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Android系統(tǒng)架構(gòu)與系統(tǒng)源碼目錄
Android系統(tǒng)啟動流程（一）解析init進(jìn)程啟動過程
Android系統(tǒng)啟動流程（二）解析Zygote進(jìn)程啟動過程
Android系統(tǒng)啟動流程（三）解析SyetemServer進(jìn)程啟動過程

前言

此前的文章我們學(xué)習(xí)了init進(jìn)程余黎、Zygote進(jìn)程和SyetemServer進(jìn)程的啟動過程，這一篇文章我們就來學(xué)習(xí)Android系統(tǒng)啟動流程的最后一步：Launcher的啟動流程巡扇，并結(jié)合本系列的前三篇文章的內(nèi)容來講解Android系統(tǒng)啟動流程厅翔。建議讀這篇文章前要通讀本系列的前三篇文章搀突，否則你可能不會理解我在講什么描姚。

1.Launcher概述

Android系統(tǒng)啟動的最后一步是啟動一個Home應(yīng)用程序，這個應(yīng)用程序用來顯示系統(tǒng)中已經(jīng)安裝的應(yīng)用程序筒扒，這個Home應(yīng)用程序就叫做Launcher花墩。應(yīng)用程序Launcher在啟動過程中會請求PackageManagerService返回系統(tǒng)中已經(jīng)安裝的應(yīng)用程序的信息澄步，并將這些信息封裝成一個快捷圖標(biāo)列表顯示在系統(tǒng)屏幕上村缸，這樣用戶可以通過點(diǎn)擊這些快捷圖標(biāo)來啟動相應(yīng)的應(yīng)用程序。

2.Launcher啟動流程

SyetemServer進(jìn)程在啟動的過程中會啟動PackageManagerService仇箱，PackageManagerService啟動后會將系統(tǒng)中的應(yīng)用程序安裝完成剂桥。在此前已經(jīng)啟動的ActivityManagerService會將Launcher啟動起來。
啟動Launcher的入口為ActivityManagerService的systemReady函數(shù)美尸，如下所示斟薇。
frameworks/base/services/java/com/android/server/SystemServer.java

 private void startOtherServices() {
 ...
  mActivityManagerService.systemReady(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                Slog.i(TAG, "Making services ready");
                mSystemServiceManager.startBootPhase(
                        SystemService.PHASE_ACTIVITY_MANAGER_READY);

...
}
...
}

在startOtherServices函數(shù)中奔垦，會調(diào)用ActivityManagerService的systemReady函數(shù)：
frameworks/base/services/core/java/com/android/server/am/ActivityManagerService.java

public void systemReady(final Runnable goingCallback) {
...
synchronized (this) {
           ...
            mStackSupervisor.resumeFocusedStackTopActivityLocked();
            mUserController.sendUserSwitchBroadcastsLocked(-1, currentUserId);
        }
    }

systemReady函數(shù)中調(diào)用了ActivityStackSupervisor的resumeFocusedStackTopActivityLocked函數(shù)：
frameworks/base/services/core/java/com/android/server/am/ActivityStackSupervisor.java

boolean resumeFocusedStackTopActivityLocked(
            ActivityStack targetStack, ActivityRecord target, ActivityOptions targetOptions) {
        if (targetStack != null && isFocusedStack(targetStack)) {
            return targetStack.resumeTopActivityUncheckedLocked(target, targetOptions);//1
        }
        final ActivityRecord r = mFocusedStack.topRunningActivityLocked();
        if (r == null || r.state != RESUMED) {
            mFocusedStack.resumeTopActivityUncheckedLocked(null, null);
        }
        return false;
    }

在注釋1處會調(diào)用ActivityStack的resumeTopActivityUncheckedLocked函數(shù)椿猎，ActivityStack對象是用來描述Activity堆棧的犯眠，resumeTopActivityUncheckedLocked函數(shù)如下所示症革。
frameworks/base/services/core/java/com/android/server/am/ActivityStack.java

 boolean resumeTopActivityUncheckedLocked(ActivityRecord prev, ActivityOptions options) {
        if (mStackSupervisor.inResumeTopActivity) {
            // Don't even start recursing.
            return false;
        }
        boolean result = false;
        try {
            // Protect against recursion.
            mStackSupervisor.inResumeTopActivity = true;
            if (mService.mLockScreenShown == ActivityManagerService.LOCK_SCREEN_LEAVING) {
                mService.mLockScreenShown = ActivityManagerService.LOCK_SCREEN_HIDDEN;
                mService.updateSleepIfNeededLocked();
            }
            result = resumeTopActivityInnerLocked(prev, options);//1
        } finally {
            mStackSupervisor.inResumeTopActivity = false;
        }
       return result;
    }

