全栈级别梳理-Android系统启动流程

(看完本篇文章可能对你的技术提升并没有什么用,但是会让你更加清楚,手里的这Android机,到底怎么跑起来的。)

尤记的15年9月笔试魅族的时候有一道题目,问ARM芯片开机第一步进入什么模式,如何进入,当时没答得出来。
记得当时笔试完了,同学告诉我是修改CPSR寄存器低五位,进入管理模式。还说上课老师讲过。

后来记得背了整个ARM芯片的启动流程到Boot启动流程,到内核。包括在大华的实习的时候,Boot到内核启动的详细设计文档因为也是我写的,然后至今还有些记忆。

此处梳理不再是以前那种一步一步很详细的了,那得从start.s汇编说起,估计也没有人会问你那一步步的怎么启动的。以下只是一个大概。

Android手机开机执行过程图:

Android开机

从开机到桌面的过程为:

BootloaderKernelInit进程ZygoteSystemServerServiceManagerHome Launcher

进入Launcher即桌面后,便是桌面这个应用程序了,然后你点击一个图标,其实也就是GridView的一个item,便是应用层的跳转啦。

其实上面的七步大致可以这么分:

  • 前三步:linux老一套,几乎所有嵌入式设备都是这么个套路,bsp的同事大致负责这几步的事情
  • 中间三步:Android的Framework,(说这句话的时候让我想到了神盾局特工)
  • 最后一步:Android的应用层逻辑,App开发就在这层了。

Android服务包括系统服务和应用服务,系统服务是指Android系统在启动过程就已经启动实现了的服务,对于系统服务又分为Java服务和本地服务,Java服务是由Java代码编写而成,由SystemServer进程提供,而本地服务是由C/C++实现的服务,由Init进程在系统启动时启动的服务。应用服务是由开发者自行实现的某些特定服务。

Bootloader

当电源按下,引导芯片代码开始从预定义的地方(固化在ROM)开始执行。加载引导程序到RAM,然后执行。
  
  BootLoader是在操作系统内核运行之前运行。可以初始化硬件设备、建立内存空间映射图,从而将系统的软硬件环境带到一个合适状态,以便为最终调用操作系统内核准备好正确的环境。

Kernel

Android内核启动时,会设置缓存、被保护存储器、计划列表,加载驱动。当内核完成系统设置,它首先在系统文件中寻找”init”文件,然后启动root进程或者系统的第一个进程。
  (其实这个就是C语言中的main方法干的事情,看内核源码,你就会看到这些,之后其实是Fork出一个进程)

init进程

init进程,它是一个由内核启动的用户级进程。内核自行启动(已经被载入内存,开始运行,并已初始化所有的设备驱动程序和数据结构等)之后,就通过启动一个用户级程序init的方式,完成引导进程。init始终是第一个进程。

启动过程就是代码init.c中main函数执行过程:system\core\init\init.c在函数中执行了:文件夹建立挂载rc文件解析属性设置启动服务执行动作socket监听……

  • rc文件解析

.rc文件是Android使用的初始化脚本文件 ,Android中有特定的格式以及规则。

Zygote

所有的应用程序进程以及系统服务进程(SystemServer)都是由Zygote进程孕育(fork)出来的,zygote本身是Native应用程序,与驱动内核无关。

我们知道,Android系统是基于Linux内核的,而在Linux系统中,所有的进程都是init进程的子孙进程,也就是说,所有的进程都是直接或者间接地由init进程fork出来的。Zygote进程也不例外,它是在系统启动的过程,由init进程创建的(在系统启动脚本system/core/rootdir/init.rc文件中)。

在Java中,不同的虚拟机实例会为不同的应用分配不同的内存。假如Android应用应该尽可能快地启动,但如果Android系统为每一个应用启动不同的Dalvik虚拟机实例,就会消耗大量的内存以及时间。因此,为了克服这个问题,Android系统创造了”Zygote”。Zygote是一个虚拟器进程,预加载以及初始化核心库类,让Dalvik虚拟机共享代码、降低内存占用和启动时间。

Zygote进程包含两个主要模块:

①. Socket服务端,该Socket服务端用于接收启动新的Dalvik进程命令。

②. Framework共享类及共享资源,当Zygote进程启动后,会装载一些共享类和资源,共享类是在preload-classes文件中定义的,共享资源是在preload-resources文件中定义。因为其他Dalvik进程是由Zygote进程孵化出来的,因此只要Zygote装载好了这些类和资源后,新的Dalvik进程就不需要在装载这些类和资源了,它们共享Zygote进程的资源和类。

Zygote启动分为两个阶段:

①. 虚拟机启动 --- 通过native启动

  • startVm(&mJavaVM, &env)   启动虚拟机

  • onVmCreated(env) 虚拟机启动后的初始化

  • startReg(env) 注册JNI函数

  • env->CallStaticVoidMethod(startClass, startMeth, strArray) 调用ZygoteInit类的main函数开创java世界 
                
    ②. SystemServer进程 --- 通过Java启动

  • registerZygoteSocket()  为zygote进程注册监听socket

  • preload() 加载常用的JAVA类和系统资源

  • startSystemServer() 启动SystemServer进程

  • runSelectLoopMode() 进入循环监听模式

  • closeServerSocket() 进程退出时,关闭socket监听

启动系统服务

Zygote创建新的进程去启动系统服务。你可以在ZygoteInit类的”startSystemServer”方法中找到源代码。

核心服务:

启动电源管理器;

创建Activity管理器;

启动电话注册;

启动包管理器;

设置Activity管理服务为系统进程;

启动上下文管理器;

启动系统Context Providers;

启动电池服务;

启动定时管理器;

启动传感服务;

启动窗口管理器;

启动蓝牙服务;

启动挂载服务。

其他服务:

引导完成

一旦系统服务在内存中跑起来了,Android就完成了引导过程。在这个时候“ACTION_BOOT_COMPLETED”开机启动广播就会发出去啦!

小提示:ACTION_BOOT_COMPLETED不是很靠谱的,有可能过了一两分钟你才能收到。


谢谢大家阅读,如有帮助,来个喜欢或者关注吧!


本文作者:Anderson/Jerey_Jobs

博客地址 : 夏敏的博客/Anderson大码渣/Jerey_Jobs

简书地址 : Anderson大码渣

CSDN地址 : Jerey_Jobs的专栏

github地址 : Jerey_Jobs

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 205,132评论 6 478
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 87,802评论 2 381
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 151,566评论 0 338
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 54,858评论 1 277
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 63,867评论 5 368
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 48,695评论 1 282
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 38,064评论 3 399
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 36,705评论 0 258
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 42,915评论 1 300
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 35,677评论 2 323
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 37,796评论 1 333
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 33,432评论 4 322
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 39,041评论 3 307
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 29,992评论 0 19
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 31,223评论 1 260
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 45,185评论 2 352
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 42,535评论 2 343

推荐阅读更多精彩内容