android系统启动过程

Android 的启动过程可以分为两个阶段，第一阶段是 Linux 的启动，第二阶段才是 Android 的启动，下面我们分别来了解一下具体的过程。

首先是 Linux 启动，这一部分我想就可以略过了，无非是 Linux 的 Bootloader ， Kernel ， Driver 之类的，在这里唯一要提到的就是 ServiceManager ，即服务管理器，这个是做为一个进程在 Android 加载之前就被启动了，我们可以从 init.rc 中看到这个配置项：

service servicemanager /system/bin/servicemanager

ServiceManager 是 Binder 的服务管理守护进程，是 Binder 的核心，由其使用 Binder 驱动进行 IPC 管理，关于 IPC 通讯的机制，此处不再详述。在 APP 和 Framework 中，应用程序使用的 ServiceManager.java 就是通过 Proxy 与这个守护进程进行的通讯。

 

然后是 Android 的启动，接下来要详细描述的部分。我们还是先看一下 init.rc 中的配置

service zygote /system/bin/app_process -Xzygote /system/bin --zygote --start-system-server

即 linux 启动以后，启动 zygote 服务进程，这个进程恰如其名：孵化器，是所有 Android 应用程序的孵化器。

 

我们来看一下 app_process 的代码，位置是在：

frameworks/base/cmds/app_process/app_main.cpp

在 main() 函数中有如下代码：

        if (0 == strcmp("--zygote", arg)) {

            bool startSystemServer = (i < argc) ?

                     strcmp(argv[i], "--start-system-server") == 0 : false;

            setArgv0(argv0, "zygote");

            set_process_name("zygote");

            runtime.start("com.android.internal.os.ZygoteInit",

                startSystemServer);

        }

从中可以追踪到 AndroidRuntime ，代码位于：

frameworks/base/core/jni/AndroidRuntime.cpp

在 start() 函数中有如下代码：

    /* start the virtual machine */

    if (startVm(&mJavaVM, &env) != 0)

        goto bail;

         ……

                 env->CallStaticVoidMethod(startClass, startMeth, strArray);

即先启动了虚拟机，然后利用 JNI 调用了 zygoteInit 函数。

 

继续追踪到 frameworks/base/core/java/com/android/internal/os/ZygoteInit.java 的 main() 函数，代码如下：

            if (argv[1].equals("true")) {

                 startSystemServer();

            } else if (!argv[1].equals("false")) {

                throw new RuntimeException(argv[0] + USAGE_STRING);

            }

 

            Log.i(TAG, "Accepting command socket connections");

 

            if (ZYGOTE_FORK_MODE) {

                runForkMode();

            } else {

                runSelectLoopMode();

            }

前一部分是在启动系统服务，后一部分是虽然是一个条件判断，但 ZYGOTE_FORK_MODE 被赋了 false ，所以进行 else 分支的 runSelectLoopMode() 函数，在该函数中，实际上是在一死循环中利用 zygoteConnection 类通过 socket 的方式进行消息处理，用于 fork 出新的 zygote ，从而以最轻量级的方式实现每个进程一个虚拟机的机制。

 

继续来看 startSystemServer() ，代码位于：

frameworks/base/services/java/com/android/server/systemserver.java

在其 main() 函数中调用了 init1(args) 这个 native 函数，利用 JNI 机制，跟踪至

frameworks/base/services/jni/com_android_server_systemService.cpp ，然后到

frameworks/base/cmds/system_server/library/system_init.cpp

在 system_init() 函数中有如下代码：

    if (strcmp(propBuf, "1") == 0) {

        // Start the SurfaceFlinger

        SurfaceFlinger::instantiate();

    }

    AndroidRuntime* runtime = AndroidRuntime::getRuntime();

 

    LOGI("System server: starting Android services./n");

    runtime->callStatic("com/android/server/SystemServer", "init2");

即完成了 SurfaceFlinger 的实例化，然后利用运行时的 callStatic() 函数调用了 SystemServer 的 init2() 函数，这个函数位于：

frameworks/base/services/java/com/android/server/SystemServer.java

代码是：

    public static final void init2() {

        Slog.i(TAG, "Entered the Android system server!");

        Thread thr = new ServerThread();

        thr.setName("android.server.ServerThread");

        thr.start();

}

在这个 ServerThread 线程中，可以看到我们熟悉的 Android 服务了，比如 WallpaperService 服务的启动：

            try {

                Slog.i(TAG, "Wallpaper Service");

                 wallpaper = new WallpaperManagerService(context);

                ServiceManager.addService(Context.WALLPAPER_SERVICE, wallpaper);

            } catch (Throwable e) {

                Slog.e(TAG, "Failure starting Wallpaper Service", e);

            }

最后，调用各服务的 systemReady() 函数通知系统就绪。

 

至此，系统的启动过程结束，借用两张图来说明问题：

 

从这里可以看出， linux 的 init 在启动若干守护进程之后，就启动了 Android 的 runtime 和 zygote ， zygote 再启动虚拟机，系统服务，系统服务再启动完本地服务后，又启动了若干 Android 服务，并完成向 ServiceManager 的注册工作，最后系统启动完成。系统的进程空间如下图所示：

 

 

可见，由 zygote 孵化器为各进程以写时复制的方式用最小的代价实现了虚拟机。

 

思维导图

 

总体启动框架图：

 

原文地址：http://blog.csdn.net/caowenbin