注釋1調(diào)用了resumeTopActivityInnerLocked函數(shù)：

 private boolean resumeTopActivityInnerLocked(ActivityRecord prev, ActivityOptions options) {
   ...
   return isOnHomeDisplay() &&
                        mStackSupervisor.resumeHomeStackTask(returnTaskType, prev, "prevFinished");
   ...                 
}

resumeTopActivityInnerLocked函數(shù)的代碼很長量蕊，我們截取我們要分析的關(guān)鍵的一句：調(diào)用ActivityStackSupervisor的resumeHomeStackTask函數(shù)艇挨，代碼如下所示缩滨。
frameworks/base/services/core/java/com/android/server/am/ActivityStackSupervisor.java

boolean resumeHomeStackTask(int homeStackTaskType, ActivityRecord prev, String reason) {
    ...
    if (r != null && !r.finishing) {
        mService.setFocusedActivityLocked(r, myReason);
        return resumeFocusedStackTopActivityLocked(mHomeStack, prev, null);
    }
    return mService.startHomeActivityLocked(mCurrentUser, myReason);//1
}

在注釋1處調(diào)用了ActivityManagerService的startHomeActivityLocked函數(shù)脉漏，如下所示。
frameworks/base/services/core/java/com/android/server/am/ActivityManagerService.java

   boolean startHomeActivityLocked(int userId, String reason) {
        if (mFactoryTest == FactoryTest.FACTORY_TEST_LOW_LEVEL
                && mTopAction == null) {//1
            return false;
        }
        Intent intent = getHomeIntent();//2
        ActivityInfo aInfo = resolveActivityInfo(intent, STOCK_PM_FLAGS, userId);
        if (aInfo != null) {
            intent.setComponent(new ComponentName(aInfo.applicationInfo.packageName, aInfo.name));
            aInfo = new ActivityInfo(aInfo);
            aInfo.applicationInfo = getAppInfoForUser(aInfo.applicationInfo, userId);
            ProcessRecord app = getProcessRecordLocked(aInfo.processName,
                    aInfo.applicationInfo.uid, true);
            if (app == null || app.instrumentationClass == null) {//3
                intent.setFlags(intent.getFlags() | Intent.FLAG_ACTIVITY_NEW_TASK);
                mActivityStarter.startHomeActivityLocked(intent, aInfo, reason);//4
            }
        } else {
            Slog.wtf(TAG, "No home screen found for " + intent, new Throwable());
        }

        return true;
    }

注釋1處的mFactoryTest代表系統(tǒng)的運(yùn)行模式舅锄，系統(tǒng)的運(yùn)行模式分為三種皇忿，分別是非工廠模式、低級工廠模式和高級工廠模式撮胧，mTopAction則用來描述第一個被啟動Activity組件的Action芹啥，它的值為Intent.ACTION_MAIN铺峭。因此注釋1的代碼意思就是mFactoryTest為FactoryTest.FACTORY_TEST_LOW_LEVEL（低級工廠模式）并且mTopAction=null時卫键，直接返回false。注釋2處的getHomeIntent函數(shù)如下所示钓账。

Intent getHomeIntent() {
    Intent intent = new Intent(mTopAction, mTopData != null ? Uri.parse(mTopData) : null);
    intent.setComponent(mTopComponent);
    intent.addFlags(Intent.FLAG_DEBUG_TRIAGED_MISSING);
    if (mFactoryTest != FactoryTest.FACTORY_TEST_LOW_LEVEL) {
        intent.addCategory(Intent.CATEGORY_HOME);
    }
    return intent;
}

getHomeIntent函數(shù)中創(chuàng)建了Intent梆暮，并將mTopAction和mTopData傳入绍昂。mTopAction的值為Intent.ACTION_MAIN窘游，并且如果系統(tǒng)運(yùn)行模式不是低級工廠模式則將intent的Category設(shè)置為Intent.CATEGORY_HOME。我們再回到ActivityManagerService的startHomeActivityLocked函數(shù)贪嫂，假設(shè)系統(tǒng)的運(yùn)行模式不是低級工廠模式撩荣，在注釋3處判斷符合Action為Intent.ACTION_MAIN饶深，Category為Intent.CATEGORY_HOME的應(yīng)用程序是否已經(jīng)啟動敌厘，如果沒啟動則調(diào)用注釋4的方法啟動該應(yīng)用程序。
這個被啟動的應(yīng)用程序就是Launcher饱狂，因?yàn)長auncher的Manifest文件中的intent-filter標(biāo)簽匹配了Action為Intent.ACTION_MAIN，Category為Intent.CATEGORY_HOME讲婚。Launcher的Manifest文件如下所示筹麸。
packages/apps/Launcher3/AndroidManifest.xml

