Android系统启动过程是由Boot Loader引导开机,然后依次进入 -> Kernel -> Native -> Framework -> App,接下来简要说说每个过程:
- Loader层
Boot ROM:当手机处于关机状态时,长按Power键开机,引导心片开始从固化在ROM里的预设代码开始执行,然后加载引导程序到RAM;
Boot Loader:这是启动Android系统之前的引导程序,主要是检查RAM,初始化硬件参数等功能。
- Kernel,Linux内核层
Android平台的基础是Linux内核,比如ART虚拟机最终调用底层Linux内核来执行功能。Linux内核的安全机制为Android提供相应的保障,也允许设备制造商为内核开发硬件驱动程序。
1) 启动Kernel的swapper进程 (pid=0):该进程又称为idle进程,系统初始化过程Kernel由无到有开创的第一个进程,用于初始化进程管理、内存管理,加载Display, Camera Driver, Binder Driver等相关工作;
2) 启动kthreadd进程 (pid=2):是Linux系统的内核进程,会创建内核工作线程kworkder,软中断线程ksoftirqd,thermal等内核守护进程。kthreadd进程是所有内核进程的鼻祖。
- 硬件抽像层(HAL)
硬件抽象层(HAL)提供标准接口,HAL包含多个库模块,其中每个模块都为特定类型的硬件组件实现一组接口,比如wifi/bluetooth模块,当框架api请求访问设备硬件时,Android系统将为该硬件加载相应的库模块。
- Android Runtime & 系统库
每个应用都在其自已的进程中运行,都有自已的虚拟机实例。ART通过执行dex文件可在设备运行多个虚拟机,dex文件是一程专为Android设计的字节码格式文件,经过优化,使用内存很少。ART主要功能包括:预先(AOT)和即时(JIT)编译,优的垃圾回收,以及调试相关的支持。
这里的Native系统库主要包括init孵化来的用户空间的守护进程、HAL层以及开机动画等。启动init进程(pid=1),是Linux系统的用户进程,init进程是所有用户进程的鼻组。
1)init进程会孵化出ueventd, logd, healthd, installd, adbd, lmkd等用户守护进程;
2)init进程还会启动ServiceManager (binder服务管家)、bootanim(开机动画)等重要服务;
3)init进程孵化出Zygote进程,Zygote进程是Android系统的第一个Java进程(虚拟机进程),Zygote是所有java进程的父进程,Zygote进程本身是由init进程孵化而来的。
- Framework层
1)Zygote进程,是由init进程通过解析init.rc文件后fork生成的,Zygote进程主要包含:
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- 加载ZygoteInit类,注册Zygote Socket服务端套接字
- 加载虚拟机
- 提前加载类preloadClasses
- 提前加载资源preloadResouces
2)System Server进程,是由Zygote进程fork而来的,System Server是Zygote孵化的第一个进程,System Server负责启动和管理整个Java framework,包含ActivityManager,WindowManager,PackageManager,PowerManager等服务;
- App层
- Zygote进程孵化出的第一个App进程是Launcher,这是用户看到的桌面App;
- Zygote进程还会创建Browser,Phone,Email等App进程,每个App至少运行在一个进程上;
- 所有的App进程都是由Zygote进程fork生成的;