Android手機從開機到APP啓動通過的流程

版權聲明：轉載請務必註明做者與原文連接

引言

本文講解從開機到app顯示畫面的流程，但不分析源碼，若是想閱讀源碼請到參考文章中查閱。

本文把這段流程分爲三部分：

• 從開機到顯示應用列表
• 從點擊應用圖標到Activity建立成功
• 從Activity建立成功到顯示畫面

從開機到顯示應用列表

先看流程圖：

開機加電後，CPU先執行預設代碼、加載ROM中的引導程序Bootloader和Linux內核到RAM內存中去，而後初始化各類軟硬件環境、加載驅動程序、掛載根文件系統，執行init進程。

init進程會啓動各類系統本地服務，如SM（ServiceManager）、MS（Media Server）、bootanim（開機動畫）等，而後init進程會在解析init.rc文件後fork()出Zygoto進程。

Zygote會啓動Java虛擬機，經過jni進入Zygote的java代碼中，並建立socket實現IPC進程通信，而後啓動SS（SystemServer）進程。

SS進程負責啓動和管理整個framework，包括AMS（ActivityManagerService）、WMS（WindowManagerService）、PMS（PowerManagerService）等服務、同時啓動binder線程池，當SS進程將系統服務啓動就緒之後，就會通知AMS啓動Home。

AMS經過Intent隱式啓動的方式啓動Launcher，Launcher根據已安裝應用解析對應的xml、經過findBiewById()得到一個RecycleView、加載應用圖標、最後成功展現App列表。

解釋

• 預設代碼：cpu製造廠商會預設一個地址，這個地址是各廠家約定統一的，Android手機會將固態存儲設備ROM預先映射到該地址上；
• Bootloader：相似BIOS，在系統加載前，用以初始化硬件設備，創建內存空間的映像圖，爲最終調用系統內核準備好環境；
• init進程：init進程時Android系統中用戶進程的鼻祖進程，主要做用是啓動系統本地服務、fork出Zygoto進程；
• SM：ServiceManager是一個守護進程，它維護着系統服務和客戶端的binder通訊；
• Zygoto進程：Zygoto進程是全部Java進程的父進程，咱們的APP都是由Zygoto進程fork出來的；
• socket：一種獨立於協議用於兩個應用程序之間的數據傳輸的網絡編程接口，是IPC中的一種；（可是在Android中通常使用Binder來實現IPC，這裏使用socket的緣由後面有寫到）
• SS：Framework兩大重要進程之一（另外一個是Zygote），載着framework的核心服務，系統裏面重要的服務都是SS開啓的；
• AMS：服務端對象，負責系統中全部Activity的生命週期，打開App、Activity的開啓、暫停、關閉都須要AMS來控制；
• WMS：窗口管理服務，窗口的啓動、添加、刪除、大小、層級都是由WMS管理；（下面會解釋什麼是窗口）
• Launcher：Launcher就是系統桌面，主要用來啓動應用桌面，同時管理快捷方式和其餘組件，本質上也是一個應用程序，和咱們的App同樣，也是繼承自Activity，有本身的AndroidManifest；（因此才能夠被AMS用Intent啓動）

Question 1： Zygote進程爲何使用Socket而不是Binder？ fork不容許存在多線程，而Binder通信恰巧就是多線程；

Question 2：什麼是窗口？ Android系統中的窗體是屏幕上的一塊用於繪製各類UI元素並可以響應應用戶輸入的一個矩形區域，從原理上來說，窗體的概念是獨自佔有一個Surface實例的顯示區域，好比Dialog、Activity的界面、壁紙、狀態欄以及Toast等都是窗體；

從點擊應用圖標到Activity建立成功

先看流程圖：

//而後點擊應用圖標後，先檢查要打卡的Activity是否存在
--> Launcher.startActivitySafely()
--> Launcher.startActivity()
--> Activity.startActivity()
--> Activity.startActivityForResult()

//而後獲取AMS的代理AMP
--> Instrumentation.execStartActivity()
--> ActivityManagerNative.getDefault().startActivity()
--> ActivityManagerProxy.startActivity()
--> ActivityManagerService.startActivity()
--> startActivityAsUser(intent, requestCode, userId)
--> ActivityStackSupervisor.startActivityMayWait()
--> ActivityStackSupervisor.resolveActivity()
--> ActivityStackSupervisor.startActivityLocked()
--> new ActivityRecord對象，獲取ActivityStack
--> 找到ActivityStack後Launcher.onPause()