<manifest
    xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    package="com.android.launcher3">
    <uses-sdk android:targetSdkVersion="23" android:minSdkVersion="16"/>
 ...
 <application
        ...
        <activity
            android:name="com.android.launcher3.Launcher"
            android:launchMode="singleTask"
            android:clearTaskOnLaunch="true"
            android:stateNotNeeded="true"
            android:theme="@style/Theme"
            android:windowSoftInputMode="adjustPan"
            android:screenOrientation="nosensor"
            android:configChanges="keyboard|keyboardHidden|navigation"
            android:resumeWhilePausing="true"
            android:taskAffinity=""
            android:enabled="true">
            <intent-filter>
                <action android:name="android.intent.action.MAIN" />
                <category android:name="android.intent.category.HOME" />
                <category android:name="android.intent.category.DEFAULT" />
                <category android:name="android.intent.category.MONKEY"/>
            </intent-filter>
        </activity>
...
  </application> 
</manifest>         

這樣物赶，應(yīng)用程序Launcher就會被啟動起來酵紫，并執(zhí)行它的onCreate函數(shù)错维。

3.Launcher中應(yīng)用圖標(biāo)顯示流程

Launcher的onCreate函數(shù)如下所示。
packages/apps/Launcher3/src/com/android/launcher3/Launcher.java

      @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
       ...
        LauncherAppState app = LauncherAppState.getInstance();//1
        mDeviceProfile = getResources().getConfiguration().orientation
                == Configuration.ORIENTATION_LANDSCAPE ?
                app.getInvariantDeviceProfile().landscapeProfile
                : app.getInvariantDeviceProfile().portraitProfile;

        mSharedPrefs = Utilities.getPrefs(this);
        mIsSafeModeEnabled = getPackageManager().isSafeMode();
        mModel = app.setLauncher(this);//2
        ....
        if (!mRestoring) {
            if (DISABLE_SYNCHRONOUS_BINDING_CURRENT_PAGE) {
                mModel.startLoader(PagedView.INVALID_RESTORE_PAGE);//2
            } else {
                mModel.startLoader(mWorkspace.getRestorePage());
            }
        }
...
    }

注釋1處獲取LauncherAppState的實(shí)例并在注釋2處調(diào)用它的setLauncher函數(shù)并將Launcher對象傳入轧坎，LauncherAppState的setLauncher函數(shù)如下所示。
packages/apps/Launcher3/src/com/android/launcher3/LauncherAppState.java

   LauncherModel setLauncher(Launcher launcher) {
        getLauncherProvider().setLauncherProviderChangeListener(launcher);
        mModel.initialize(launcher);//1
        mAccessibilityDelegate = ((launcher != null) && Utilities.ATLEAST_LOLLIPOP) ?
            new LauncherAccessibilityDelegate(launcher) : null;
        return mModel;
    }

注釋1處會調(diào)用LauncherModel的initialize函數(shù)：

public void initialize(Callbacks callbacks) {
    synchronized (mLock) {
        unbindItemInfosAndClearQueuedBindRunnables();
        mCallbacks = new WeakReference<Callbacks>(callbacks);
    }
}

在initialize函數(shù)中會將Callbacks，也就是傳入的Launcher 封裝成一個弱引用對象捎泻。因此我們得知mCallbacks變量指的就是封裝成弱引用對象的Launcher笆豁，這個mCallbacks后文會用到它。
再回到Launcher的onCreate函數(shù)煞赢，在注釋2處調(diào)用了LauncherModel的startLoader函數(shù)：
packages/apps/Launcher3/src/com/android/launcher3/LauncherModel.java

