一 Init進程的啓動
init進程，它是一個由內核啓動的用戶級進程。內核自行啓動（已經被載入內存，開始運行，
並已初始化所有的設備驅動程序和數據結構等）之後，就通過啓動一個用戶級程序init的方式，完成引導進程。init始終是第一個進程。
啓動過程就是代碼init.c中main函數執行過程：system\core\init\init.c
在函數中執行了：文件夾建立，掛載，rc文件解析，屬性設置，啓動服務，執行動作，socket監聽……
下面看兩個重要的過程：rc文件解析和服務啓動。
1 rc文件解析
.rc文件是Android使用的初始化腳本文件 （System/Core/Init/readme.txt中有描述：
four broad classes of statements which are Actions, Commands, Services, and Options.）
其中Command 就是系統支持的一系列命令，如：export，hostname，mkdir，mount，等等，其中一部分是 linux 命令，
還有一些是 android 添加的，如：class_start <serviceclass>： 啓動服務，class_stop <serviceclass>：關閉服務，等等。
其中Options是針對 Service 的選項的。
系統初始化要觸發的動作和要啓動的服務及其各自屬性都在rc腳本文件中定義。 具體看一下啓動腳本：\system\core\rootdir\init.rc
在解析rc腳本文件時，將相應的類型放入各自的List中：
\system\core\init\Init_parser.c ：init_parse_config_file( )存入到
action_queue、 action_list、 service_list中，解析過程可以看一下parse_config函數，類似狀態機形式挺有意思。
這其中包含了服務：adbd、servicemanager、vold、ril-daemon、debuggerd、surfaceflinger、zygote、media……
2 服務啓動
文件解析完成之後將service放入到service_list中。
文件解析完成之後將service放入到service_list中。
\system\core\init\builtins.c
Service的啓動是在do_class_start函數中完成：
int do_class_start(int nargs, char **args)
{
service_for_each_class(args[1], service_start_if_not_disabled);
return 0;
}
遍歷所有名稱爲classname，狀態不爲SVC_DISABLED的Service啓動
void service_for_each_class(const char *classname,
void (*func)(struct service *svc))
{
……
}
static void service_start_if_not_disabled(struct service *svc)
{
if (!(svc->flags & SVC_DISABLED)) {
service_start(svc, NULL);
}
}
do_class_start對應的命令：
KEYWORD(class_start, COMMAND, 1, do_class_start)
init.rc文件中搜索class_start：class_start main 、class_start core、……
main、core即爲do_class_start參數classname
init.rc文件中Service class名稱都是main：
service drm /system/bin/drmserver
class main
service surfaceflinger /system/bin/surfaceflinger
class main
於是就能夠通過main名稱遍歷到所有的Service，將其啓動。
do_class_start調用：
init.rc中
on boot //action
class_start core //執行command 對應 do_class_start
class_start main
Init進程main函數中：
system/core/init/init.c中：
int main(){
//掛在文件
//解析配置文件：init.rc……
//初始化化action queue
……
for(;;){
execute_one_command();
restart_processes();
for (i = 0; i < fd_count; i++) {
if (ufds[i].revents == POLLIN) {
if (ufds[i].fd == get_property_set_fd())
handle_property_set_fd();
else if (ufds[i].fd == get_keychord_fd())
handle_keychord();
else if (ufds[i].fd == get_signal_fd())
handle_signal();
}
}
}
}
循環調用service_start，將狀態SVC_RESTARTING啓動， 將啓動後的service狀態設置爲SVC_RUNNING。
pid=fork();
execve();
在消息循環中：Init進程執行了Android的Command，啓動了Android的NativeService，監聽Service的變化需求，Signal處理。
Init進程是作爲屬性服務（Property service），維護這些NativeService。
二 ServiceManager啓動
在.rc腳本文件中zygote的描述：
service servicemanager /system/bin/servicemanager
class core
user system
group system
critical
onrestart restart zygote
onrestart restart media
onrestart restart surfaceflinger
onrestart restart drm
ServiceManager用來管理系統中所有的binder service，不管是本地的c++實現的還是java語言實現的都需要
這個進程來統一管理，最主要的管理就是，註冊添加服務，獲取服務。所有的Service使用前都必須先在servicemanager中進行註冊。
do_find_service( )
do_add_service( )
svcmgr_handler( )
代碼位置：frameworks\base\cmds\servicemanager\Service_manager.c
三 Zygote進程的啓動
Zygote這個進程是非常重要的一個進程，Zygote進程的建立是真正的Android運行空間，初始化建立的Service都是Navtive service.
