Android世界第一个activity启动过程

Android世界第一个activity启动过程

第一次使用Markdown，感觉不错。

Android系统从按下开机键一直到launcher的出现，是一个如何的过程，中间都做出了什么操作呢。带着这些疑问開始源代码之旅。

像windows操作系统一样，每一个系统的启动都会有一个引导程序，在linux中，当引导程序启动linux内核后，会载入各种驱动和数据结构。当有了驱动之后。開始载入Android系统，開始进入linux世界的第一个进程：init进程。

在init.c的main中：

    int main(int argc, char **argv){
            umask(0);// 清除文件的默认属性
            mkdir("/dev", 0755); // 创建文件、挂载文件等操作
            ........
            init_parse_config_file("/init.rc");  // 解析文件
            .........
    }

在init.rc文件里：（该文件在system/core/rootdir文件夹下）

    // 设置一些全局环境变量
    export PATH /sbin:/vendor/bin:/system/sbin:/system/bin:/system/xbin
    export LD_LIBRARY_PATH /vendor/lib:/system/lib
    ..............
    // 创建主要的文件系统结构
    mkdir /data/misc 01771 system misc
    ..............
    // 启动一些服务
    service zygote /system/bin/app_process -Xzygote /system/bin --zygote --start-system-server
    socket zygote stream 666
    onrestart write /sys/android_power/request_state wake
    onrestart write /sys/power/state on
    onrestart restart media
    onrestart restart netd
    .............

最重要的是这个zygote进程。zygote就是一个孵化器，相似于母进程一样，能够fork出非常多的子进程。是Android的一个母进程，用来启动Android的其它服务进程。当media、netd等服务进程销毁后。zygote进程会自己主动重新启动这些服务进程

在App_Main.cpp文件里：

    int main(int argc, const char* const argv[]){
            ............................
             bool startSystemServer = (i < argc) ?
             strcmp(argv[i], "--start-system-server") == 0 : false;
             setArgv0(argv0, "zygote");
            set_process_name("zygote");
            runtime.start("com.android.internal.os.ZygoteInit",startSystemServer);
    }

在AndroidRuntime的start方法中

    void AndroidRuntime::start(const char* className, const bool startSystemServer){
            ....................
            //   开启java虚拟机，并载入好jni执行环境
            if (startVm(&mJavaVM, &env) != 0)
                goto bail;
            .............
            // 利用jni与java进行交互，载入ZygoteInit类
            startClass = env->FindClass(slashClassName);
            if (startClass == NULL) {
                LOGE("JavaVM unable to locate class '%s'\n", slashClassName);
            } else {
                // 利用jni调用ZygoteInit类中的main方法
                startMeth = env->GetStaticMethodID(startClass, "main","([Ljava/lang/String;)V");
                if (startMeth == NULL) {
                    LOGE("JavaVM unable to find main() in '%s'\n", className);
            } else {
                env->CallStaticVoidMethod(startClass, startMeth, strArray);
                if (env->ExceptionCheck())
                        threadExitUncaughtException(env);
            }
    }

在ZygoteInit.java中：

    public static void main(String argv[]) {
            // 设置Android执行时的最小堆大小5M
            VMRuntime.getRuntime().setMinimumHeapSize(5 * 1024 * 1024);
            ..............
            // 预载入一些经常使用的类。这些经常使用的类在2.3中有1800个左右，在4.2源代码中大概有2400多个经常使用的
            // 像有些手机厂商手机的启动速度较快的，预计是对这里进行了优化
            preloadClasses();
            // 载入一些资源文件。array、drawable、color等xml文件
            preloadResources();
            ..............
             if (argv[1].equals("true")) {
                     //在SystemServer类中fork系统服务进程
                    startSystemServer();
             } else if (!argv[1].equals("false")) {
                    throw new RuntimeException(argv[0] + USAGE_STRING);
             }
    }
     private static boolean startSystemServer() throws MethodAndArgsCaller, RuntimeException {
             String args[];
            String ashmem_size = System.getProperty("gralloc.ashmem_size");
            if ((null != ashmem_size) && (0 != ashmem_size.length())) {
                args = new String[] {
                    "--setuid=1000",
                    "--setgid=1000",
                    "--setgroups=1001,1002,1003,1004,1005,1006,1007,1008,1009,1010,1018,3001,3002,3003,3006",
                    "--capabilities=130104352,130104352",
                    "--rlimit=8,",
                    "--runtime-init",
                    "--nice-name=system_server",
                    "com.android.server.SystemServer",
                };
                args[4] = args[4].concat(ashmem_size);
                args[4] = args[4].concat(",");
                args[4] = args[4].concat(ashmem_size);
            } else {
                args = new String[] {
                    "--setuid=1000",
                    "--setgid=1000",
                    "--setgroups=1001,1002,1003,1004,1005,1006,1007,1008,1009,1010,1018,3001,3002,3003,3006",
                    "--capabilities=130104352,130104352",
                    "--runtime-init",
                    "--nice-name=system_server",
                    "com.android.server.SystemServer",
                };
            }
            ..............................
            pid = Zygote.forkSystemServer(
                parsedArgs.uid, parsedArgs.gid,
                parsedArgs.gids, debugFlags, rlimits,
                parsedArgs.permittedCapabilities,
                parsedArgs.effectiveCapabilities);
    } catch (IllegalArgumentException ex) {
        throw new RuntimeException(ex);
    }

