寫在前面的話

目前打算是先把Android的啟動(dòng)流程包括luncher、Activity的啟動(dòng)以及Service啟動(dòng)断部，View的繪制，事件分發(fā)等進(jìn)行分析，后面應(yīng)該還會(huì)包括現(xiàn)階段正在使用的框架MVVM的分析券勺。可能是更新Android不會(huì)太久了没酣，有點(diǎn)迷茫Android的未來到底在哪里舀患，把握現(xiàn)在吧。
今天這部分講解的是Android系統(tǒng)啟動(dòng)后加載各種服務(wù)的過程舌剂。

1 init

init是第一個(gè)進(jìn)程济锄，我們可以說它是root進(jìn)程或者說有進(jìn)程的父進(jìn)程。init進(jìn)程有兩個(gè)責(zé)任霍转，一是掛載目錄荐绝，比如/sys、/dev避消、/proc低滩，二是運(yùn)行init.rc腳本。
init進(jìn)程可以在/system/core/init找到岩喷。
init.rc文件可以在/system/core/rootdir/init.rc找到恕沫。
readme.txt可以在/system/core/init/readme.txt找到。
對(duì)于init.rc文件纱意，Android中有特定的格式以及規(guī)則婶溯。在Android中，我們叫做Android初始化語言。

2 Zygote加載進(jìn)程

Zygote本意是受精卵迄委，Android中可以理解為孵化器褐筛。Android的應(yīng)用的進(jìn)程都是由Zygote孵化而來，因此他們都有共同的ppid（父進(jìn)程的id）

3 SystemServer啟動(dòng)

Zygote啟動(dòng)完成后叙身，Zygote創(chuàng)建新的進(jìn)程去啟動(dòng)系統(tǒng)服務(wù)死讹。我們都知道Android的進(jìn)程間通信是通過binder機(jī)制，通過binder機(jī)制可以避免對(duì)某個(gè)服務(wù)的單獨(dú)創(chuàng)建曲梗，所有的服務(wù)在系統(tǒng)啟動(dòng)后即創(chuàng)建完成赞警。但是我們通過Context.getSystemService(String name)獲的并不是我們的服務(wù)的代理類，我們獲取的是各種Manager類虏两。

3.1 SystemServer啟動(dòng)流程

打開SystemServer.java ,我們可以看到它是一個(gè)含有main方法的類愧旦，Zygote啟動(dòng)系統(tǒng)服務(wù)時(shí)會(huì)調(diào)用這個(gè)main方法。

public static void main(String[] args) {
    new SystemServer().run();
}

main創(chuàng)建了SystemServer對(duì)象后定罢，調(diào)用其run方法笤虫，下面是具體實(shí)現(xiàn)。

private void run() {
    try {
        Trace.traceBegin(Trace.TRACE_TAG_SYSTEM_SERVER, "InitBeforeStartServices");
        //進(jìn)行時(shí)間校驗(yàn)
        if (System.currentTimeMillis() < EARLIEST_SUPPORTED_TIME) {
            Slog.w(TAG, "System clock is before 1970; setting to 1970.");
            SystemClock.setCurrentTimeMillis(EARLIEST_SUPPORTED_TIME);
        }
        //語言校驗(yàn)
        if (!SystemProperties.get("persist.sys.language").isEmpty()) {
            final String languageTag = Locale.getDefault().toLanguageTag();

            SystemProperties.set("persist.sys.locale", languageTag);
            SystemProperties.set("persist.sys.language", "");
            SystemProperties.set("persist.sys.country", "");
            SystemProperties.set("persist.sys.localevar", "");
        }
        
        ......
        //設(shè)置線程優(yōu)先級(jí)
        android.os.Process.setThreadPriority(
            android.os.Process.THREAD_PRIORITY_FOREGROUND);
        android.os.Process.setCanSelfBackground(false);
        
