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Android系统启动流程

Android系统启动流程

作者: 我要离开浪浪山 | 来源:发表于2023-03-20 10:43 被阅读0次

    一、android系统启动流程

    Android系统完整的启动过程,从系统层次角度可分为 Linux 系统层、Android 系统服务层、Zygote进程模型三个阶段;从开机到启动 Home Launcher 完成具体的任务细节可分为七个步骤,下面就从具体的细节来解读 Android 系统完整的初始化过程。

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    • Loader(加载引导程序Boot Loader)
    • Kernel(Linux内核层)
    • Native(init进程)
    • Framework(Zygote进程/SystemServer进程)
    • Application(应用层/Launcher进程)
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    第一阶段:是Linux的启动: Bootloader,Kernel,Driver等
    第二阶段:是真正的Android的启动

    整体流程概括为:启动BootLoader->加载系统内核->启动Init进程->启动Zygote进程->启动Runtime进程->启动本地服务->启动Home Launcher

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    1、流程解析:

    1、按下电源键进行系统启动:
    触发引导芯片,加载预定义代码,启动引导程序BootLoader

    2、启动BootLoader引导程序:
    它是一个Android系统启动前运行的一个小程序,用来拉起OS并运行

    3、启动linux内核:
    设置缓存、被保护存储器、计划列表、加载驱动、完成系统设置,设置完后会找到系统文件init.rc启动init进程

    4、启动init进程:
    初始化并启动属性服务,启动zygote进程

    5、启动zygote进程孵化器:
    创建JVM,注册JNI,创建服务端的socket,启动systemServer进程

    6、启动systemServer进程:
    启动binder线程池和systemServerManager,启动各种系统服务,如AMS、WMS等

    7、启动Launcher:
    由AMS启动,启动后会显示已安装应用的快捷图标

    2、具体详细过程如下 :

    1、启动电源以及系统启动

    当电源按下时引导芯片从预定义的地方(固化在ROM)开始执行。加载引导程序BootLoader到RAM中,然后执行。

    2、引导程序BootLoader

    引导程序BootLoader是在Android操作系统开始运行前的一个小程序,它的主要作用是将AndroidOS拉起来。

    3、Linux内核启动

    当内核启动时,设置缓存、被保护存储器、计划列表、加载驱动。当内核完成系统设置后,它首先会在系统文件中寻找init.rc文件,并启动init.rc进程。

    4、init进程启动

    init进程启动做了很多工作,但是总的来说主要就是做了一下三件事:
    (1)创建和挂载启动所需文件目录。
    (2)初始化和启动系统属性服务。
    (3)解析init.rc配置文件并启动Zygote进程。

    5、Zygote进程启动

    创建Java虚拟机并为Java虚拟机注册JNI方法;创建服务端Socket;预加载类和资源;启动SystemServer进程;等待AMS请求创建新的应用进程。

    6.、SystemServer进程启动

    • 创建并启动Binder线程池,这样可以和其他进程进行通信。
    • 创建SystemServiceManager,其用于对系统的服务进行创建、启动和生命周期的管理。
    • 启动系统中的各种服务。包括我们熟悉的AMS、PMS、WMS。

    7、Launcher启动

    • 被SystemServer启动的AMS会启动Launcher,Launcher启动后会将已安装应用的图标显示在桌面上。

    其流程图如下所示:


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    二、应用(APP)启动流程

    • 1、点击启动一个App,Launcher进程采用Binder IPC向ActivityManagerService发起startActivity请求;
    • 2、ActivityManagerService接收到请求后,向zygote进程发送创建进程的请求;Zygote进程fork出新的子进程,即App进程;
    • 3、App进程通过Binder IPC向sytem_server进程发起绑定Application请求;
    • 4、system_server进程在收到请求后,进行一系列准备工作后,再通过binder IPC向App进程发送scheduleLaunchActivity请求;
    • 5、App进程的binder线程(ApplicationThread)在收到请求后,通过handler向主线程发送LAUNCH_ACTIVITY消息;
    • 6、主线程在收到Message后,通过发射机制创建目标Activity,并回调Activity.onCreate()等方法。

    到此,App便正式启动,开始进入Activity生命周期,执行完onCreate/onStart/onResume方法,UI渲染结束后便可以看到App的主界面。

    其流程图如下所示:


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    1、简述Android 系统启动流程

    当按电源键触发开机,首先会从 ROM 中预定义的地方加载引导程序 BootLoader 到 RAM 中,并执行 BootLoader 程序启动 Linux Kernel, 然后启动用户级别的第一个进程: init 进程。init 进程会解析init.rc 脚本做一些初始化工作,包括挂载文件系统、创建工作目录以及启动系统服务进程等,其中系统服务进程包括 Zygote、service manager、media 等。在 Zygote 中会进一步去启动 system_server 进程,然后在 system_server 进程中会启动 AMS、WMS、PMS 等服务,等这些服务启动之后,AMS 中就会打开 Launcher 应用的 home Activity,最终就看到了手机的 “桌面”。

    2、system_server 为什么要在 Zygote 中启动,而不是由 init 直接启动呢

    Zygote 作为一个孵化器,可以提前加载一些资源,这样 fork() 时基于 Copy-On-Write 机制创建的其他进程就能直接使用这些资源,而不用重新加载。比如 system_server 就可以直接使用 Zygote 中的 JNI函数、共享库、常用的类、以及主题资源。

    3、为什么要专门使用 Zygote 进程去孵化应用进程,而不是让 system_server 去孵化呢?

    首先 system_server 相比 Zygote 多运行了 AMS、WMS 等服务,这些对一个应用程序来说是不需要的。另外进程的 fork() 对多线程不友好,仅会将发起调用的线程拷贝到子进程,这可能会导致死锁,而system_server 中肯定是有很多线程的。

    4、描述下是怎么导致死锁的

    在 POSIX 标准中,fork 的行为是这样的:复制整个用户空间的数据(通常使用 copy-on-write 的策略,所以可以实现的速度很快)以及所有系统对象,然后仅复制当前线程到子进程。这里:所有父进程中别的线程,到了子进程中都是突然蒸发掉的

    对于锁来说,从 OS 看,每个锁有一个所有者,即最后一次 lock 它的线程。假设这么一个环境,在 fork之前,有一个子线程 lock 了某个锁,获得了对锁的所有权。fork 以后,在子进程中,所有的额外线程都人间蒸发了。而锁却被正常复制了,在子进程看来,这个锁没有主人,所以没有任何人可以对它解锁。当子进程想 lock 这个锁时,不再有任何手段可以解开了。程序发生死锁。

    5、Zygote 为什么不采用 Binder 机制进行 IPC 通信

    Binder 机制中存在 Binder 线程池,是多线程的,如果 Zygote 采用 Binder 的话就存在上面说的fork() 与 多线程的问题了。其实严格来说,Binder 机制不一定要多线程,所谓的 Binder 线程只不过是在循环读取 Binder 驱动的消息而已,只注册一个 Binder 线程也是可以工作的,比如 service manager就是这样的。实际上 Zygote 尽管没有采取 Binder 机制,它也不是单线程的,但它在 fork() 前主动停止了其他线程,fork() 后重新启动了。

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    原文链接:https://blog.csdn.net/xhmj12/article/details/128149490

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