...
 @Thunk static final HandlerThread sWorkerThread = new HandlerThread("launcher-loader");//1
    static {
        sWorkerThread.start();
    }
    @Thunk static final Handler sWorker = new Handler(sWorkerThread.getLooper());//2
...
   public void startLoader(int synchronousBindPage, int loadFlags) {s
        InstallShortcutReceiver.enableInstallQueue();
        synchronized (mLock) {
            synchronized (mDeferredBindRunnables) {
                mDeferredBindRunnables.clear();
            }
            if (mCallbacks != null && mCallbacks.get() != null) {
                stopLoaderLocked();
                mLoaderTask = new LoaderTask(mApp.getContext(), loadFlags);//3
                if (synchronousBindPage != PagedView.INVALID_RESTORE_PAGE
                        && mAllAppsLoaded && mWorkspaceLoaded && !mIsLoaderTaskRunning) {
                    mLoaderTask.runBindSynchronousPage(synchronousBindPage);
                } else {
                    sWorkerThread.setPriority(Thread.NORM_PRIORITY);
                    sWorker.post(mLoaderTask);//4
                }
            }
        }
    }

注釋1處創(chuàng)建了具有消息循環(huán)的線程HandlerThread對象。注釋2處創(chuàng)建了Handler，并且傳入HandlerThread的Looper波俄。Hander的作用就是向HandlerThread發(fā)送消息懦铺。在注釋3處創(chuàng)建LoaderTask支鸡，在注釋4處將LoaderTask作為消息發(fā)送給HandlerThread 苍匆。
LoaderTask類實(shí)現(xiàn)了Runnable接口，當(dāng)LoaderTask所描述的消息被處理時則會調(diào)用它的run函數(shù)叔汁，代碼如下所示

 private class LoaderTask implements Runnable {
 ...
        public void run() {
            synchronized (mLock) {
                if (mStopped) {
                    return;
                }
                mIsLoaderTaskRunning = true;
            }
            keep_running: {
                if (DEBUG_LOADERS) Log.d(TAG, "step 1: loading workspace");
                loadAndBindWorkspace();//1
                if (mStopped) {
                    break keep_running;
                }
                waitForIdle();
                if (DEBUG_LOADERS) Log.d(TAG, "step 2: loading all apps");
                loadAndBindAllApps();//2
            }
            mContext = null;
            synchronized (mLock) {
                if (mLoaderTask == this) {
                    mLoaderTask = null;
                }
                mIsLoaderTaskRunning = false;
                mHasLoaderCompletedOnce = true;
            }
        }
   ...     
  }      

Launcher是用工作區(qū)的形式來顯示系統(tǒng)安裝的應(yīng)用程序的快捷圖標(biāo)据块，每一個工作區(qū)都是來描述一個抽象桌面的折剃，它由n個屏幕組成怕犁，每個屏幕又分n個單元格，每個單元格用來顯示一個應(yīng)用程序的快捷圖標(biāo)戈轿。注釋1處調(diào)用loadAndBindWorkspace函數(shù)用來加載工作區(qū)信息思杯，注釋2處的loadAndBindAllApps函數(shù)是用來加載系統(tǒng)已經(jīng)安裝的應(yīng)用程序信息挠进，loadAndBindAllApps函數(shù)代碼如下所示领突。

private void loadAndBindAllApps() {
    if (DEBUG_LOADERS) {
        Log.d(TAG, "loadAndBindAllApps mAllAppsLoaded=" + mAllAppsLoaded);
    }
    if (!mAllAppsLoaded) {
        loadAllApps();//1
        synchronized (LoaderTask.this) {
            if (mStopped) {
                return;
            }
        }
        updateIconCache();
        synchronized (LoaderTask.this) {
            if (mStopped) {
                return;
            }
            mAllAppsLoaded = true;
        }
    } else {
        onlyBindAllApps();
    }
}

如果系統(tǒng)沒有加載已經(jīng)安裝的應(yīng)用程序信息攘须，則會調(diào)用注釋1處的loadAllApps函數(shù)：

  private void loadAllApps() {
...
        mHandler.post(new Runnable() {
            public void run() {
                final long bindTime = SystemClock.uptimeMillis();
                final Callbacks callbacks = tryGetCallbacks(oldCallbacks);
                if (callbacks != null) {
                    callbacks.bindAllApplications(added);//1
                    if (DEBUG_LOADERS) {
                        Log.d(TAG, "bound " + added.size() + " apps in "
                                + (SystemClock.uptimeMillis() - bindTime) + "ms");
                    }
                } else {
                    Log.i(TAG, "not binding apps: no Launcher activity");
                }
            }
        });
       ...
    }

