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  • 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'
    ", 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'
    ", 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。

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