//準備啓動進程
--> ActivityManagerService.startProcessLocked()
//經過socket通知Zygote建立進程
--> zygoteSendArgsAndGetResult()
//建立ActivityThread
--> ActivityThread.main()
//告訴AMS我已經建立好了
--> ActivityThread.attach()
--> ActivityManagerProxy.attachApplication()
--> ActivityMangerService.attachApplication()
//找到Application實例並初始化
--> ActivityMangerService.attachApplicationLocked()

--> ApplicationThread.bindApplication()
//建立Application
--> AcitvityThread.bindApplication()
--> Application.oncreate()

//啓動Activity
--> ActivityStackSupervisor.attachApplicationLocked()
--> ActivityStackSupervisor.realStartActivityLocked()
--> ActivityThread.scheduleLaunchActivity()

//進入UI線程
--> handleLaunchActivity()
--> performLaunchActivity()
//建立Activity實例
--> Instrumentation.newActivity()
--> Activity.onCreate()
複製代碼

解釋

• ActivityThread：App的真正入口。當開啓App以後，會調用main()開始運行，開啓消息循環隊列，這就是傳說中的UI線程或者叫主線程。與ActivityManagerServices配合，一塊兒完成Activity的管理工做；
• ApplicationThread：用來實現ActivityManagerService與ActivityThread之間的交互。在ActivityManagerService須要管理相關Application中的Activity的生命週期時，經過ApplicationThread的代理對象與ActivityThread通信；
• Instrumentation：能夠理解爲應用進程的管家，每一個應用程序只有一個，每一個Activity內都有該對象的引用，ActivityThread要建立或暫停某個Activity時，都須要經過Instrumentation來進行具體的操做；
• ActivityStack：Activity在AMS的棧管理，用來記錄已經啓動的Activity的前後關係，狀態信息等。經過ActivityStack決定是否須要啓動新的進程；
• ActivityRecord：ActivityStack的管理對象，每一個Activity在AMS對應一個ActivityRecord，來記錄Activity的狀態以及其餘的管理信息。其實就是服務器端的Activity對象的映像；

Question 1： 如何判斷APP是否已經啓動？ AMS會保存一個ProcessRecord信息，有兩部分構成，「uid + process」，每一個應用工程序都有本身的uid，而process就是AndroidManifest.xml中Application的process屬性，默認爲package名。每次在新建新進程前的時候會先判斷這個 ProcessRecord 是否已存在，若是已經存在就不會新建進程了，這就屬於應用內打開 Activity 的過程了。

從Activity建立成功到顯示畫面

onCreate()方法中先執行setContentView()方法將對應的xml文件傳入，以後會去調用window.setContentView()，最終會在這裏建立Decorview並填充標題欄、狀態欄，而後獲取contentParent，而後調用LayoutInflater.inflate解析xml文件獲取根root（ViewRootImpl），經過root.addView()將contentParent添加到ViewRootImpl中去，至此onCreate()結束。

開始onResume()階段，在開始會向H類發送一個消息，而後在ActivityThread中獲取以前建立的Decorview並調用windowManager.add()，最後在windowManager中將窗口和窗口的參數傳到root.setView()，而後ViewRoot經過Binder調用WMS，使WMS所在的SS進程接收到按鍵事件時，能夠回調到該root，同時ViewRoot會向本身的handler發送一條消息，而後進行處理（performTraversals），以後開始繪製過程（在Surface的canvas上繪製）。

先利用MeasureSpec完成onmeasure()，而後在onlayout()中肯定各元素的座標，ondraw()負責將view畫到canvas上，再經過Surface進行跨進程最終調用Native層的SGL、openGI，最後再去調用硬件CPU進行渲染操做，最終界面顯示在你眼前

解釋

• DecorView：界面的根View，PhoneWindow的內部類
• contentParent：全部View的根View，在DecorView裏面
• ViewRootImpl：ViewRoot是GUI管理系統與GUI呈現系統之間的橋樑，WindowManager經過ViewRootImpl與DecorView起聯繫。而且，View的繪製流程都是由ViewRootImpl發起的
• SGL：底層的2D圖形渲染引擎

參考文章：

• gityuan.com/android/
• www.jianshu.com/p/af8e1ebdf…
• blog.csdn.net/lb84_007/ar…
• blog.csdn.net/freekiteyu/…
• blog.csdn.net/qq_39037047…
• baijiahao.baidu.com/s?id=161707…