Android Framework內部啓動流程

App啓動過程導圖

點擊桌面App圖標,Launcher進程採用Binder IPC向system_server進程發起startActivity請求
system_server進程接收到請求後,向zygote進程發送創建進程的請求
Zygote進程fork出新的子進程,即App進程
App進程,通過Binder IPC向sytem_server進程發起attachApplication請求
system_server進程在收到請求後，進行一系列準備工作後,再通過binder IPC向App進程發送scheduleLaunchActivity請求
App進程的binder線程（ApplicationThread）在收到請求後,通過handler向主線程發送LAUNCH_ACTIVITY消息
主線程在收到Message後，通過發射機制創建目標Activity,並回調Activity.onCreate()等方法
App便正式啓動，開始進入Activity生命週期，執行完onCreate/onStart/onResume方法，UI渲染結束後便可以看到App的主界面

Android開機流程導圖

BootLoader引導

當按開機鍵的時候，引導芯片開始從固化在ROM的預設代碼開始執行，然後加載引導程序到RAM
BootLoader，又稱爲引導程序。它是在操作系統運行之前運行的一段程序
BootLoader負責初始化軟件運行所需要的最小硬件環境，最後加載內核到內存

啓動Kernel

這個入口的函數是start_kernel函數
start_kernel函數執行到最後調用了reset_init函數進行後續的初始化
start_kernel最終啓動用戶空間的init程序

啓動Android

當初始化內核之後，init進程負責解析init.rc配置文件, 就會啓動一個相當重要的祖先進程，也就是init進程，在Linux中所有的進程都是由init進程直接或間接fork出來的

* /system/bin/app_process_Zygote服務啓動的進程名
* --start-system-server 表明Zygote啓動完成後，需要啓動System_Server進程
* socket zygote stream 666在Zygote啓動時，創建一個權限爲666的socket。此socket用來請求zygote創建新進程
* socket的fd保存在名稱爲"ANDROID_SOCKET_zygote"的環境變量中

init進程負責創建系統中最關鍵的幾個核心daemon(守護)進程，尤其是zygote和System_Server進程

1. zygote進程 android啓動的第一個Dalvik 虛擬機，它將負責啓動Java世界的進程
2. zygote虛擬機啓動子進程system_server，同時也可以看出zygote中定義了一個Socket,綁定666端口，用於接收ActivityManagerService啓動應用程序的請求
3. System_Server進程  Binder通信的基礎，它還提供了property service（屬性服務），類似於windows系統的註冊表服務
4. 系統裏面重要的服務都是在這個進程裏面開啓的，例如AMS, WindowsManager, PackageManagerService等等都是由這個System_Server fork出來的
5. 在System_Server進程開啓的時候，就會初始化ActivityManagerService 。同時，會加載本地系統的服務庫，調用createSystemContext()創建系統上下文，創建ActivityThread及開啓各種服務等等
6. system_server中開啓了核心系統服務，並將系統服務添加到ServiceManager中，然後系統進入SystemReady狀態

啓動Home Activity

在systemReady狀態，ActivityManagerService會與zygote的Socket通信，請求啓動Home
zygote收到AMS的連接請求後，執行runSelectLoopMode處理請求
zygote處理請求會通過forkAndSpecialize啓動新的應用進程，並最終啓動Home

概況
1. 系統加電，執行bootloader。Bootloader負責初始化軟件運行的最小硬件環境，最後加載內核到內存
2. 內核加載到內存後，進入內核引導階段，在內核引導的最後，調用start_kernel進入內核啓動階段。start_kernel最終啓動用戶空間的init程序
3. init負責解析init.rc配置文件，開啓系統守護進程。2個最重要的守護進程是zygote進程和serverManager進程。zygote是android啓動的第一個Dalvik虛擬機，ServiceManager服務是Binder通信的基礎
4. zygote虛擬機啓動子進程system_server，在system_server中啓動了核心系統服務，並將系統服務添加到ServiceManager中，然後系統進入SystemReady狀態
5. 在SystemReady狀態，ActivityManagerService與zygote中的socket通信，通過zygote啓動home應用，進入系統界面

* 從步驟3開始, init啓動後，上層的實現
1. init啓動的核心Daemon服務包括Android的第一個Dalvik虛擬機Zygote
2. zygote定義一個socket,用於接受ActivityManangerService啓動應用的請求
3. zygote通過fork系統調用創建system_server進程
4. 在system_server進程中，將會啓動系統核心服務以及其他服務
5. 系統服務啓動後會註冊到ServiceManager中，用於Binder通信
6. ActivityManagerService進入systemReady狀態
7. 在systemReady狀態,ActivityManangerService會與zygote的Socket通信，請求啓動Home
8. zygote收到AMS的連接請求後，執行runSelectLoopMode處理請求
9. zygote處理請求會通過forkAndSpecialize啓動新的應用進程，並最終啓動Home

