Android系统启动流程
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当系统引导程序启动Linux内核，内核会记载各种数据结构，和驱动程序，加载完毕之后，Android系统开始启动并加载第一个用户级别的进程：init（system/core/init/Init.c）
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查看Init.c代码，看main函数
int main(int argc, char **argv) { ... //执行Linux指令 mkdir("/dev", 0755); mkdir("/proc", 0755); mkdir("/sys", 0755); ... //解析执行init.rc配置文件 init_parse_config_file("/init.rc"); ... } -
在init.rc中定义好的指令都会开始执行，其中执行了很多bin指令，启动系统服务
//启动孵化器进程，此进程是Android系统启动关键服务的一个母进程 service zygote /system/bin/app_process -Xzygote /system/bin --zygote --start-system-server socket zygote stream 666 onrestart write /sys/android_power/request_state wake onrestart write /sys/power/state on onrestart restart media onrestart restart netd -
在app_process文件夹下找到app_main.cpp，查看main函数，发现以下代码
int main(int argc, const char* const argv[]) { ... //启动一个系统服务：ZygoteInit runtime.start("com.android.internal.os.ZygoteInit",startSystemServer); ... } -
在ZygoteInit.java中，查看main方法
public static void main(String argv[]) { ... //加载Android系统需要的类 preloadClasses(); ... if (argv[1].equals("true")) { //调用方法启动一个系统服务 startSystemServer(); } ... } -
startSystemServer()方法的方法体
String args[] = { "--setuid=1000", "--setgid=1000", "--setgroups=1001,1002,1003,1004,1005,1006,1007,1008,1009,1010,1018,3001,3002,3003", "--capabilities=130104352,130104352", "--runtime-init", "--nice-name=system_server", "com.android.server.SystemServer", }; ... //分叉启动上面字符串数组定义的服务 pid = Zygote.forkSystemServer( parsedArgs.uid, parsedArgs.gid, parsedArgs.gids, debugFlags, null, parsedArgs.permittedCapabilities, parsedArgs.effectiveCapabilities); -
SystemServer服务被启动
public static void main(String[] args) { ... //加载动态链接库 System.loadLibrary("android_servers"); //执行链接库里的init1方法 init1(args); ... } -
动态链接库文件和java类包名相同，找到com_android_server_SystemServer.cpp文件
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在com_android_server_SystemServer.cpp文件中，找到了
static JNINativeMethod gMethods[] = { /* name, signature, funcPtr */ //给init1方法映射一个指针，调用system_init方法 { "init1", "([Ljava/lang/String;)V", (void*) android_server_SystemServer_init1 }, }; -
android_server_SystemServer_init1方法体中调用了system_init，system_init没有方法体
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在system_init.cpp文件中找到system_init方法，方法体中
//执行了SystemServer.java的init2方法
runtime->callStatic("com/android/server/SystemServer", "init2"); -
回到SystemServer.java，在init2的方法体中
//启动一个服务线程 Thread thr = new ServerThread(); thr.start(); -
在ServerThread的run方法中
//准备消息轮询器 Looper.prepare(); ... //启动大量的系统服务并把其逐一添加至ServiceManager ServiceManager.addService(Context.WINDOW_SERVICE, wm); ... //调用systemReady，准备创建第一个activity ((ActivityManagerService)ActivityManagerNative.getDefault()) .systemReady(new Runnable(){ ... }）； -
在ActivityManagerService.java中，有systemReady方法，方法体里找到
//检测任务栈中有没有activity，如果没有，创建Launcher mMainStack.resumeTopActivityLocked(null); -
在ActivityStack.java中，方法resumeTopActivityLocked
// Find the first activity that is not finishing. ActivityRecord next = topRunningActivityLocked(null); ... if (next == null) { // There are no more activities! Let's just start up the // Launcher... if (mMainStack) { return mService.startHomeActivityLocked(); } } ...