        //開啟了一個(gè)Looper用于消息處理祖凫，此處和ActivityThread創(chuàng)建消息隊(duì)列循環(huán)一致
        Looper.prepareMainLooper();
        //加載了android_servers.so琼蚯，里面應(yīng)該是各個(gè)server
        System.loadLibrary("android_servers");
        performPendingShutdown();
        //創(chuàng)建了系統(tǒng)的上下文Context 3.1.1
        createSystemContext();
        //將SystemServiceManager放入LocalServices中
        mSystemServiceManager = new SystemServiceManager(mSystemContext);
        LocalServices.addService(SystemServiceManager.class, mSystemServiceManager);
    } finally {
        Trace.traceEnd(Trace.TRACE_TAG_SYSTEM_SERVER);
    }

    try {
        Trace.traceBegin(Trace.TRACE_TAG_SYSTEM_SERVER, "StartServices");
        //啟動(dòng)關(guān)鍵services 3.2
        startBootstrapServices();
        //啟動(dòng)核心services 3.3
        startCoreServices();
        //啟動(dòng)其他services 3.4
        startOtherServices();
    } catch (Throwable ex) {
        Slog.e("System", "******************************************");
        Slog.e("System", "************ Failure starting system services", ex);
        throw ex;
    } finally {
        Trace.traceEnd(Trace.TRACE_TAG_SYSTEM_SERVER);
    }

    if (StrictMode.conditionallyEnableDebugLogging()) {
        Slog.i(TAG, "Enabled StrictMode for system server main thread.");
    }
    //開啟消息隊(duì)列循環(huán)
    Looper.loop();
    throw new RuntimeException("Main thread loop unexpectedly exited");
}

run()方法中先對(duì)時(shí)間和語言進(jìn)行校驗(yàn)后，創(chuàng)建了一個(gè)消息隊(duì)列惠况，并通過createSystemContext()方法創(chuàng)建SystemServer的上下文對(duì)象遭庶，之后開始啟動(dòng)引導(dǎo)services，接下來是核心services以及最后啟動(dòng)其他services稠屠。

3.1.1 createSystemContext()過程

從名字中我們可以知道這個(gè)方法是用來創(chuàng)建系統(tǒng)的上下文對(duì)象峦睡，createSystemContext()中代碼比較少，很容易理解权埠。

private void createSystemContext() {
    //通過ActivityThread的systemMain()進(jìn)行對(duì)象的創(chuàng)建 3.1.2
    ActivityThread activityThread = ActivityThread.systemMain();
    //將上下文對(duì)象賦值
    mSystemContext = activityThread.getSystemContext();
    mSystemContext.setTheme(DEFAULT_SYSTEM_THEME);
}

3.1.2 Context創(chuàng)建的過程

ActivityThread創(chuàng)建的過程榨了，不得不說谷歌的代碼真是短小精悍啊。

public static ActivityThread systemMain() {
    if (!ActivityManager.isHighEndGfx()) {
        ThreadedRenderer.disable(true);
    } else {
        ThreadedRenderer.enableForegroundTrimming();
    }
    //好像注釋都不需要了攘蔽。
    ActivityThread thread = new ActivityThread();
    thread.attach(true);
    return thread;
}

接著我們來看thread.attach(true)方法龙屉。（參數(shù)我們傳入的是true），這里只展示執(zhí)行的代碼满俗。

private void attach(boolean system) {
    sCurrentActivityThread = this;
    mSystemThread = system;
    if (!system) {
       ......
    } else {
        // Don't set application object here -- if the system crashes,
        // we can't display an alert, we just want to die die die.
        //這句話挺有意思的转捕。。漫雷。
        android.ddm.DdmHandleAppName.setAppName("system_process",
                UserHandle.myUserId());
        try {
            mInstrumentation = new Instrumentation();
            //創(chuàng)建context
            ContextImpl context = ContextImpl.createAppContext(
                    this, getSystemContext().mPackageInfo);
            mInitialApplication = context.mPackageInfo.makeApplication(true, null);
            //調(diào)用Application的onCreate()方法
            mInitialApplication.onCreate();
        } catch (Exception e) {
            throw new RuntimeException(
                    "Unable to instantiate Application():" + e.toString(), e);
        }
    }
    DropBox.setReporter(new DropBoxReporter());

    ViewRootImpl.addConfigCallback(new ComponentCallbacks2() {......});
}

//對(duì)象不重復(fù)創(chuàng)建
public ContextImpl getSystemContext() {
    synchronized (this) {
        if (mSystemContext == null) {
            //創(chuàng)建系統(tǒng)的上下文
            mSystemContext = ContextImpl.createSystemContext(this);
        }
        return mSystemContext;
    }
}

