Android 系统的启动流程

第一步,当用户按下手机电源键时,首先会从 ROM 中预定义的地方加载引导程序 Boot Loader 到 ARM 中;

  • ROM(Ready-Only-Memory):只读存储器,只能读出无法写入,即便是切断电源数据也不会丢失;

  • RAM(Random Access Memory):随机存取存储器,与 CPU 直接交换数据,随时读写,一旦断电,存储的数据也将丢失;

第二步,加载引导程序(Boot Loader);

  • Boot Loader 是 Android 系统启动前运行的一个微型程序,负责初始化硬件并加载操作系统内核(Linux Kernel);

第三步,启动 Linux Kernel,设置内存管理、进程调度、设备驱动等核心功能;

  • 在内核完成各种设置后,首先会在系统文件中寻找 init.rc 文件,启动 init 进程;

第四步,启动 init 进程;

  • init 进程时第一个用户级别的进程,进程号固定为 1。是所有用户空间进程的祖先;

  • init 进程的主要工作有:

    • 创建(mkdir)和挂载(mount)启动所需要的文件目录;

    • 初始化和启动属性服务(property service);

    • 解析 init.rc 配置文件并启动 Zygote 进程、Service Manager 进程等。Service Manager 主要用于管理系统服务;

第五步,启动 Zygote 进程。Zygote 进程是 Android 应用进程的孵化器;

  • Android 系统中有两种程序,一种是 Java 应用程序,主要是基于 ART(Android Runtime),所有的应用程序都属于这一类;另一种是 Native 程序,也就是 C/C++ 开发的程序,如 Boot Animation(开机动画);

  • 所有的 Java 应用程序以及 system_server 进程都是由 Zygote 进程 fork 出来的;Native 进程则是由 init 进程创建的;

  • Zygote 进程是通过 Socket 的方式与其他进程通信的,这里的“其他进程”主要指的是 system_server 进程;

第六步:启动 system_server 进程;

  • Zygote 进程孵化出 system_server 进程,该进程负责启动和管理 Android 的核心系统服务,如 ActivityManagerService - AMS、ActivityTaskManagerService - ATMS、WindowManagerService - WMS、PackageManagerService - PMS 等服务进程;

  • system_server 进程将这些服务注册到 Service Manager 中,以便其他进程可以通过 Binder 访问这些服务;

  • 在 system_server 进程启动并管理好核心服务后,系统会加载用户界面(如启动动画)。此时,用户可以在屏幕上看到 Android Logo 和启动动画;

  • 一旦系统启动完成,用户安装的应用程序也会被加载,用户可以可以使用各种应用程序和功能;

第七步,启动 Launcher 应用;

  • system_server 进程通过 ActivityTaskManagerService - ATMS 向 Zygote 进程发送请求,创建 Launcher 应用的进程,这就是用户看到的“手机桌面”;

  • 用户通过 Launcher 应用启动其他应用,系统会根据需要创建其他的应用进程;

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