Android啟動流程解析：完整地分解Android系統啟動過程

Android啟動流程可以說是整個系統運行的基礎，了解其啟動過程可以更好地編寫自己的應用。本文將對Android系統啟動流程進行詳細的分析，幫助讀者更好地理解Android系統啟動的整個過程。

一、Bootloader

當Android設備開機時，首先執行的是bootloader，其主要作用是引導Linux內核的啟動。Bootloader程序運行時會載入內核鏡像和文件系統鏡像到內存中，然後跳轉到內核的啟動地址，將控制權交給內核。

    .text
    .globl _start
    _start:
    /* perform power-on self-tests */
    test   %al, %al
    jne        got_linux
 
    /* program FPGA */
    call      program_fpga
    cmp  %al, %al
    jne     got_linux
 
    /* invoke BIOS */
    call      setup_bios
    cmp  %al, %al
    jne     got_linux
 
    /* boot Linux kernel */
    call      boot_linux

二、Linux內核

在引導程序的幫助下，Linux內核開始啟動，其主要作用是建立系統的第一個進程，該進程即是用戶空間的init進程。內核啟動後會完成以下操作：

● 提取自己的代碼和數據到RAM中。

● 初始化硬體設備，設置內存和中斷控制器。

● 構建虛擬文件系統。

● 啟動第一個用戶空間進程init。

    /* Set up memory and interrupts */
    setup_arch(&command_line);
 
    /* Do CPU specific initialisation */
    (void)cpu_init();
 
    /* Initialize scheduler */
    scheduler_init();
 
    /* Call init function of each module */
    initcall_start = &__initcall_start;
    initcall_end = &__initcall_end;
    for (; initcall_start<initcall_end; initcall_start++)
        (*initcall_start)();
 
    /* Start init */
    init();

三、init進程

當init進程啟動後，系統的大部分服務和進程都已經準備就緒，因此，init進程會在執行自己的初始化操作之後，開始啟動其他系統服務和進程。下面是init進程的主要作用：

● 載入init.rc配置文件，從而啟動其他服務和進程。

● 執行各個服務的初始化腳本，使其進入運行狀態。

● 啟動標準輸入輸出服務，該服務提供了與設備交互的介面。

    /* Main function */
    int main(int argc, char **argv)
    {
        struct init_action *act;
 
        /* Setup signal handlers */
        setup_signal_handlers();
 
        /* Open log */
        open_log();
 
        /* Parse args */
        parse_args(argc, argv);
 
        /* Register action drivers */
        register_action_drivers();
 
        /* Execute scripts from /init.*.rc */
        execute_scripts();
 
        /* Execute the default action */
        act = find_action("default");
        execute_action(act);
 
        /* Daemonize */
        if (!FLAG_NO_DAEMON)
            daemonize();
 
        return 0;
    }

四、Zygote進程

Zygote進程是Android系統中的重要進程之一，其主要作用是為所有新建的進程提供創建和初始化的模板。Zygote進程啟動後會完成以下操作：

● fork出多個子進程，用於處理用戶應用程序請求。

● 註冊ActivityManager和SystemServer進程。

● 將應用程序的資源文件與進程相關的信息載入到內存中。

    /* Main function */
    int main(int argc, char **argv)
    {
        pid_t pid;
        int retval;
 
        /* Determine caller user ID */
        determine_user_id(argv);
 
        /* Create socket pair */
        create_socketpair();
 
        /* Fork */
        pid = fork();
        if (pid == 0) {
            /* Child process */
            close(child_socket);
            retval = zygote_child(argv);
        } else {
            /* Parent process */
            close(parent_socket);
            retval = zygote_parent(pid);
        }
 
        return retval;
    }

五、ActivityManager進程

ActivityManager進程是用戶界面的管理者，負責為用戶界面提供支持，並協調各個界面之間的切換和數據共享。其主要作用如下：

● 接收Intent請求，並啟動相應的應用程序組件。

● 監聽其他進程的狀態，以便可以及時更新UI。

● 維護應用程序窗口的狀態，管理窗口的打開和關閉。

    /* Main function */
    int main(int argc, char **argv)
    {
        /* Start up */
        start_up();
 
        /* Loop */
        while (1) {
            /* Process requests */
            if (process_request() == 0)
                break;
        }
 
        /* Shut down */
        shut_down();
 
        return 0;
    }

六、SystemServer進程

SystemServer進程是Android系統中的最後一個進程啟動，負責構建和啟動系統的各個服務組件，其主要作用如下：

● 啟動屬性服務對象，提供屬性對象靜態和動態屬性的訪問。

● 啟動ActivityManagerService服務，管理應用程序的生命周期。

● 啟動PackageManagerService服務，管理應用程序的安裝和卸載。

● 啟動WindowManagerService服務，管理窗口和用戶界面。

    /* Main function */
    int main(int argc, char **argv)
    {
        /* Start up */
        start_up();
 
        /* Create services */
        create_services();
 
        /* Register listeners */
        register_listeners();
 
        /* Loop */
        while (1) {
            /* Process requests */
            if (process_request() == 0)
                break;
        }
 
        /* Shut down */
        shut_down();
 
        return 0;
    }

總結

通過對Android系統啟動流程的分析，我們可以了解到整個Android系統是如何啟動的，了解每個進程具體的作用，以及系統各個組件是如何相互協作的。同時，學習Android系統啟動流程有助於簡化自己的應用程序開發，提高自己的編程水平。