代碼比較簡單瓜富，通過createAppContext方法創(chuàng)建一個(gè)上下文對(duì)象，并通過makeApplication方法創(chuàng)建Application降盹，并調(diào)用onCreate()方法与柑，最后調(diào)用getSystemContext()將上下文賦值給mSystemContext谤辜。這邊對(duì)上下文的創(chuàng)建就到這里結(jié)束了，下面開始對(duì)各種服務(wù)啟動(dòng)的流程分析价捧。

3.2 startBootstrapServices()啟動(dòng)核心服務(wù)

啟動(dòng)核心服務(wù)的過程其實(shí)并沒有多么的復(fù)雜丑念，最開始被啟動(dòng)的是Installer，即系統(tǒng)安裝apk時(shí)的一個(gè)服務(wù)類结蟋，啟動(dòng)完成Installer服務(wù)之后才能啟動(dòng)其他的系統(tǒng)服務(wù)脯倚，之后啟動(dòng)AMS，PowerManagerService嵌屎，LightsService推正，DisplayManagerService......，核心代碼如下：

private void startBootstrapServices() {
    //系統(tǒng)安裝apk時(shí)的一個(gè)服務(wù)類宝惰，啟動(dòng)完成Installer服務(wù)之后才能啟動(dòng)其他的系統(tǒng)服務(wù)
    //直接翻譯了源碼注釋（有點(diǎn)無恥哈）植榕。
    //等待installd完成啟動(dòng)，以便它有機(jī)會(huì)創(chuàng)建具有適當(dāng)權(quán)限的關(guān)鍵目錄尼夺，如/ data / user尊残。 
    //在我們初始化其他服務(wù)之前，我們需要完成這個(gè)工作 startService 3.2.1
    Installer installer = mSystemServiceManager.startService(Installer.class);
    //啟動(dòng)ActivityManagerService
    mActivityManagerService = mSystemServiceManager.startService(
            ActivityManagerService.Lifecycle.class).getService();
    mActivityManagerService.setSystemServiceManager(mSystemServiceManager);
    mActivityManagerService.setInstaller(installer);
    //電源管理器需要提前啟動(dòng)淤堵，因?yàn)槠渌?wù)需要它寝衫。
    //本地守護(hù)進(jìn)程可能正在注冊(cè)，因此它必須立即處理傳入的綁定器調(diào)用（包括能夠驗(yàn)證這些調(diào)用的權(quán)限）拐邪。
    mPowerManagerService = mSystemServiceManager.startService(PowerManagerService.class);

    Trace.traceBegin(Trace.TRACE_TAG_SYSTEM_SERVER, "InitPowerManagement");
    mActivityManagerService.initPowerManagement();
    Trace.traceEnd(Trace.TRACE_TAG_SYSTEM_SERVER);
    //啟動(dòng)燈光service
    mSystemServiceManager.startService(LightsService.class);
    //啟動(dòng)顯示service
    mDisplayManagerService = mSystemServiceManager.startService(DisplayManagerService.class);
    //在初始化package manager完成前慰毅，我們需要默認(rèn)顯示
    mSystemServiceManager.startBootPhase(SystemService.PHASE_WAIT_FOR_DEFAULT_DISPLAY);

    String cryptState = SystemProperties.get("vold.decrypt");
    if (ENCRYPTING_STATE.equals(cryptState)) {
        Slog.w(TAG, "Detected encryption in progress - only parsing core apps");
        mOnlyCore = true;
    } else if (ENCRYPTED_STATE.equals(cryptState)) {
        Slog.w(TAG, "Device encrypted - only parsing core apps");
        mOnlyCore = true;
    }

    traceBeginAndSlog("StartPackageManagerService");
    //PackageManagerService開始初始化
    mPackageManagerService = PackageManagerService.main(mSystemContext, installer,
            mFactoryTestMode != FactoryTest.FACTORY_TEST_OFF, mOnlyCore);
    mFirstBoot = mPackageManagerService.isFirstBoot();
    mPackageManager = mSystemContext.getPackageManager();
    Trace.traceEnd(Trace.TRACE_TAG_SYSTEM_SERVER);
    
    if (!mOnlyCore) {
        boolean disableOtaDexopt = SystemProperties.getBoolean("config.disable_otadexopt",
                false);
        if (!disableOtaDexopt) {
            traceBeginAndSlog("StartOtaDexOptService");
            try {
                OtaDexoptService.main(mSystemContext, mPackageManagerService);
            } catch (Throwable e) {
                reportWtf("starting OtaDexOptService", e);
            } finally {
                Trace.traceEnd(Trace.TRACE_TAG_SYSTEM_SERVER);
            }
        }
    }

    traceBeginAndSlog("StartUserManagerService");
    //多用戶UserManagerService
    mSystemServiceManager.startService(UserManagerService.LifeCycle.class);
    
