初始化了 mInstrumentation 和 mInitialApplication 两个变量
      mInstrumentation = new Instrumentation();
      ContextImpl context = ContextImpl.createAppContext(this, getSystemContext().mPackageInfo);
      mInitialApplication = context.mPackageInfo.makeApplication(true, null);
      mInitialApplication.onCreate();
    • mSystemContext = activityThread.getSystemContext() -> ContextImpl.createSystemContext(),关键代码如下:
      static ContextImpl createSystemContext(ActivityThread mainThread) {
          LoadedApk packageInfo = new LoadedApk(mainThread);
          ContextImpl context = new ContextImpl(null, mainThread,
                  packageInfo, null, null, 0, null, null, Display.INVALID_DISPLAY);
          context.mResources.updateConfiguration(context.mResourcesManager.getConfiguration(),
                  context.mResourcesManager.getDisplayMetrics());
          return context;
      }
  • startBootstrapServices() 、startCoreServices() 、startOtherServices() 启动各类系统服务,这些服务都通过 SystemServiceManager.startService() 或 ServiceManager.addService() 来启动和管理。启动进行的不同的阶段,会多次调用 SystemServiceManager.startBootPhase(int phase) -> service.onBootPhase(phase),传入不同的 phase 值,不同的服务根据 phase 值不同可以做对应的处理。
    在 startOtherServices() 的最后,会调用 ActivityManagerService.systemReady(),这里面会调用 startHomeActivityLocked() 来启动系统的第一个 app,也就是 Lanuncher。
  • Looper.loop() 至此,系统的启动部分逻辑就全部结束了
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