Android系统全貌 (转)

转自Gityuan的Android开篇，对自我学习作进一步整理。

Android系统以Linux内核作为基底，上层采用Native层和Java层。系统分为内核空间和用户空间，并通过系统调用（Syscall）连通。用户空间主要采用C++和Java代码实现，通过JNI技术连通Java层和Native层（C/C++）。

图片来源 GITYUAN

Loader层

• Boot ROM: 电源按下,引导芯片代码开始从预定义的地方（固化在ROM）开始执行.加载引导程序到RAM,然后执行.
• Boot Loader: 这是Android系统系统之前的引导程序，主要用来检测外部的RAM以及设置网络、内存、初始化硬件参数等.

Kernel层

Kernel层是指Android内核层，到这里才刚刚开始进入Android系统。

• 启动Kernel的swapper进程(pid=0)：该进程又称为idle进程, 系统初始化过程Kernel由无到有开创的第一个进程, 用于初始化进程管理、内存管理，加载Display,Camera Driver，Binder Driver等相关工作(图中kernel层蓝色区块)；
• 启动kthreadd进程（pid=2）：是Linux系统的内核进程，会创建内核工作线程kworkder，软中断线程ksoftirqd，thermal等一系列内核守护进程。kthreadd进程是所有内核进程的父进程。

Linux内核加载主要包括初始化kernel核心（内存初始化，打开中断，初始化进程表等）、初始化驱动、启动内核后台（daemons)线程、安装根（root)文件系统等。后续启动第一个用户级进程init（pid=1）.

Native层

Native层主要包括启动init进程（Android的第一个用户空间进程）、HAL层（硬件抽象层）以及开机动画等。init进程是所有用户进程的鼻祖。同时init进程也会孵化一系列用户进程，还会启动关键的服务以及孵化Zygote进程。

• init进程会孵化出ueventd、logd、healthd、installd、adbd、lmkd等用户守护进程；
• init进程还启动servicemanager(binder服务管家)、bootanim(开机动画)等重要服务
• init进程孵化出Zygote进程，Zygote进程是Android系统的第一个Java进程，Zygote是所有Java进程的父进程，Zygote进程本身是由init进程孵化而来的。

• kthreadd进程: 是所有内核进程的父进程
• init进程 ： 是所有用户进程的父进程(或者父父进程)
• zygote进程 ： 是所有上层Java进程的父进程，另外zygote的父进程是init进程。

Framework层

如图，Framework层分为Java Frameword和C++ Framework，分别由system_server进程和media_server进程负责启动和管理。

Zygote本身是一个Native的应用程序，刚开始的名字为“app_process”，运行过程中，通过系统调用将自己名字改为Zygote。在图中的红色线，便是Zygote fork出来的进程，所有的App进程都是由Zygote fork产生的。

image.png

• Zygote进程，是由init进程通过解析init.rc文件后fork生成的，Zygote进程主要包含：
  加载ZygoteInit类，注册Zygote Socket服务端套接字；
  加载虚拟机；
  preloadClasses；
  preloadResouces。
• System Server进程，是由Zygote进程fork而来，System Server是Zygote孵化的第一个进程，System Server负责启动和管理整个Java framework，包含ActivityManager，PowerManager等服务。
• Media Server进程，是由init进程fork而来，负责启动和管理整个C++ framework，包含AudioFlinger，Camera Service，等服务。

App层

• Zygote进程孵化出的第一个App进程是Launcher，这是用户看到的桌面App；
• Zygote进程还会创建Browser，Phone，Email等App进程，每个App至少运行在一个进程上。
• 所有的App进程都是由Zygote进程fork生成的。

Syscall && JNI

• Native与Kernel之间有一层系统调用(SysCall)层，见Linux系统调用(Syscall)原理;
• Java层与Native(C/C++)层之间的纽带JNI，见Android JNI原理分析。

Andorid的启动过程
Android进程整理