在注釋1處會調(diào)用callbacks的bindAllApplications函數(shù)，在前面我們得知這個callbacks實(shí)際是指向Launcher的浮驳，因此我們來查看Launcher的bindAllApplications函數(shù)至会，代碼如下所示。
packages/apps/Launcher3/src/com/android/launcher3/Launcher.java

public void bindAllApplications(final ArrayList<AppInfo> apps) {
    if (waitUntilResume(mBindAllApplicationsRunnable, true)) {
        mTmpAppsList = apps;
        return;
    }
    if (mAppsView != null) {
        mAppsView.setApps(apps);//1
    }
    if (mLauncherCallbacks != null) {
        mLauncherCallbacks.bindAllApplications(apps);
    }
}

在注釋1處會調(diào)用AllAppsContainerView的setApps函數(shù)宵蛀，并將包含應(yīng)用信息的列表apps傳進(jìn)去术陶，AllAppsContainerView的setApps函數(shù)如下所示梧宫。
packages/apps/Launcher3/src/com/android/launcher3/allapps/AllAppsContainerView.java

  public void setApps(List<AppInfo> apps) {
        mApps.setApps(apps);
    }

包含應(yīng)用信息的列表apps已經(jīng)傳給了AllAppsContainerView摆碉，查看AllAppsContainerView的onFinishInflate函數(shù)：

 @Override
    protected void onFinishInflate() {
        super.onFinishInflate();
...
        // Load the all apps recycler view
        mAppsRecyclerView = (AllAppsRecyclerView) findViewById(R.id.apps_list_view);//1
        mAppsRecyclerView.setApps(mApps);//2
        mAppsRecyclerView.setLayoutManager(mLayoutManager);
        mAppsRecyclerView.setAdapter(mAdapter);//3
        mAppsRecyclerView.setHasFixedSize(true);
        mAppsRecyclerView.addOnScrollListener(mElevationController);
        mAppsRecyclerView.setElevationController(mElevationController);
...
    }

onFinishInflate函數(shù)在加載完xml文件時就會調(diào)用巷帝，在注釋1處得到AllAppsRecyclerView用來顯示App列表，并在注釋2處將apps的信息列表傳進(jìn)去驰徊，并在注釋3處為AllAppsRecyclerView設(shè)置Adapter辣垒。這樣應(yīng)用程序快捷圖標(biāo)的列表就會顯示在屏幕上印蔬。
到這里L(fēng)auncher啟動流程就講到這侥猬，接下來講Android系統(tǒng)啟動流程捐韩。

4.Android系統(tǒng)啟動流程

那么結(jié)合本篇以及本系列的前三篇文章荤胁，我們就可以得出Android系統(tǒng)啟動流程，如下所示垢油。
1.啟動電源以及系統(tǒng)啟動
當(dāng)電源按下時引導(dǎo)芯片代碼開始從預(yù)定義的地方（固化在ROM）開始執(zhí)行滩愁。加載引導(dǎo)程序Bootloader到RAM，然后執(zhí)行廉丽。
2.引導(dǎo)程序BootLoader
引導(dǎo)程序BootLoader是在Android操作系統(tǒng)開始運(yùn)行前的一個小程序妻味，它的主要作用是把系統(tǒng)OS拉起來并運(yùn)行责球。
3.Linux內(nèi)核啟動
內(nèi)核啟動時，設(shè)置緩存裁良、被保護(hù)存儲器价脾、計劃列表笛匙、加載驅(qū)動妹孙。當(dāng)內(nèi)核完成系統(tǒng)設(shè)置，它首先在系統(tǒng)文件中尋找init.rc文件骇笔，并啟動init進(jìn)程嚣崭。
4.init進(jìn)程啟動
初始化和啟動屬性服務(wù)雹舀，并且啟動Zygote進(jìn)程说榆。
5.Zygote進(jìn)程啟動
創(chuàng)建JavaVM并為JavaVM注冊JNI寸认，創(chuàng)建服務(wù)端Socket串慰，啟動SystemServer進(jìn)程模庐。
6.SystemServer進(jìn)程啟動
啟動Binder線程池和SystemServiceManager，并且啟動各種系統(tǒng)服務(wù)怜姿。
7.Launcher啟動
被SystemServer進(jìn)程啟動的ActivityManagerService會啟動Launcher沧卢，Launcher啟動后會將已安裝應(yīng)用的快捷圖標(biāo)顯示到界面上醉者。

結(jié)合上面的流程撬即，給出Android系統(tǒng)啟動流程圖：

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