Handler消息机制
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Message类的obtain方法
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消息队列顺序的维护是使用单链表的形式来维护的
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把消息池里的第一条数据取出来，然后把第二条变成第一条
if (sPool != null) {
Message m = sPool;
sPool = m.next;
m.next = null;
sPoolSize--;
return m;
}
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创建Handler对象时，在构造方法中会获取Looper和MessageQueue的对象
public Handler() { ... //拿到looper mLooper = Looper.myLooper(); ... //拿到消息队列 mQueue = mLooper.mQueue; mCallback = null; } -
查看myLooper方法体，发现Looper对象是通过ThreadLocal得到的，在查找ThreadLocal的set方法时发现
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Looper是直接new出来的，并且在Looper的构造方法中，new出了消息队列对象
sThreadLocal.set(new Looper()); private Looper() { mQueue = new MessageQueue(); mRun = true; mThread = Thread.currentThread(); } -
sThreadLocal.set(new Looper())是在Looper.prepare方法中调用的
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prepare方法是在prepareMainLooper()方法中调用的
public static final void prepareMainLooper() { prepare(); ... } -
在应用启动时，主线程要被启动，ActivityThread会被创建，在此类的main方法中
public static final void main(String[] args) { ... //创建Looper和MessageQueue Looper.prepareMainLooper(); ... //轮询器开始轮询 Looper.loop(); ... } -
Looper.loop()方法中有一个死循环
while (true) { //取出消息队列的消息，可能会阻塞 Message msg = queue.next(); // might block ... //解析消息，分发消息 msg.target.dispatchMessage(msg); ... } -
Linux的一个进程间通信机制：管道（pipe）。原理：在内存中有一个特殊的文件，这个文件有两个句柄（引用），一个是读取句柄，一个是写入句柄
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主线程Looper从消息队列读取消息，当读完所有消息时，进入睡眠，主线程阻塞。子线程往消息队列发送消息，并且往管道文件写数据，主线程即被唤醒，从管道文件读取数据，主线程被唤醒只是为了读取消息，当消息读取完毕，再次睡眠
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Handler发送消息，sendMessage的所有重载，实际最终都调用了sendMessageAtTime
public boolean sendMessageAtTime(Message msg, long uptimeMillis) { ... //把消息放到消息队列中 sent = queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis); ... } -
enqueueMessage把消息通过重新排序放入消息队列
final boolean enqueueMessage(Message msg, long when) { ... final boolean needWake; synchronized (this) { ... //对消息的重新排序，通过判断消息队列里是否有消息以及消息的时间对比 msg.when = when; Message p = mMessages; //把放入消息队列的消息置为消息队列第一条消息 if (p == null || when == 0 || when < p.when) { msg.next = p; mMessages = msg; needWake = mBlocked; // new head, might need to wake up } else { //判断时间顺序，为刚放进来的消息寻找合适的位置 Message prev = null; while (p != null && p.when <= when) { prev = p; p = p.next; } msg.next = prev.next; prev.next = msg; needWake = false; // still waiting on head, no need to wake up } } //唤醒主线程 if (needWake) { nativeWake(mPtr); } return true; } -
Looper.loop方法中，获取消息，然后分发消息
//获取消息队列的消息 Message msg = queue.next(); // might block ... //分发消息，消息由哪个handler对象创建，则由它分发，并由它的handlerMessage处理 msg.target.dispatchMessage(msg); -
message对象的target属性，用于记录该消息由哪个Handler创建，在obtain方法中赋值
AsyncTask机制
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AsyncTask必需会用到的三个方法
- onPreExeCute
- doInBackground
- onPostExecute
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AsyncTask的execute方法，开始执行异步任务，在此方法体中
public final AsyncTask<Params, Progress, Result> execute(Params... params) { ... mStatus = Status.RUNNING; //调用onPreExecute方法 onPreExecute(); //把参数赋值给mWorker对象 mWorker.mParams = params; //线程池对象执行mFuture sExecutor.execute(mFuture); return this; } -
mWorker是什么类型？，在AsyncTask的构造方法中
mWorker = new WorkerRunnable<Params, Result>() { public Result call() throws Exception { Process.setThreadPriority(Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND); return doInBackground(mParams); } }; -
然后把mWorker对象封装至FutureTask对象
mFuture = new FutureTask<Result>(mWorker) -
在FutureTask的构造中，又把mWorker封装给Sync对象
public FutureTask(Callable<V> callable) { if (callable == null) throw new NullPointerException(); sync = new Sync(callable); } -
在Sync的构造方法中
Sync(Callable<V> callable) { //这里的callable就是mWorker this.callable = callable; } -
线程池执行mFuture对象，此对象是FutureTask的对象，而FutureTask实现了Runnable接口
public final AsyncTask<Params, Progress, Result> execute(Params... params) { ... //线程池对象执行mFuture sExecutor.execute(mFuture); ...}
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mFuture的run方法被调用了
public void run() { sync.innerRun(); } -
在innerRun方法中，调用了callable的call方法，但是在sync被new出来的时候，在构造方法中就已经把mWorker赋值给了callable，所以实际上是调用mWorker的call方法
void innerRun() { ... //调用mWorker的call() result = callable.call(); set(result); ... } -
mWorker的call在mWorker被new出来时就已经重写了
mWorker = new WorkerRunnable<Params, Result>() { public Result call() throws Exception { ... //在子线程中调用了doInBackground方法 return doInBackground(mParams); } }; -
call方法调用完毕后，得到doInBackground所返回的result
void innerRun() { ... result = callable.call(); //返回的result传入了set方法 set(result); ... } -
set方法体
protected void set(V v) { sync.innerSet(v); } -
innerSet方法体
if (compareAndSetState(s, RAN)) { result = v; releaseShared(0); //关键的done方法 done(); return; } -
innerSet方法是属于FutureTask类的，那么done方法也是调用FutureTask类的，这个done方法定义的地方，在AsyncTask.java的构造方法里
mFuture = new FutureTask<Result>(mWorker) { //此处重写done方法 @Override protected void done() { //获取doInbackground方法返回的结果 result = get(); //创建一个消息 message = sHandler.obtainMessage(MESSAGE_POST_RESULT, new AsyncTaskResult<Result>(AsyncTask.this, result)); //把这条消息发送给创建这个消息的Handler：target.sendMessage(this) message.sendToTarget(); } }; -
然后sHandler的handlerMessage被触发
public void handleMessage(Message msg) { AsyncTaskResult result = (AsyncTaskResult) msg.obj; switch (msg.what) { case MESSAGE_POST_RESULT: //调用finish方法 result.mTask.finish(result.mData[0]); break; } } -
finish的方法体
private void finish(Result result) { if (isCancelled()) result = null; //调用onPostExecute方法，并传入结果 onPostExecute(result); mStatus = Status.FINISHED; }
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