首先看一下Android系统的体系结构，相信大家都不陌生
1.首先Bootloader引导程序启动完Linux内核后，会加载各种驱动和数据结构，当有了驱动以后，开始启动Android系统，同时会加载用户级别的第一个进程init(systemcoreinit.c),该进程会首先加载一个init.rc配置文件，代码如下
int main(int argc, char **argv)
{
// 创建文件夹 挂载
mount("tmpfs", "/dev", "tmpfs", 0, "mode=0755");
mkdir("/dev/pts", 0755);
// 打开日志
log_init();
INFO("reading config file
");
// 加载init.rc配置文件
init_parse_config_file("/init.rc");
}
2.init.rc配置文件会进行很多的配置，创建很多的文件夹及文件，然后初始化一些Android驱动器，之后该配置文件最重要的一个任务就是启动一个Zygote(孵化器)进程，此进程是Android系统的一个母进程，用来启动Android的其他服务进程，代码：
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
3. Zygote会执行一个app_process可执行文件，在这个文件中首先添加了Android运行时环境，在Android运行时中调用了ZygoteInit.java，这就从c++代码跳到了java代码。
int main(int argc, const char* const argv[])
{
...
// Android运行时环境
AppRuntime runtime;
...
// Next arg is startup classname or "--zygote"
if (i < argc) {
arg = argv[i++];
if (0 == strcmp("--zygote", arg)) {
bool startSystemServer = (i < argc) ?
strcmp(argv[i], "--start-system-server") == 0 : false;
setArgv0(argv0, "zygote");
set_process_name("zygote");
// 启动java代码
runtime.start("com.android.internal.os.ZygoteInit",
...
}
4.在ZytofeInit.java代码中首先设置了Java虚拟机的堆内存空间，然后启动一个类加载器加载Android启动依赖的类比如Activity等四大组件，dialog等UI的类，然后分出一个子进程启动SystemServer系统服务
public static void main(String argv[]) {
try {
VMRuntime.getRuntime().setMinimumHeapSize(5 * 1024 * 1024);
// 加载Android依赖的类
preloadClasses();
//cacheRegisterMaps();
preloadResources();
...
if (argv[1].equals("true")) {
// 启动系统服务
startSystemServer();
} else if (!argv[1].equals("false")) {
...
}
private static boolean startSystemServer()
...
args = new String[] {
"--setuid=1000",
"--setgid=1000",
"--setgroups=1001,1002,1003,1004,1005,1006,1007,1008,1009,1010,1018,3001,3002,3003,3006",
"--capabilities=130104352,130104352",
"--rlimit=8,",
"--runtime-init",
"--nice-name=system_server",
"com.android.server.SystemServer",
...
/* Request to fork the system server process */
// 母进程开始分叉服务 启动SystemServer
pid = Zygote.forkSystemServer(
parsedArgs.uid, parsedArgs.gid,
parsedArgs.gids, debugFlags, rlimits,
parsedArgs.permittedCapabilities,
parsedArgs.effectiveCapabilities);
...
}
5.在SystemServer.java代码中有两个方法init1()启动Native世界，init2()启动Android的Framework世界
public static void main(String[] args) {
...
// 加载jni库
System.loadLibrary("android_servers");
// 调用native方法,该方法启动Native世界
init1(args);
}
native public static void init1(String[] args);
6.SystemServer首先调用init1()方法加载JNI库，启动Native世界。init1通过System.loadLibrary("android-servers")加载一个类库文件，其对应的源码文件为com_android_server_SystemServer.cpp 其C++代码如下，在该类库中转调了system_init()方法
// 类似java的抽象方法
extern "C" int system_init();
static void android_server_SystemServer_init1(JNIEnv* env, jobject clazz)
{
// 转调
system_init();
}
/*
* JNI registration.
*/
static JNINativeMethod gMethods[] = {
/* name, signature, funcPtr */
// 函数指针 把init1方法映射到android_server_SystemServer_init1
{ "init1", "([Ljava/lang/String;)V", (void*) android_server_SystemServer_init1 },
};
7.System_init方法在System_init.cpp中实现，它首先启动系统的硬件服务，比如Audio、Camera等，启动完硬件服务后它又通过Android运行时环境调用了SystemServer中的init2()方法，init2()方法启动Framework世界，代码如下：
extern "C" status_t system_init()
{
...
// 启动硬件的服务
if (strcmp(propBuf, "1") == 0) {
// Start the SurfaceFlinger
SurfaceFlinger::instantiate();
}
AndroidRuntime* runtime = AndroidRuntime::getRuntime();
LOGI("System server: starting Android services.
");
// 启动完硬件服务后，又回到Systemserver的init2方法
runtime->callStatic("com/android/server/SystemServer", "init2");
...
}
8.SystemServer的init2方法，init2()方法启动Android的Framework层，启动Android世界。在该方法中启动了一个ServerThread线程，其代码如下：
public static final void init2() {
Slog.i(TAG, "Entered the Android system server!");
Thread thr = new ServerThread();
thr.setName("android.server.ServerThread");
thr.start();
}
9.init2()启动的线程ServerThread中的的run方法中通过一个Looper开启了Android中的各种服务比如LightService，PowerManagerService，BatteryService，WindowManagerService等，并将服务添加到ServiceManager中去管理，启动完各种服务后，调用ActivityManagerService.systemReady方法：
public void run() {
...
// 开启Android各种服务并且添加到ServiceManager去管理
Slog.i(TAG, "Device Policy");
devicePolicy = new DevicePolicyManagerService(context);
ServiceManager.addService(Context.DEVICE_POLICY_SERVICE, ottle =
...
// We now tell the activity manager it is okay to run third party
// code. It will call back into us once it has gotten to the state
// where third party code can really run (but before it has actually
// started launching the initial applications), for us to complete our
// initialization.
// 各种服务开启后调用ActivityManagerService.systemReady
((ActivityManagerService)ActivityManagerNative.getDefault())
.systemReady(new Runnable() {
public void run() {
Slog.i(TAG, "Making services ready");
10.在ActivityManagerService的systemReady方法中打开Android系统的第一个Activity
public void systemReady(final Runnable goingCallback) {
...
// 打开第一个Activity
mMainStack.resumeTopActivityLocked(null);
}
}
11.ActivityStack的resumeTopActivityLocked方法启动home界面
final boolean resumeTopActivityLocked(ActivityRecord prev) {
// Find the first activity that is not finishing.
// 没有已经打开的Activity, next为 null
ActivityRecord next = topRunningActivityLocked(null);
// Remember how we'll process this pause/resume situation, and ensure
// that the state is reset however we wind up proceeding.
final boolean userLeaving = mUserLeaving;
mUserLeaving = false;
if (next == null) {
// There are no more activities! Let's just start up the
// Launcher...
if (mMainStack) {
// 启动lucher应用的锁屏界面
return mService.startHomeActivityLocked();
}
}
12.打开了Luncher应用的Home界面之后，到此Android系统启动完成了。
可以把整个过程总结为如下这张图