（1） 在.rc腳本文件中zygote的描述：
service zygote /system/bin/app_process -Xzygote /system/bin --zygote --start-system-server
class main
socket zygote stream 666
onrestart write /sys/android_power/request_state wake
onrestart write /sys/power/state on
onrestart restart media
onrestart restart netd
參數：--zygote --start-system-server
代碼位置：frameworks/base/cmds/app_process/app_main.cpp
上面的參數在這裏就會用上，決定是否要啓動和啓動那些進程。
int main( ){
AppRuntime runtime;
if (zygote) {
runtime.start("com.android.internal.os.ZygoteInit",
startSystemServer ? "start-system-server" : "");
}
}
class AppRuntime : public AndroidRuntime{}；
（2） 接着到了AndroidRuntime類中：
frameworks\base\core\jni\AndroidRuntime.cpp
void start(const char* className, const char* options){
// start the virtual machine Java在虛擬機中運行的
JNIEnv* env;
if (startVm(&mJavaVM, &env) != 0) {
return;
}
//向剛剛新建的虛擬機註冊JNI本地接口
if (startReg(env) < 0) {
return;
}
// jni 調用 java 方法，獲取對應類的靜態main方法
jmethodID startMeth = env->GetStaticMethodID(startClass,
"main","([Ljava/lang/String;)V");
// jni調用 java方法，調用到ZygoteInit類的main函數
jclass startClass = env->FindClass(className);
env->CallStaticVoidMethod(startClass, startMeth, strArray);
}
到了ZygoteInit.java中的靜態main函數中，從C++ ——》JAVA
（3）ZygoteInit
真正Zygote進程:
frameworks\base\core\java\com\android\internal\os\ZygoteInit.java
public static void main(String argv[]) {
//Registers a server socket for zygote command connections
registerZygoteSocket();
//Loads and initializes commonly used classes and
//used resources that can be shared across processes
preload();
// Do an initial gc to clean up after startup
gc();
if (argv[1].equals("start-system-server")) {
startSystemServer();
}
/**
* Runs the zygote process's select loop. Accepts new connections as
* they happen, and reads commands from connections one spawn-request's
* worth at a time.
*/
runSelectLoopMode(); //loop中
/**
* Close and clean up zygote sockets. Called on shutdown and on the
* child's exit path.
*/
closeServerSocket();
}
Zygote就建立好了，利用Socket通訊，接收請求，Fork應用程序進程，進入Zygote進程服務框架中。
四 SystemServer啓動
（1）在Zygote進程進入循環之前，調用了startSystemServer( );
private static boolean startSystemServer(){
/* Request to fork the system server process 孵化新的進程 */
ZygoteConnection.Arguments parsedArgs = null;
pid = Zygote.forkSystemServer(
parsedArgs.uid, parsedArgs.gid,
parsedArgs.gids,
parsedArgs.debugFlags,
null,
parsedArgs.permittedCapabilities,
parsedArgs.effectiveCapabilities);
/* For child process 對新的子進程設置 */
if (pid == 0) {
handleSystemServerProcess(parsedArgs);
}
}
void handleSystemServerProcess(parsedArgs){
closeServerSocket();
//"system_server"
Process.setArgV0(parsedArgs.niceName);
//Pass the remaining arguments to SystemServer.