Handler機制與底層實現原理

概念：

Message - Message代表一個行爲what或者一串動作Runnable, 每一個消息在加入消息隊列時,都有明確的目標Handler
ThreadLocal - 線程本地存儲區（Thread Local Storage，簡稱爲TLS），每個線程都有自己的私有的本地存儲區域，不同線程之間彼此不能訪問對方的TLS區域。ThreadLocal的作用是提供線程內的局部變量TLS,這種變量在線程的生命週期內起作用,每一個線程有他自己所屬的值(線程隔離)
MessageQueue (C層與Java層都有實現) - 以隊列的形式對外提供插入和刪除的工作, 其內部結構是以雙向鏈表的形式存儲消息的
Looper (C層與Java層都有實現) - Looper是循環的意思,它負責從消息隊列中循環的取出消息然後把消息交給Handler處理
Handler - 消息的真正處理者, 具備獲取消息、發送消息、處理消息、移除消息等功能

普通的線程是沒有looper的，如果需要looper對象，那麼必須要先調用Looper.prepare方法，而且一個線程只能有一個looper
Handler是如何完成跨線程通信的

* Android中採用的是Linux中的管道通信
* 關於管道，簡單來說，管道就是一個文件
* 在管道的兩端，分別是兩個打開文件文件描述符，這兩個打開文件描述符都是對應同一個文件，其中一個是用來讀的，別一個是用來寫的
* 消息隊列創建時，會調用JNI函數，初始化NativeMessageQueue對象。NativeMessageQueue則會初始化Looper對象
* Looper的作用就是，當Java層的消息隊列中沒有消息時，就使Android應用程序主線程進入等待狀態，而當Java層的消息隊列中來了新的消息後，就喚醒Android應用程序的主線程來處理這個消息

整個消息機制流程

Handler通過sendMessage()發送Message到MessageQueue隊列
Looper通過loop()，不斷提取出達到觸發條件的Message，並將Message交給target來處理
經過dispatchMessage()後，交回給Handler的handleMessage()來進行相應地處理
將Message加入MessageQueue時，處往管道寫入字符，可以會喚醒loop線程；如果MessageQueue中沒有Message，並處於Idle狀態，則會執行IdelHandler接口中的方法，往往用於做一些清理性地工作

ContentProvider原理

Android繪製原理

Activity的window組成，Activity內部有個Window成員，它的實例爲PhoneWindow，PhoneWindow有個內部類是DecorView，這個DecorView就是存放佈局文件的，裏面有TitleActionBar和我們setContentView傳入進去的layout佈局文件

Window類時一個抽象類，提供繪製窗口的API
PhoneWindow是繼承Window的一個具體的類，該類內部包含了一個DecorView對象，該DectorView對象是所有應用窗口(Activity界面)的根View
DecorView繼承FrameLayout，裏面id=content的就是我們傳入的佈局視圖
ContentView必須是一個ViewGroup
ViewGroup 開始遞歸執行以下邏輯進行繪製

+ measure, 遞歸測量view的大小。有3種測量模式
    - MeasureSpec.EXACTLY表示確定大小
    - MeasureSpec.AT_MOST表示最大大小
    - MeasureSpec.UNSPECIFIED不確定
+ layout，遞歸佈局view的位置
+ draw，遞歸繪製view
    - ViewRootImpl中的代碼會創建一個Canvas對象，然後調用View的draw()方法來執行具體的繪製

AsyncTask源碼分析

Binder機制及底層實現

進程空間分配

進程間，用戶空間的數據不可共享，所以用戶空間 = 不可共享空間
進程間，內核空間的數據可共享，所以內核空間 = 可共享空間
進程內用戶與內核進行交互稱爲系統調用

Binder跨進程通信（IPC）的原理

先通過進程間的內核空間進行數據交互
再通過進程內的用戶空間&內核空間進行數據交互，從而實現進程間的用戶空間的數據交互
而Binder，就是充當連接兩個進程(內核空間)的通道

使用步驟：
註冊服務

* Server進程向Binder驅動發起服務註冊請求
* Binder驅動將註冊請求轉發給ServiceManager進程
* ServiceManager進程添加該服務
* 此時ServiceManager進程擁有該服務信息

獲取服務

* Client向Binder驅動發起獲取服務的請求，傳遞要獲取的服務名稱(service name)
* Binder驅動將該請求轉發給ServiceManager進程
* ServiceManager查找到Client需要的Server對應的服務信息
* 通過Binder驅動將上述服務信息返回給Client進程
* 此時client進程與server進程已經建立了連接