SystemServer类中：

     native public static void init1(String[] args);
             .........
             System.loadLibrary("android_servers");
             init1(args);
             .........
     }

首先载入android_servers这个so库，这个库在于systemServer父文件夹同级别下的jni文件夹中。相应的c文件是com_android_server_SystemServer.c。然后调用库中的init1方法，

     extern "C" int system_init();
    static void android_server_SystemServer_init1(JNIEnv* env, jobject clazz)
    {
        system_init();
    }
    static JNINativeMethod gMethods[] = {
        { "init1", "([Ljava/lang/String;)V", (void*) android_server_SystemServer_init1 },
    };

int register_android_server_SystemServer(JNIEnv* env)
{
return jniRegisterNativeMethods(env, "com/android/server/SystemServer",
        gMethods, NELEM(gMethods));
}

我们能够看到init1被注冊到了android_server_SystemServer_init1 这种方法上了，在android_server_SystemServer_init1 方法中调用了system_init方法。这种方法出如今System_init.cpp中

extern "C" status_t system_init()
{
// 开启传感器服务
SensorService::instantiate();
if (!proc->supportsProcesses()) {
    AudioFlinger::instantiate();
    // 启动媒体播放服务
    MediaPlayerService::instantiate();
    CameraService::instantiate();
    AudioPolicyService::instantiate();
}
// 启动Android执行时
AndroidRuntime* runtime = AndroidRuntime::getRuntime();
.................
runtime->callStatic("com/android/server/SystemServer", "init2");
.................
return NO_ERROR;

在System_init.cpp类中的system_init()方法中：利用runtime 调用SystemServer的init2方法，init2方法描写叙述例如以下：

public static final void init2() {
    // 開始进入Android系统服务
    Thread thr = new ServerThread();
    thr.setName("android.server.ServerThread");
    thr.start();
}

在run方法中：

...........
// 实例化各种系统服务
ContentService.main(context,factoryTest == SystemServer.FACTORY_TEST_LOW_LEVEL);
Slog.i(TAG, "System Content Providers");
ActivityManagerService.installSystemProviders();
Slog.i(TAG, "Battery Service");
battery = new BatteryService(context);
ServiceManager.addService("battery", battery);
Slog.i(TAG, "Lights Service");
lights = new LightsService(context);
............
ServiceManager.addService("vibrator", new VibratorService(context));
............
 ((ActivityManagerService)ActivityManagerNative.getDefault())
            .systemReady(new Runnable() {
        public void run() {
            ........
        });

ServerThread线程任务主要是new出系统的服务，然后加入到serviceManager统一管理，最后调用ActivityManagerService的systemReady方法中执行了mMainStack.resumeTopActivityLocked(null);也就是打开了第一个activity。

  final boolean resumeTopActivityLocked(ActivityRecord prev) {
    // 寻找没有被finish掉的第一个activity
    ActivityRecord next = topRunningActivityLocked(null);
    final boolean userLeaving = mUserLeaving;
    mUserLeaving = false;
    if (next == null) {
        if (mMainStack) {
            // 没有activity，启动launcher
            return mService.startHomeActivityLocked();
        }
    }
    .....................
  }

到此，Android世界的第一个activity已经成功启动，它就是Launcher中的主activity。