RuntimeInit.zygoteInit(parsedArgs.targetSdkVersion,
parsedArgs.remainingArgs);
/* should never reach here */
}
（2）RuntimeInit中：
frameworks\base\core\java\com\android\internal\os\RuntimeInit.java
//The main function called when started through the zygote process.
void zygoteInit(int targetSdkVersion, String[] argv){
applicationInit(targetSdkVersion, argv);
}
void applicationInit(int targetSdkVersion, String[] argv){
// Remaining arguments are passed to the start class's static main
invokeStaticMain(args.startClass, args.startArgs);
}
void invokeStaticMain(String className, String[] argv){
Class<?> cl;
cl = Class.forName(className);
//獲取SystemServer的main方法，拋出MethodAndArgsCaller異常
Method m;
m = cl.getMethod("main", new Class[] { String[].class });
int modifiers = m.getModifiers();
throw new ZygoteInit.MethodAndArgsCaller(m, argv);
}
（3）從startSystemServer開始執行並沒有去調用SystemServer的任何方法，
只是通過反射獲取了main方法，付給了MethodAndArgsCaller，並拋出了MethodAndArgsCaller異常。
此異常是在哪裏處理的呢？
回到startSystemServer( )函數的調用處：
在ZygoteInit的main函數中：
public static void main(String argv[]) {
try {
……
if (argv[1].equals("start-system-server")) {
startSystemServer(); //這裏如果拋出異常，跳過下面流程
}
runSelectLoopMode(); //loop中
……
} catch (MethodAndArgsCaller caller) {
caller.run(); //處理的異常
}
}
如果startSystemServer拋出了異常，跳過執行ZygoteInit進程的循環，這是怎麼回事呢？
在startSystemServer中異常是由handleSystemServerProcess拋出，而
pid = Zygote.forkSystemServer( )
/* For child process 僅對新的子進程設置 */
if (pid == 0) {
handleSystemServerProcess(parsedArgs);
}
// Zygote.forkSystemServer根據參數fork 出一個子進程，若成功調用，則返回兩次：
一次返回的是 zygote 進程的 pid ，值大於0；一次返回的是子進程 pid，值等於0否則，出錯返回-1；
caller.run();
MethodAndArgsCaller run函數：調用前面所提到的
//SystemServer main方法
m = cl.getMethod("main", new Class[] { String[].class });
啓動了進程SystemServer。
（4）SystemServer的執行 init1( )
//frameworks\base\services\java\com\android\server\SystemServer.java
public static void main(String[] args) {
System.loadLibrary("android_servers");
/*
* This method is called from Zygote to initialize the system.
* This will cause the native services (SurfaceFlinger, AudioFlinger, etc..)
* to be started. After that it will call back
* up into init2() to start the Android services.
*/
init1(args); //native 完了回調init2( )
}
//init1:
frameworks/base/services/jni/com_android_server_SystemServer.cpp:: android_server_SystemServer_init1( )
中調用：system_init
extern "C" status_t system_init()
{
sp<ProcessState> proc(ProcessState::self());
sp<IServiceManager> sm = defaultServiceManager();
//啓動SurfaceFlinger 和傳感器
property_get("system_init.startsurfaceflinger", propBuf, "1");
SurfaceFlinger::instantiate();
property_get("system_init.startsensorservice", propBuf, "1");
SensorService::instantiate();
// And now start the Android runtime. We have to do this bit
// of nastiness because the Android runtime initialization requires
// some of the core system services to already be started.
// All other servers should just start the Android runtime at
// the beginning of their processes's main(), before calling
// the init function.
