Android应用程序启动流程总结

AMS主要功能：

AMS是Android中最核心的服务，主要负责系统中四大组件的启动、切换、调度及应用进程的管理和调度等工作。还负责启动或杀死应用程序的进程。

WMS主要功能：

为所有窗口分配Surface。

管理Surface的显示顺序、尺寸、位置。

管理窗口动画。

输入系统相关：WMS是派发系统按键和触摸消息的最佳人选，当接收到一个触摸事件，它需要寻找一个最合适的窗口来处理消息。

PWS主要功能：

PMS 用来管理跟踪所有应用APK，包括安装，卸载，解析，控制权限等。

SystemServer也是一个进程，包括AMS、PMS、WMS等等。

zygote意为“受精卵“。Android是基于Linux系统的，而在Linux中，所有的进程都是由init进程直接或者是间接fork出来的，zygote进程也不例外。

App进程是用户点击桌面icon时，通过Launcher进程请求SystemServer，再调用Zygote孵化的。

①点击启动一个App，Launcher进程采用Binder IPC向ActivityManagerService发起startActivity请求；

②ActivityManagerService接收到请求后，向zygote进程发送创建进程的请求；

③Zygote进程fork出新的子进程，即App进程；

④App进程通过Binder IPC向sytem_server进程发起绑定Application请求；

⑤system_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；

⑥App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；

⑦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。

⑧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。

备注：

Launcher，PMS，Zygote，App进程是三个独立的进程，相互通信就需要使用进程间通信机制。与Zygote通信是使用的socket通信，Launcher，PMS，App进程间使用的是Binder机制。

翻译自： https://android.jlelse.eu/android-application-launch-explained-from-zygote-to-your-activity-oncreate-8a8f036864b

这篇文章讲解当用户点击应用图标时，安卓如何启动你的应用。安卓系统做了很多幕后工作，来使得你的launch activity对用户可见。本文通过重要阶段的讲解和调用序列详细讲解这一过程。

安卓应用在这两个方面是独特的：

多个入口点 ：Android应用程序由不同的组件组成，它们可以调用其他应用程序拥有的组件。这些组件大致对应于任何应用程序的多个入口点。因此，它们不同于具有像main（）方法那样的单个入口点的传统应用程序。

拥有自己的小世界 ：每个Android应用程序都生活在自己的世界中，它在单独的进程中运行，拥有自己的Dalvik VM实例，并分配有唯一的用户ID。

必要时会启动Android进程。

每当用户或其他系统组件请求执行属于您应用程序的组件（可能是服务，活动或意图接收器）时，Android系统都会为您的应用程序启动一个新进程（如果尚未运行）。通常，进程一直运行直到被系统杀死。应用程序流程是按需创建的，在您看到应用程序的启动活动启动并运行之前，发生了许多事情。

每个应用程序都在其自己的进程中运行 ：默认情况下，每个Android应用程序都在其自己的Android进程中运行，而这个进程只不过是一个Linux进程，而该进程首先需要一个执行线程。例如，当您单击电子邮件中的超链接时，网页将在浏览器窗口中打开。您的邮件客户端和浏览器是两个单独的应用程序，它们分别在两个单独的进程中运行。click事件使Android平台启动新进程，以便它可以在其自身进程的上下文中实例化浏览器活动。这对于应用程序中的任何其他组件同样适用。

让我们退后一会儿，快速浏览一下系统启动过程。与大多数基于Linux的系统一样，启动加载程序在启动时将加载内核并启动init进程。然后，init会生成称为“守护程序”的低级Linux进程，例如android debug守护程序，USB守护程序等。这些守护程序通常处理低级硬件接口，包括无线电接口。

然后，初始化过程会启动一个非常有趣的过程，称为“zygote'。

顾名思义，这是其余Android应用程序的开始。这是初始化Dalvik虚拟机的第一个实例的过程。它还预加载Android应用程序框架和系统上安装的各种应用程序使用的所有常见类。因此，它准备进行复制。它统计侦听套接字接口上的将来请求，以产生新的虚拟机（VM）来管理新的应用程序进程。收到新请求后，它会分叉以创建一个新进程，该进程将获取预先初始化的VM实例。

zygote之后，init启动运行时过程。

然后zygote分叉以启动一个名为System server的托管良好的进程。系统服务器在其自己的上下文中启动所有核心平台服务，例如活动管理器服务和硬件服务。

此时，完整的堆栈已准备就绪，可以启动第一个应用程序流程-主页应用程序，该应用程序显示主屏幕（也称为启动器应用程序）。

click事件被转换为 startActivity（intent）， 并通过Binder IPC路由到 ActivityManagerService 。ActvityManagerService执行多个步骤

如您所见，当用户单击图标并启动新应用程序时，许多事情发生在幕后。这是全图：

流程创建：

ActivityManagerService 通过调用 startProcessLocked（） 方法创建一个新进程，该方法通过套接字连接将参数发送到Zygote进程。Zygote派生自己并调用 ZygoteInit.main（） ，然后实例化 ActivityThread 对象并返回新创建的进程的进程ID。

