Android系统启动流程-从开机到启动launcher

Android 系统启动流程

Q1：android系统的层级，由下往上
1、PowerManager - 电量管理，通过BootROM到Boot loader(相当于是一个引导程序),加载kernel驱动，然后拉起用户态的第一个进程：init进程（pid=1）,ps:通过汇编语言拉起的。
2、Linux内核层：linux系统秉持这一切皆文件的原则，在内核层的，都是一些驱动，如display、camera、wifi、usb、蓝牙等等。

3、HAL硬件抽象层
主要作用是向更高级别的JavaAPI框架显示设备硬件功能，当上层api要求访问设备硬件时，将该硬件组件加载为库模块。是硬件和软件之前的抽象。
4、C、C++类库native类库，Android Runtime 。
native类库：以C、C++编写的原生库，对上连接FrameWork层，对下连接HAL层，因为Java类似的高级语言不能直接和机器对话，以及对硬件功能的进一步整合，所以中间加了一层native类库。
Android Runtime：android 运行时环境，由Zygote fork出来的进程，里面的各种 *** 作围绕着android运行时环境进行。如创建虚拟机（其中有很多 *** 作，见后续）、启动java层main函数、释放资源、fork出各种系统服务（核心服务和非核心服务）、启动launcher等。
5、FrameWork层
java api框架。简而言之：就是使用java语言编写的Android 系统的功能集合。
6、应用层：各种常见的手机桌面应用，如系统应用（邮箱、电话、日历、浏览器等等）以及用户自己编写的app。

Q2：android 系统的启动流程：

PowerManager 开机启动Bootloader 引导程序，加载kernel驱动，然后拉起用户态的第一个进程：init进程①，然后在init进程里，会大量的从文件中加载属性，用属性来初始化属性服务（类似于windows注册表）。然后创建解析器(createParser解析方式是逐行解析，把文件以流的形式读到内存中，因为对linux来讲，一切皆文件)，之后在解析的过程中，会解析到init.rc文件，然后再通过解析init.rc，来启动Zygote进程，也可以叫做Zygote服务进程。这个就是孵化器。
接下来Zygote会fork出一个子进程，在子进程里启动app_main.cpp的main函数，在这里会启动AndroidRuntime (Android Runtime.start)，这时候就来到了我们熟悉的android的世界。在ART里面，会创建android 虚拟机，注册创建线程的函数、启动java层ZygoteInit的main函数，也会释放资源，进行GC、另外还会再fork出SystemServer进程，启动一系列的系统服务，包括AMS、BatteryService等，以及其他非核心服务。这些都启动完了以后，开启Looper.loop。
最后启动Launcher,来到桌面。

Q3 init进程里面做了什么

① 挂在文件，创建目录（pis,socket selinux等等）
② 初始化内核日志
③ single-handler-init 信号量

④ 初始换和启动属性服务-类似于window的注册表
⑤ 通过LoadBootScript，创建解析器，去解析很多服务，然后在这里，会解析到解析init.rc文件， init${ro.zygote}.rc,这个rc文件可能会存在很多个，比如32位的，64位的，已经主从模式的。
第五步，具体是怎么解析的呢：LoadBootScript，createParser创建解析器，然后去解析文件：getProperty(“ro.boot.init_rc”) -> parseConfig -> ParseConfigFile(文件路径) ->parseData 把文件以流的形式加载到内存中，然后parseSelection逐行解析 ，解析完成后add到列表中。

init进程：用户态的第一个进程

Zygote进程是怎么启动的？

是通过init进程fork出来的，那么问题来了，什么是fork呢？
answer：通过一个旧的进程，创建一个新的进程。类似于复制。fork的时候，代码里会返回两次，如果返回值>0，表示代码在父进程里面执行，如果是=0.表示在子进程里面执行。fork的特点：
1、当两个进程啥事都不干的时候，可以看做是一样的。
2、写时拷贝：复制的时候只会复制当前的活动线程到新的进程中去。这里就可能会导致死锁。
3、孤儿进程：fork的宿主，也就是它老爸挂了。
4、僵尸进程：没死透，还有线程。

事情发展到现在，Zygote进程已经启动了，它的主文件是app_main.cpp，在这个main方法里，它做了一件非常重要的事情：(AndroidRuntime)runtime.start。启动了android的运行时环境 奥力给。

Zygote进程里做了哪些事（在app_main.cpp里面）：

1、startAndroidRuntime
2、启动ZygoteInit.java 进入java的世界 ，这里创建了Zygote的服务端，并且通过preload 加载一系列的资源到内存中。
–> prelpadResource: 加载color/drawable 等
–> 加载openGL
–> 加载TextRes
3、调用ZygoteServer类的registerServerSocket方法创建一个Zygote的socket，用来和AMS通信。（为什么不用binder：这时候binder还没有起来。）
4、forkSystemserver，通过Zygote进程去fork SystemServer服务进程
–>createSystemCotext 创建系统上下文
–>启动引导服务：在这个时候，又有了一个主角闪亮登场，他就是：AMS，BatteyService等
–>启动其他各种五花八门的服务，如input输入服务等
–>服务都启动完以后。开启Looper.loop，使自己进入侦听状态。
5、启动launcher！！！，铁子们。

在AndroidRuntime.start方法里面，主要做了哪些事？

1、设置各种启动参数，如堆空间大小等。启动虚拟机！ 启动虚拟机！！ 启动虚拟机！！！
—>启动虚拟机的时候做了哪些事：
创建堆空间
Attach main 主线程
创建虚拟机对象 （是一个结构体）
创建类连接器等等
2、调用startReg()函数注册jni方法
3、注册创建线程函数

一个小小的问题，app fork的对象是Zygote进程，为什么不是init进程，也不是SystemServer进程？
A：如果从init进程fork，这时候它很多事情都还没开始做 ，app需要资源也还没有加载，这样就会比较慢，而如果是从SystemServer进程去fork，有很多服务对app来讲是不一定需要的，也会浪费资源。