Android 系统启动流程
这道题想考察什么?
考察我们对Android 系统启动流程的理解,尤其是考察大家是否掌握Android系统运行机制。
考生应该如何回答
Bootloader开始到启动launcher app的整个流程的回答。
概要分析
从系统角度看,Android
的启动过程可分为3个大的阶段:
1)Bootloader引导阶段
2)装载和启动Linux内核阶段
3)启动Android系统阶段,当然这个阶段很复杂,大体可以可分为如下阶段:
3.1)启动Init进程
3.2)启动Zygote
3.3)启动SystemService
3.4)启动SystemServer
3.5)启动Home
等等...
具体的启动,大家可以观察一下下面的流程图,下图展示了手机系统启动的总流程。
下面简单介绍下启动过程:
1. Bootloader引导阶段
当按下电源键开机时,最先运行的就是Bootloader。
Bootloader的主要作用是初始化基本的硬件设备(如 CPU、内存、Flash等)并且建立内存空间映射,为装载Linux内核准备好合适的运行环境。
一旦Linux内核装载完毕,Bootloader将会从内存中清除掉
如果在Bootloader运行期间,按下预定义的的组合键,可以进入系统的更新模块。Android的下载更新可以选择进入Fastboot模式或者Recovery模式:
- Fastboot是Android设计的一套通过USB来更新Android分区映像的协议,方便开发人员快速更新指定分区。
- Recovery是Android特有的升级系统。利用Recovery模式可以进行恢复出厂设置,或者执行OTA、补丁和固件升级。进入Recovery模式实际上是启动了一个文本模式的Linux
2. 装载和启动Linux内核
Android 的 boot.img 存放的就是Linux内核和一个根文件系统
- Bootloader会把boot.img映像装载进内存
- 然后Linux内核会执行整个系统的初始化
- 然后装载根文件系统
- 最后启动Init进程
3.启动Init进程
Linux内核加载完毕后,会首先启动Init进程,Init进程是系统的第一个进程。
Init进程启动过程中,会解析Linux的配置脚本init.rc文件。根据init.rc文件的内容,Init进程会做如下的事物:
-
装载Android的文件系统
-
创建系统目录
-
初始化属性系统
-
启动Android系统重要的守护进程,像USB守护进程、adb守护进程、vold守护进程、rild守护进程等
-
最后,Init进程也会作为守护进程来执行修改属性请求,重启崩溃的进程等操作
4.启动ServiceManager
ServiceManager由Init进程启动。ServiceManager的主要作用是管理Binder服务,负责Binder服务的注册与查找。ServcieManager 是一个守护进程,这个进程会一直存在于后台。当SystemServer启动 AMS,WMS,PMS等服务的时候,会将服务的binder注册到ServiceManager中,由ServcieManager来进行统一的保存。当某个进程如App进程想调用AMS和其他进程通信的时候,就会去ServiceManager中获取AMS的binder,然后通过这个binder来调用AMS的代码进行相关的操作。
5.启动Zygote进程
Init进程初始化结束时,会启动Zygote进程。Zygote进程负责fork出应用进程,是所有应用进程的父进程
- Zygote进程初始化时会创建Android 虚拟机、预装载系统的资源文件和Java类
- 所有从Zygote进程fork出的用户进程都将继承和共享这些预加载的资源,不用浪费时间重新加载,加快的应用程序的启动过程
- 启动结束后,Zygote进程也将变为守护进程,负责响应启动APK的请求。
更多关于zygote启动流程的细节请注意学习后面的zygote相关的章节
6. 启动SystemServer
SystemServer是Zygote进程fork出的第一个进程,也是整个Android系统的核心进程
- SystemServer中运行着Android系统大部分的Binder服务
- SystemServer首先启动本地服务SensorManager
- 接着启动包括ActivityManagerService、WindowsManagerService、PackageManagerService在内的所有Java服务
更多关于SystemServer章节的细节请学习后面的SystemServer相关的章节。
7.启动MediaServer
MediaServer由Init进程启动。它包含了一些多媒体相关的本地Binder服务,包括:CameraService、AudioFlingerService、MediaPlayerService、AudioPolicyService
8.启动Launcher
- SystemServer加载完所有的Java服务后,最后会调用ActivityManagerService的SystemReady()方法
- 在SystemReady()方法中,会发出Intent
- 凡是响应这个Intent的apk都会运行起来,一般Launcher应用才回去响应这个Intent
总结
总的来说,系统启动流程是先通电,然后进入BootLoader引导阶段,然后再启动linux系统,然后再启动Android系统各进程。由底层开始启动,逐步启动上层的过程。
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