默认情况下，每个进程都有一个线程。主线程有一个 Looper 实例来处理来自消息队列的消息，并且它在 run（） 方法的每次迭代中都调用 Looper.loop（） 。 Looper 的工作是从消息队列中d出消息并调用相应的方法来处理它们。然后，ActivityThread通过随后调用 Looper.prepareLoop（） 和 Looper.loop（）来 启动消息循环。

以下序列详细捕获了调用序列：

<figcaption class="jv jw di dg dh jx jy bo b fc cp ga" data-selectable-paragraph="" style="box-sizing: inheritfont-weight: 400font-family: sohne, "Helvetica Neue", Helvetica, Arial, sans-serifline-height: 20pxmargin-left: automargin-right: automax-width: 728pxfont-size: 14pxcolor: rgb(117, 117, 117)margin-top: 10pxtext-align: center">Android应用启动：单击事件以执行Looper调用顺序</figcaption>

应用程序绑定：

下一步是将此新创建的过程附加到特定应用程序。这是通过在线程对象上调用 bindApplication（） 来完成的。此方法将 BIND_APPLICATION 消息发送到消息队列。该消息由 Handler 对象检索，该对象随后调用 handleMessage（） 方法以触发特定于消息的 *** 作 -handleBindApplication（） 。此方法调用 makeApplication（） 方法，该方法将应用程序特定的类加载到内存中。

下图描述了该调用序列。

<figcaption class="jv jw di dg dh jx jy bo b fc cp ga" data-selectable-paragraph="" style="box-sizing: inheritfont-weight: 400font-family: sohne, "Helvetica Neue", Helvetica, Arial, sans-serifline-height: 20pxmargin-left: automargin-right: automax-width: 728pxfont-size: 14pxcolor: rgb(117, 117, 117)margin-top: 10pxtext-align: center">Android应用启动：BIND_APPLICATION消息处理</figcaption>

启动活动：

在上一步之后，系统包含负责应用程序的进程，并将应用程序类加载到进程的私有内存中。在新创建的流程和现有流程之间，启动活动的调用顺序很常见。

实际的启动过程从 realStartActivity（） 方法开始， 该 方法在应用程序线程对象上调用 sheduleLaunchActivity（） 。此方法将 LAUNCH_ACTIVITY 消息发送到消息队列。该消息由 handleLaunchActivity（） 方法处理，如下所示。

假设用户单击“视频浏览器”应用程序。启动该活动的调用顺序如图所示。

<figcaption class="jv jw di dg dh jx jy bo b fc cp ga" data-selectable-paragraph="" style="box-sizing: inheritfont-weight: 400font-family: sohne, "Helvetica Neue", Helvetica, Arial, sans-serifline-height: 20pxmargin-left: automargin-right: automax-width: 728pxfont-size: 14pxcolor: rgb(117, 117, 117)margin-top: 10pxtext-align: center">Android应用启动： LAUNCH_ACTIVITY消息处理 </figcaption>

该活动通过 onCreate（） 方法调用开始其托管生命周期。该活动通过 onRestart（） 调用进入前台，并通过 onStart（） 调用开始与用户进行交互。

本文主要是基于android10.0.0来讲述下WMS的启动流程

WMS作为系统的一个关键服务其是在SystemServer.java::startOtherServices中启动的

WMS主要有下面几个作用

1：应用程序通过WMS向SurfaceFinger申请surface,surface代表的是绘图表面，应用程序绘制都必须在绘图表面上

2：管理窗口的层级，一个窗口一般在WMS端都是一个WindowState，其是有层级区分的，其有baseLayer和subLayer两个值共同确定

3：窗口动画：WindowAnimator

其中上面有一个比较重要的对象PhoneWindowManager,主要是负责窗口管理的各种策略

WindowManagerPolicy mPolicy---------------->对应的实现类PhoneWindowManager,主要是窗口管理的策略和按键的处理

final ActivityManagerInternal mAmInternal------>对应的是AMS,持有AMS对象

final ActivityTaskManagerInternal mAtmInternal--->管理Task的，android10.0新增

final ArraySet<Session>mSessions = new ArraySet<>()---->会话，主要是建立和surfaceFinger的连接

final WindowHashMap mWindowMap = new WindowHashMap()---->缓存windowstate

AMS,WMS之间数据是对应的，通过token值可以在AMS,WMS,应用程序之后来唯一确定一组Window,token是关联着一组窗口的，可能有多个WindowState的token值是相同的

整个启动过程涉及3个线程: system_server主线程, “android.display”, “android.ui”, 整个过程是采用阻塞方式(利用Handler.runWithScissors)执行的. 其中WindowManagerService.mH的Looper运行在 “android.display”进程，也就意味着WMS.H.handleMessage()在该线程执行。

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