AndroidRuntime* runtime = AndroidRuntime::getRuntime();
//回調 com.android.server.SystemServer init2 方法
JNIEnv* env = runtime->getJNIEnv();
jclass clazz = env->FindClass("com/android/server/SystemServer");
jmethodID methodId = env->GetStaticMethodID(clazz, "init2", "()V");
env->CallStaticVoidMethod(clazz, methodId);
//啓動線程池 做爲binder 服務
ProcessState::self()->startThreadPool();
IPCThreadState::self()->joinThreadPool();
return NO_ERROR;
}
ProcessState：
每個進程在使用binder 機制通信時，均需要維護一個ProcessState 實例來描述當前進程在binder 通信時的binder 狀態。
ProcessState 有如下2 個主要功能：
1. 創建一個thread, 該線程負責與內核中的binder 模塊進行通信，稱該線程爲Pool thread ；
2. 爲指定的handle 創建一個BpBinder 對象，並管理該進程中所有的BpBinder 對象。
Pool thread：
在Binder IPC 中，所有進程均會啓動一個thread 來負責與BD 來直接通信，也就是不停的讀寫BD ，
這個線程的實現主體是一個IPCThreadState 對象，下面會介紹這個類型。
下面是Pool thread 的啓動方式：
ProcessState::self()->startThreadPool();
IPCThreadState ：
IPCThreadState 也是以單例模式設計的。由於每個進程只維護了一個ProcessState 實例，同時ProcessState 只啓動一個Pool thread ，
也就是說每一個進程只會啓動一個Pool thread ，因此每個進程則只需要一個IPCThreadState 即可。
Pool thread 的實際內容則爲：
IPCThreadState::self()->joinThreadPool();
（5）SystemServer的執行 init2( )
public static final void init2() {
//建立線程來處理
Thread thr = new ServerThread();
thr.setName("android.server.ServerThread");
thr.start();
}
//看看線程ServerThread裏面都做了什麼事情？
public void run() {
addBootEvent(new String("Android:SysServerInit_START"));
Looper.prepare();
android.os.Process.setThreadPriority(
android.os.Process.THREAD_PRIORITY_FOREGROUND);
//初始化服務，創建各種服務實例，如：電源、網絡、Wifi、藍牙，USB等，
//初始化完成以後加入到 ServiceManager中，
//事我們用 Context.getSystemService (String name) 才獲取到相應的服務
PowerManagerService power = null;
NetworkManagementService networkManagement = null;
WifiP2pService wifiP2p = null;
WindowManagerService wm = null;
BluetoothService bluetooth = null;
UsbService usb = null;
NotificationManagerService notification = null;
StatusBarManagerService statusBar = null;
……
power = new PowerManagerService();
ServiceManager.addService(Context.POWER_SERVICE, power);
……
// ActivityManagerService作爲ApplicationFramework最重要的服務
ActivityManagerService.setSystemProcess();
ActivityManagerService.installSystemProviders();
ActivityManagerService.self().setWindowManager(wm);
// 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.
//系統服務初始化準備就緒，通知各個模塊
ActivityManagerService.self().systemReady(new Runnable() {
public void run() {
startSystemUi(contextF);
batteryF.systemReady();
networkManagementF.systemReady();
usbF.systemReady();
……
// It is now okay to let the various system services start their
// third party code...
appWidgetF.systemReady(safeMode);
wallpaperF.systemReady();
}
});
//
//BOOTPROF
addBootEvent(new String("Android:SysServerInit_END"));
Looper.loop();
}
到這裏系統ApplicationFramework層的XxxServiceManager準備就緒，可以開始跑上層應用了，我們的第一個上層應用HomeLauncher。
HomeActivity又是如何啓動的呢？
Activity的啓動必然和ActivityManagerService有關，我們需要去看看
ActivityManagerService.systemReady( )中都幹了些什麼。
五 Home界面啓動
public void systemReady(final Runnable goingCallback) {
……
//ready callback
if (goingCallback != null)
goingCallback.run();
synchronized (this) {
// Start up initial activity.
// ActivityStack mMainStack;
mMainStack.resumeTopActivityLocked(null);
}
……
}
final boolean resumeTopActivityLocked(ActivityRecord prev) {
// Find the first activity that is not finishing.
ActivityRecord next = topRunningActivityLocked(null);
if (next == null) {
// There are no more activities! Let's just start up the
// Launcher...
if (mMainStack) {
//ActivityManagerService mService;
return mService.startHomeActivityLocked();
}
}
……
}
然後就啓動了Home界面，完成了整個Android啓動流程。
整個過程如下：
