详解 Android 系统启动过程

鉴客 发布于 2011/09/15 10:53
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Android的启动过程可以分为两个阶段,第一阶段是Linux的启动,第二阶段才是Android的启动,下面我们分别来了解一下具体的过程。

首先是Linux启动,这一部分我想就可以略过了,无非是Linux的Bootloader,Kernel,Driver之类的,在这里唯一要提到 的就是ServiceManager,即服务管理器,这个是做为一个进程在Android加载之前就被启动了,我们可以从init.rc中看到这个配置 项:

service servicemanager /system/bin/servicemanager

ServiceManager是Binder的服务管理守护进程,是Binder的核心,由其使用Binder驱动进行IPC管理,关于IPC通讯 的机制,此处不再详述。在APP和Framework中,应用程序使用的ServiceManager.java就是通过Proxy与这个守护进程进行的 通讯。

然后是Android的启动,接下来要详细描述的部分。我们还是先看一下init.rc中的配置

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

即linux启动以后,启动zygote服务进程,这个进程恰如其名:孵化器,是所有Android应用程序的孵化器。

我们来看一下app_process的代码,位置是在:

frameworks/base/cmds/app_process/app_main.cpp

在main()函数中有如下代码:

        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);
 
        }

从中可以追踪到AndroidRuntime,代码位于:

frameworks/base/core/jni/AndroidRuntime.cpp

在start()函数中有如下代码:

    /* start the virtual machine */
    if (startVm(&mJavaVM, &env) != 0)
        goto bail;
         ……
     env->CallStaticVoidMethod(startClass, startMeth, strArray);

即先启动了虚拟机,然后利用JNI调用了zygoteInit函数。

继续追踪到frameworks/base/core/java/com/android/internal/os/ZygoteInit.java的main()函数,代码如下:

    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();
    }

前一部分是在启动系统服务,后一部分是虽然是一个条件判断,但ZYGOTE_FORK_MODE被赋了false,所以进行else分支的 runSelectLoopMode()函数,在该函数中,实际上是在一死循环中利用zygoteConnection类通过socket的方式进行消息 处理,用于fork出新的zygote,从而以最轻量级的方式实现每个进程一个虚拟机的机制。

继续来看startSystemServer(),代码位于:

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

在其main()函数中调用了init1(args)这个native函数,利用JNI机制,跟踪至

frameworks/base/services/jni/com_android_server_systemService.cpp,然后到

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

在system_init()函数中有如下代码

    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的实例化,然后利用运行时的callStatic()函数调用了SystemServer的init2()函数,这个函数位于:

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

代码是:

public static final void init2() {
        Slog.i(TAG, "Entered the Android system server!");
        Thread thr = new ServerThread();
        thr.setName("android.server.ServerThread");
        thr.start();
}

在这个ServerThread线程中,可以看到我们熟悉的Android服务了,比如WallpaperService服务的启动:

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);
}

最后,调用各服务的systemReady()函数通知系统就绪。

至此,系统的启动过程结束

从这里可以看出,linux的init在启动若干守护进程之后,就启动了Android的runtime和zygote,zygote再启动虚拟机,系统 服务,系统服务再启动完本地服务后,又启动了若干Android服务,并完成向ServiceManager的注册工作,最后系统启动完成。系统的进程空 间如下图所示:

可见,由zygote孵化器为各进程以写时复制的方式用最小的代价实现了虚拟机。

至此,系统的启动过程结束,借用两张图来说明问题:

从这里可以看出,linux的init在启动若干守护进程之后,就启动了Android的runtime和zygote,zygote再启动虚拟机,系统服务,系统服务再启动完本地服务后,又启动了若干Android服务,并完成向ServiceManager的注册工作,最后系统启动完成。系统的进程空间如下图所示:

可见,由zygote孵化器为各进程以写时复制的方式用最小的代价实现了虚拟机。

本文来自CSDN博客
http://blog.csdn.net/caowenbin/archive/2010/12/31/6110751.aspx

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