Android系统启动流程

Android系统完整的启动过程，从系统层次角度可分为 Linux 系统层、Android 系统服务层、Zygote进程模型三个阶段；从开机到启动 Home Launcher 完成具体的任务细节可分为七个步骤，下面就从具体的细节来解读 Android 系统完整的初始化过程。

• Loader（加载引导程序Boot Loader）
• Kernel（Linux内核层）
• Native（init进程）
• Framework（Zygote进程/SystemServer进程）
• Application（应用层/Launcher进程）

第一阶段是Linux的启动： Bootloader，Kernel，Driver等
第二阶段是真正的Android的启动

整体流程概括为：启动BootLoader->加载系统内核->启动Init进程->启动Zygote进程->启动Runtime进程->启动本地服务->启动Home Launcher

1、按下电源键进行系统启动：
触发引导芯片，加载预定义代码，启动引导程序BootLoader

2、启动BootLoader引导程序：
它是一个Android系统启动前运行的一个小程序，用来拉起OS并运行

3、启动linux内核：
设置缓存、被保护存储器、计划列表、加载驱动、完成系统设置，设置完后会找到系统文件init.rc启动init进程

4、启动init进程：
初始化并启动属性服务，启动zygote进程

5、启动zygote进程孵化器：
创建JVM，注册JNI，创建服务端的socket，启动systemServer进程

6、启动systemServer进程：
启动binder线程池和systemServerManager，启动各种系统服务，如AMS、WMS等

7、启动Launcher：
由AMS启动，启动后会显示已安装应用的快捷图标

具体详细过程如下 ：

1、启动电源以及系统启动
        当电源按下时引导芯片从预定义的地方（固化在ROM）开始执行。加载引导程序BootLoader到RAM中，然后执行。

2、引导程序BootLoader
        引导程序BootLoader是在Android操作系统开始运行前的一个小程序，它的主要作用是将AndroidOS拉起来。

3、Linux内核启动
        当内核启动时，设置缓存、被保护存储器、计划列表、加载驱动。当内核完成系统设置后，它首先会在系统文件中寻找init.rc文件，并启动init.rc进程。

4、init进程启动
        init进程启动做了很多工作，但是总的来说主要就是做了一下三件事：

        （1）创建和挂载启动所需文件目录。 

        （2）初始化和启动系统属性服务。

        （3）解析init.rc配置文件并启动Zygote进程。

5、Zygote进程启动
          创建Java虚拟机并为Java虚拟机注册JNI方法；创建服务端Socket；预加载类和资源；启动SystemServer进程；等待AMS请求创建新的应用进程。

6.、SystemServer进程启动
        创建并启动Binder线程池，这样可以和其他进程进行通信。

        创建SystemServiceManager，其用于对系统的服务进行创建、启动和生命周期的管理。

        启动系统中的各种服务。包括我们熟悉的AMS、PMS、WMS。

7、Launcher启动
        被SystemServer启动的AMS会启动Launcher，Launcher启动后会将已安装应用的图标显示在桌面上。

其流程图如下所示：

应用（APP）启动流程   

    1、点击启动一个App，Launcher进程采用Binder IPC向ActivityManagerService发起startActivity请求；

    2、ActivityManagerService接收到请求后，向zygote进程发送创建进程的请求；Zygote进程fork出新的子进程，即App进程；

    3、App进程通过Binder IPC向sytem_server进程发起绑定Application请求；

    4、system_server进程在收到请求后，进行一系列准备工作后，再通过binder IPC向App进程发送scheduleLaunchActivity请求；

    5、App进程的binder线程（ApplicationThread）在收到请求后，通过handler向主线程发送LAUNCH_ACTIVITY消息；

   6、主线程在收到Message后，通过发射机制创建目标Activity，并回调Activity.onCreate()等方法。

到此，App便正式启动，开始进入Activity生命周期，执行完onCreate/onStart/onResume方法，UI渲染结束后便可以看到App的主界面。

其流程图如下所示：

系统启动的相关疑问总结

1.简述Android 系统启动流程

当按电源键触发开机，首先会从 ROM 中预定义的地方加载引导程序 BootLoader 到 RAM 中，并执行 BootLoader 程序启动 Linux Kernel， 然后启动用户级别的第一个进程： init 进程。init 进程会解析init.rc 脚本做一些初始化工作，包括挂载文件系统、创建工作目录以及启动系统服务进程等，其中系统服务进程包括 Zygote、service manager、media 等。在 Zygote 中会进一步去启动 system_server 进程，然后在 system_server 进程中会启动 AMS、WMS、PMS 等服务，等这些服务启动之后，AMS 中就会打开 Launcher 应用的 home Activity，最终就看到了手机的 “桌面”。

2.system_server 为什么要在 Zygote 中启动，而不是由 init 直接启动呢

Zygote 作为一个孵化器，可以提前加载一些资源，这样 fork() 时基于 Copy-On-Write 机制创建的其他进程就能直接使用这些资源，而不用重新加载。比如 system_server 就可以直接使用 Zygote 中的 JNI函数、共享库、常用的类、以及主题资源。

3.为什么要专门使用 Zygote 进程去孵化应用进程，而不是让 system_server 去孵化呢？

首先 system_server 相比 Zygote 多运行了 AMS、WMS 等服务，这些对一个应用程序来说是不需要的。另外进程的 fork() 对多线程不友好，仅会将发起调用的线程拷贝到子进程，这可能会导致死锁，而system_server 中肯定是有很多线程的。

4.描述下是怎么导致死锁的

在 POSIX 标准中，fork 的行为是这样的：复制整个用户空间的数据（通常使用 copy-on-write 的策略，所以可以实现的速度很快）以及所有系统对象，然后仅复制当前线程到子进程。这里：所有父进程中别的线程，到了子进程中都是突然蒸发掉的

对于锁来说，从 OS 看，每个锁有一个所有者，即最后一次 lock 它的线程。假设这么一个环境，在 fork之前，有一个子线程 lock 了某个锁，获得了对锁的所有权。fork 以后，在子进程中，所有的额外线程都人间蒸发了。而锁却被正常复制了，在子进程看来，这个锁没有主人，所以没有任何人可以对它解锁。当子进程想 lock 这个锁时，不再有任何手段可以解开了。程序发生死锁。

5.Zygote 为什么不采用 Binder 机制进行 IPC 通信

Binder 机制中存在 Binder 线程池，是多线程的，如果 Zygote 采用 Binder 的话就存在上面说的fork() 与 多线程的问题了。其实严格来说，Binder 机制不一定要多线程，所谓的 Binder 线程只不过是在循环读取 Binder 驱动的消息而已，只注册一个 Binder 线程也是可以工作的，比如 service manager就是这样的。实际上 Zygote 尽管没有采取 Binder 机制，它也不是单线程的，但它在 fork() 前主动停止了其他线程，fork() 后重新启动了。
 

来源地址：https://blog.csdn.net/xhmj12/article/details/128149490