    Trace.traceEnd(Trace.TRACE_TAG_SYSTEM_SERVER);
    
    AttributeCache.init(mSystemContext);
    //把幾個(gè)service添加到ServiceManager的中
    mActivityManagerService.setSystemProcess();
    //啟動(dòng)傳感器的服務(wù)，native方法
    startSensorService();
}

3.2.1 SystemServiceManager.startService的過程

啟動(dòng)service的過程比較簡單庙睡，通過反射去創(chuàng)建service對(duì)象事富，其構(gòu)造方法的參數(shù)為Context，并將其添加到SystemServiceManager的mServices列表中乘陪。

/**
 * 通過反射去創(chuàng)建，其構(gòu)造方法的參數(shù)為Context
 */
public <T extends SystemService> T startService(Class<T> serviceClass) {
    try {
        final String name = serviceClass.getName();
        // Create the service.
        if (!SystemService.class.isAssignableFrom(serviceClass)) {
            throw new RuntimeException("Failed to create " + name
                    + ": service must extend " + SystemService.class.getName());
        }
        final T service;
        try {
            Constructor<T> constructor = serviceClass.getConstructor(Context.class);
            service = constructor.newInstance(mContext);
        } catch (InstantiationException ex) {......}

        // 添加到mServices列表中
        mServices.add(service);
        try {
            //調(diào)用onStart方法
            service.onStart();
        } catch (RuntimeException ex) {......}
        return service;
    } finally {
        Trace.traceEnd(Trace.TRACE_TAG_SYSTEM_SERVER);
    }
}

3.3啟動(dòng)核心服務(wù)

從代碼中可以看出核心服務(wù)包括了管理電池相關(guān)的服務(wù)雕擂，收集用戶使用每一個(gè)APP的頻率啡邑、使用時(shí)常的服務(wù)以及WebView更新服務(wù)的啟動(dòng)。

private void startCoreServices() {
    //管理電池相關(guān)的服務(wù)
    mSystemServiceManager.startService(BatteryService.class);

    //收集用戶使用每一個(gè)APP的頻率井赌、使用時(shí)常
    mSystemServiceManager.startService(UsageStatsService.class);
    mActivityManagerService.setUsageStatsManager(
            LocalServices.getService(UsageStatsManagerInternal.class));

    //WebView更新服務(wù)
    mWebViewUpdateService = mSystemServiceManager.startService(WebViewUpdateService.class);
}

3.4 啟動(dòng)其他服務(wù)

啟動(dòng)其他服務(wù)谤逼，包括藍(lán)牙，攝像頭相關(guān)服務(wù)仇穗，管理輸入事件等服務(wù)流部，這里不贅述。

/**
 * 其他服務(wù)纹坐，包括藍(lán)牙枝冀，攝像頭相關(guān)服務(wù)，管理輸入事件等服務(wù)，這里不贅述
 */
private void startOtherServices() {
    ......
    //劃重點(diǎn)果漾，這里會(huì)啟動(dòng)HomeActivity球切，下篇講HomeActivity啟動(dòng)流程，這里mark下
    mActivityManagerService.systemReady(new Runnable() {
       @Override
        public void run() {
            ......
        }
    });
}

不過绒障，里面有個(gè)重要的地方是關(guān)于HomeActivity的啟動(dòng)吨凑，調(diào)用了mActivityManagerService.systemReady(new Runnable()后，會(huì)啟動(dòng)HomeActivity户辱，下篇講解下鸵钝。

寫在后面的話

今天的分析好像并沒有過多的流程，代碼看起來也比較簡單庐镐，后面的會(huì)比較復(fù)雜蒋伦，我會(huì)將時(shí)序圖上傳，方便自己以后復(fù)習(xí)焚鹊。