使用服務

* Client進程將參數數據發到Server進程
    1. client 進程將需要的傳送的數據放到client進程的共享內存;(當前線程被掛起)
    2. Binder驅動從client的共享內存中讀取數據，並根據ServiceManager進程裏面的Server信息找到對應的Server進程
    3. Binder驅動將數據copy到Server進程的共享內存裏，並通知Server進程解包
* Server進程根據Client進程要求，調用目標方法
    1. 接到Binder驅動通知後，Server進程從線程池中取出線程，進行數據解包和調用目標方法
    2. 將最終方法結果寫到自己的共享內存
* Server進程將目標方法的結果，返回給Client進程
    1. Binder驅動程序將Server進程的共享內存裏面的數據(方法執行結果) copy 到client進程的共享內存
    2. 通知client進程獲得返回結果(此時client進程之前被掛起的線程被重新喚醒)

Client進程、Server進程 & Service Manager 進程之間的交互都必須通過Binder驅動（使用 open 和 ioctl文件操作函數），而非直接交互
Client進程、Server進程 & Service Manager進程屬於進程空間的用戶空間，不可進行進程間交互
Binder驅動屬於進程空間的內核空間，可進行進程間 & 進程內交互

Binder驅動 & Service Manager進程屬於 Android基礎架構（即系統已經實現好了）；而Client 進程和 Server 進程屬於Android應用層（需要開發者自己實現）

ActivityThread工作原理

Window 、WMS的工作原理

ThreadLocal原理，實現及如何保證Local屬性

每個Thread維護一個ThreadLocalMap映射表，這個映射表的key是ThreadLocal實例本身，value是真正需要存儲的Object

Android線程有沒有上限

android本身就是linux系統所以查看命令和linux一樣

Android內存限制

dalvik.vm.heapstartsize 表示初始內存大小是8m
dalvik.vm.heapgrowthlimit 表示標準內存大小是96m 一般應用都是這麼大
dalvik.vm.heapsize 表示在manifest配置文件中application標籤下配置 android:largeHeap="true"時的內存大小

Android apk大小限制

apk安裝包大小理論上沒有限制。但是各個應用商店爲了有大小限制google play 要求小於50M , 擴展包可以擴展到2g
壓測: 800M的apk是沒問題的只是安裝的時間比較長。1.6G的apk包則把手機弄死機

線程池有沒有上限

ThreadPoolExecutor構造函數的maximumPoolSize決定

AndroidToast原理分析

Art和Dalvik對比

ART 的機制與 Dalvik 不同。在Dalvik下，應用每次運行的時候，字節碼都需要通過即時編譯器（just in time ，JIT）轉換爲機器碼，這會拖慢應用的運行效率，而在ART 環境中，應用在第一次安裝的時候，字節碼就會預先編譯成機器碼，使其成爲真正的本地應用。這個過程叫做預編譯（AOT,Ahead-Of-Time）。這樣的話，應用的啓動(首次)和執行都會變得更加快速。

BlockCanaryEx原理

即整個應用的主線程，只有這一個looper，不管有多少handler，最後都會回到這裏

public static void loop() {
    ...

    for (;;) {
        ...

        // This must be in a local variable, in case a UI event sets the logger
        Printer logging = me.mLogging;
        if (logging != null) {
            logging.println(">>>>> Dispatching to " + msg.target + " " +
                    msg.callback + ": " + msg.what);
        }

        msg.target.dispatchMessage(msg);

        if (logging != null) {
            logging.println("<<<<< Finished to " + msg.target + " " + msg.callback);
        }

        ...
    }
}

設置Printer對象,判斷是否超過預期時間，notifyLog

Android Framework內部啓動流程

App啓動過程導圖

Android開機流程導圖

BootLoader引導

啓動Kernel

啓動Android

啓動Home Activity

Handler機制與底層實現原理

整個消息機制流程

ContentProvider原理

Android繪製原理

AsyncTask源碼分析

Binder機制及底層實現

ActivityThread工作原理

Window 、WMS的工作原理

ThreadLocal原理，實現及如何保證Local屬性

Android線程有沒有上限

Android內存限制

Android apk大小限制

線程池有沒有上限

AndroidToast原理分析

Art和Dalvik對比

BlockCanaryEx原理

Android GC探究

虛擬機原理，如何自己設計一個虛擬機(內存管理，類加載，雙親委派)

對於Activity 的 onCreate 等生命週期的函數爲什麼不會因爲 Looper.loop()裏的死循環卡死而永無機會執行

View 的繪製到底是怎樣完成的，它又爲什麼不會因爲 Looper.loop()裏的死循環卡死而永無機會刷新

子線程真的不能刷新UI

HTML頁面關於高分屏的設置

北歐瑞典挪威芬蘭瑞士TikTok海外網紅與YouTube博主的合作模式

歐洲英國德國法國TikTok與YouTube海外網紅達人的完美合作策略

druid數據源 xml配置

SELinux權限問題解決方法

軟件與硬件之間的交互流程

Java代碼到機器碼

Repo 使用詳解

Android 深入理解AIL語言與init.rc文件

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linux以太網驅動總結