一、简介

众所周知，Android系统的本质是一个基于Linux系统的、自由且开放源代码的应用程序，它的启动和运行都是依托Linux系统为内核而实现的，因此，Android 系统的启动流程主要包括Linux内核启动和Android框架启动两大阶段。


 

二、Linux内核启动

 1、 加载内核引导程序bootloader

当电源按下，引导芯片代码开始从预定义的模块开始执行，加载引导程序到RAM中去执行，因此在启动Linux内核系统之前会加载内核引导程序bootloader ，加载完成后进入Linux 内核程序。

 

Android引导程序可以在\bootable\bootloader\legacy\usbloader找到。
传统的加载器包含的个文件，需要在这里说明：

init.s   初始化堆栈，清零BBS段，调用main.c的_main()函数；

main.c          初始化硬件（闹钟、主板、键盘、控制台），创建linux标签。

 

2、加载Linux内核

 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。

Linux加载的最后阶段启动执行第一个用户级进程init（内核引导参数上一般都会设置“init=/init”，由kernel自动执行，PID为1，是所有进程的父进程）。由此进入Android框架的启动阶段。

 

三、Android框架的启动

Android框架层启动阶段是Android系统启动中最复杂、也是最重要的部分，Android框架层的启动始于init进程，启动过程概括起来可以分为以下几个主要的阶段：

 

1、    启动init进程

对于Linux系统的运行来说，init程序是最基本的程序之一，它是内核启动的第一个用户级进程，因此，init进程也是Android系统中用户空间的第一个进程，它的进程号PID是1。

init进程可以在/system/core/init找到，其的入口函数是/system/core/init/init.c中的main函数;

init.rc文件路径：/system/core/rootdir/init.rc；

 

总体而言， init进程执行了以下工作：

1、创建 "/dev/socket" 文件夹，并挂载设备；

2、parse_config_file("/init.rc")解析配置文件init.rc；

3、parse_config_file(tmp)解析硬件配置 init.hardware.rc；

4、执行各阶段的配置，如：创建Zygote进程；

5、property_init()   初始化相关属性；

6、start_property_service()启动属性服务。

此后，init进程将会进行无限循环，并等待配置解析完成、某些服务的启动和后续相关联的操作发生。如初始化开机首画面、处理来自socket监听等。

 

2、解析init.rc脚本

init.rc脚本文件中配置Andoid系统Framework层重要的系统服务，init进程通过创建子进程启动这些服务，这里创建的service都属于native服务，运行在Linux空间，通过socket向上层提供特定的服务，并以守护进程的方式运行在后台。

通过解析init.rc脚本，系统启动了以下几个重要的服务：

1）ServiceManager：启动binder IPC，管理所有的Android系统服务

2）Mountd：设备安装Daemon，负责设备安装及状态通知

3）Debuggerd：启动debug system，处理调试进程的请求

4）Rild：启动radio interface layer daemon服务，处理电话相关的事件和请求

5）MediaServer：启动AudioFlinger,MediaPlayerService and CameraService，负责多媒体播放相关的功能，包括音视频解码、显示输出

6）Zygote：进程孵化器，启动Android Java VM Runtime进程和SystemServer子进程，负责Android应用进程的孵化工作。

 


3、启动zygote服务

在Android系统中，所有的应用程序进程以及系统服务进程（SystemServer进程）都是由Zygote进程孕育（fork）出来的，这也就是为什么要把它称为Zygote（受精卵）的原因。

在Java中，不同的虚拟机对象会为不同的应用分配不同的内存。假如Android应用应该尽可能快地启动，但如果Android系统为每一个应用启动不同的Dalvik虚拟机实例，就会消耗大量的内存以及时间。因此，为了克服这个问题，Android系统创造了”Zygote”。

Zygote是一个虚拟机进程，他在系统引导的时候启动，他的存在让Dalvik虚拟机共享代码、低内存占用以及最小的启动时间成为可能。

Zygote进程孵化了所有的Android应用进程，是Android Framework的基础，该进程的启动也标志着Framework框架初始化启动的开始，Zygote预加载以及初始化了Android Framework层最常用的、最核心的库。

Zygote服务进程的主要功能：

（1）注册底层功能的JNI函数到虚拟机：registerZygoteSocket()：为zygote注册一个Socket服务器；

（2）预加载java类和资源：preloadResources()：预加载本地主题、布局以及android.R文件中包含的所有东西，此时，我们可以看到 bootanimation 开机动画；

（3）fork并启动SystemServer系统核心进程；

（4）作为守护进程监听处理“孵化新进程”的请求。


4、启动SystemServer进程

SystemServer进程在Android的运行环境中扮演了“神经中枢”的作用，Android应用能够直接交互的大部分系统服务都在该进程中运行，如WindowManagerServer、ActivityManagerSystemService、PackageManagerServer等，这些我们经常用到的系统服务，都是以独立线程的方式存在于SystemServer进程中。

 

System Server进程的主要功能：

（1）调用本地 init1(system_init) 函数，加载android servers底层函数库；

（2）调用本地 init1(system_init) 函数，启动android系统中的本地服务 native service：AudioFlinger / MediaPlayerService / Ca'meraService等；

（3）调用 init2(...) 函数，创建ServerThread线程，在run(...)方法中创建Android系统服务SystemService ,并注册到ServiceManager，它们都运行在独立的线程中

（4）调用 init2(...) 函数，创建ServerThread线程，在run(...)方法中建立Looper消息循环：通过Looper.prepare和Looper.loop来实现，用于处理System Server进程中的事件消息；


四、启动Home应用层

在SystemServer进程中， init2(...) 函数创建了ServerThread线程，创建并注册了众多的系统服务，当所有的系统服务在内存中运行起来后，Android系统就完成了开机引导。

此后，run()函数会在调用到ActivityManagerService中的systemReady（）方法，该方法实现了如下代码用于启动第一个Activity：mMainStack.resumeTopActivityLocked(null);


由于系统刚启动时没有任何Activity对象，代码最终会调用ActivityManagerService中的startHomeActivityLocked（）函数启动Android系统APK层的首个Home应用：Launcher，即系统首页。