[轉載]Android系統運行機制

發現一篇博文中的圖片很好看，貼在此：

Android的啓動過程可以分爲兩個階段，第一階段是Linux的啓動，第二階段纔是Android的啓動，下面我們分別來了解一下具體的過程。

首先是Linux啓動，這一部分我想就可以略過了，無非是Linux的Bootloader，Kernel，Driver之類的，在這裏唯一要提到的就是ServiceManager，即服務管理器，這個是做爲一個進程在Android加載之前就被啓動了，我們可以從init.rc中看到這個配置項：

service servicemanager /system/bin/servicemanager

ServiceManager是Binder的服務管理守護進程，是Binder的核心，由其使用Binder驅動進行IPC管理，關於IPC通訊的機制，此處不再詳述。在APP和Framework中，應用程序使用的ServiceManager.java就是通過Proxy與這個守護進程進行的通訊。

然後是Android的啓動，接下來要詳細描述的部分。我們還是先看一下init.rc中的配置

service zygote /system/bin/app_process -Xzygote /system/bin –zygote –start-system-server

即linux啓動以後，啓動zygote服務進程，這個進程恰如其名：孵化器，是所有Android應用程序的孵化器。

我們來看一下app_process的代碼，位置是在：

frameworks/base/cmds/app_process/app_main.cpp

在main()函數中有如下代碼：

    if (0 == strcmp("--zygote", arg)) {

        bool startSystemServer = (i < argc) ?

                strcmp(argv[i], "--start-system-server") == 0 : false;

        setArgv0(argv0, "zygote");

        set_process_name("zygote");

        runtime.start("com.android.internal.os.ZygoteInit",

            startSystemServer);

    }

從中可以追蹤到AndroidRuntime，代碼位於：

frameworks/base/core/jni/AndroidRuntime.cpp

在start()函數中有如下代碼：

/* start the virtual machine */

if (startVm(&mJavaVM, &env) != 0)

    goto bail;

     ……

             env->CallStaticVoidMethod(startClass, startMeth, strArray);

即先啓動了虛擬機，然後利用JNI調用了zygoteInit函數。

繼續追蹤到frameworks/base/core/java/com/android/internal/os/ZygoteInit.java的main()函數，代碼如下：

        if (argv[1].equals("true")) {

            startSystemServer();

        } else if (!argv[1].equals("false")) {

            throw new RuntimeException(argv[0] + USAGE_STRING);

        }



        Log.i(TAG, "Accepting command socket connections");



        if (ZYGOTE_FORK_MODE) {

            runForkMode();

        } else {

            runSelectLoopMode();

        }

前一部分是在啓動系統服務，後一部分是雖然是一個條件判斷，但ZYGOTE_FORK_MODE被賦了false，所以進行else分支的runSelectLoopMode()函數，在該函數中，實際上是在一死循環中利用zygoteConnection類通過socket的方式進行消息處理，用於fork出新的zygote，從而以最輕量級的方式實現每個進程一個虛擬機的機制。

繼續來看startSystemServer()，代碼位於：

frameworks/base/services/java/com/android/server/systemserver.java

在其main()函數中調用了init1(args)這個native函數，利用JNI機制，跟蹤至

frameworks/base/services/jni/com_android_server_systemService.cpp，然後到

frameworks/base/cmds/system_server/library/system_init.cpp

在system_init()函數中有如下代碼：

if (strcmp(propBuf, "1") == 0) {

    // Start the SurfaceFlinger

    SurfaceFlinger::instantiate();

}

AndroidRuntime* runtime = AndroidRuntime::getRuntime();



LOGI("System server: starting Android services./n");

runtime->callStatic("com/android/server/SystemServer", "init2");

即完成了SurfaceFlinger的實例化，然後利用運行時的callStatic()函數調用了SystemServer的init2()函數，這個函數位於：

frameworks/base/services/java/com/android/server/SystemServer.java

代碼是：

public static final void init2() {

    Slog.i(TAG, "Entered the Android system server!");

    Thread thr = new ServerThread();

    thr.setName("android.server.ServerThread");

    thr.start();

}

在這個ServerThread線程中，可以看到我們熟悉的Android服務了，比如WallpaperService服務的啓動：

        try {

            Slog.i(TAG, "Wallpaper Service");

            wallpaper = new WallpaperManagerService(context);

            ServiceManager.addService(Context.WALLPAPER_SERVICE, wallpaper);

        } catch (Throwable e) {

            Slog.e(TAG, "Failure starting Wallpaper Service", e);

        }

最後，調用各服務的systemReady()函數通知系統就緒。

至此，系統的啓動過程結束，借用兩張圖來說明問題：

從這裏可以看出，linux的init在啓動若干守護進程之後，就啓動了Android的runtime和zygote，zygote再啓動虛擬機，系統服務，系統服務再啓動完本地服務後，又啓動了若干Android服務，並完成向ServiceManager的註冊工作，最後系統啓動完成。系統的進程空間如下圖所示：