Android Framework层——App启动过程浅析

1. 关于Android系统的启动

系统的启动过程非常复杂，这里只是简单的了解。 先上谷歌提供的架构分层图⬇

** 引导程序BootLoader进行初始化Linux内核->启动init进程->init进程fork出zygote进程（处于c++ framework层）->zygote进程fork出system_server进程（处于java framework层） **

• system_server进程负责启动和管理整个java framwork层包含ActivityManagerService、PackageManagerService、WindowManagerService等服务
  service的本质是Binder我们可以看ActivityManagerService的实现,是继承了Binder的子类Stub

public class ActivityManagerService extends IActivityManager.Stub
        implements Watchdog.Monitor, BatteryStatsImpl.BatteryCallback, ActivityManagerGlobalLock {}

• Zygote进程fork出的APP层的第一个进程是Launch进程，就是用户看到的桌面
• 所有的app进程都是由zygote进程fork的

2. APP的启动过程

• 当点击桌面app时，launch进程中的startActvity方法通过binder通信调用system_server进程管理的AMS中的startActivity，而AMS又继续调用ATMS(# ActivityTaskManagerService)的StartActivity方法进行真正的启动.
• system_server进程收到消息后向Zygote进程发送创建进程的请求（通过socket通信）
• Zygote进程fork出app进程，并执行ActivityThread的main方法

源码基于android API 31
public static void main(String[] args) {
    //安装sysCall Native与Kernel之间有一层系统调用(SysCall)层
    AndroidOs.install();
    CloseGuard.setEnabled(false);
    Environment.initForCurrentUser();
    //获取用户空间的配置文件
    final File configDir = Environment.getUserConfigDirectory(UserHandle.myUserId());
    TrustedCertificateStore.setDefaultUserDirectory(configDir);
    //初始化每个进程（MediaServiceManager，TelphoneServiceManager） 
    initializeMainlineModules();
    //初始化主线程looper
    Looper.prepareMainLooper();

    long startSeq = 0;
    if (args != null) {
        for (int i = args.length - 1; i >= 0; --i) {
            if (args[i] != null && args[i].startsWith(PROC_START_SEQ_IDENT)) {
                startSeq = Long.parseLong(
                        args[i].substring(PROC_START_SEQ_IDENT.length()));
            }
        }
    }
    //真正的主角
    ActivityThread thread = new ActivityThread();
    thread.attach(false, startSeq);

    if (sMainThreadHandler == null) {
        sMainThreadHandler = thread.getHandler();
    }

    if (false) {
        Looper.myLooper().setMessageLogging(new
                LogPrinter(Log.DEBUG, "ActivityThread"));
    }
    Looper.loop();
    throw new RuntimeException("Main thread loop unexpectedly exited");
}

• 从main方法中可以看到创建ActivityThread之后调用了thread.attach(false, startSeq)方法，并同时初始化ApplicationThread用于和AMS通信
• App进程，通过Binder向sytem_server进程发起attachApplication请求，这里实际上就是APP进程通过Binder调用sytem_server进程中AMS的attachApplication方法，AMS的attachApplication方法的作用是将ApplicationThread对象与AMS绑定
• system_server进程在收到attachApplication的请求，进行一些准备工作后，再通过binder IPC向App进程发送handleBindApplication请求（初始化Application并调用onCreate方法）和scheduleLaunchActivity请求（创建启动Activity）
• App进程的binder线程（ApplicationThread）在收到请求后，通过handler向主线程发送BIND_APPLICATION和LAUNCH_ACTIVITY消息，这里注意的是AMS和主线程并不直接通信，而是AMS和主线程的内部类ApplicationThread通过Binder通信，ApplicationThread再和主线程通过Handler消息交互。
• 主线程在收到Message后，创建Application并调用onCreate方法，再通过反射机制创建目标Activity，并回调Activity.onCreate()等方法
• 到此，App便正式启动，开始进入Activity生命周期，执行完onCreate/onStart/onResume方法，UI渲染后显示APP主界面