Android啟動過程深入解析

當按下Android設備電源鍵時究竟發生了什么？

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Android的啟動過程是怎么樣的？

什么是Linux內核？

桌面系統linux內核與Android系統linux內核有什么區別？

什么是引導裝載程序？

什么是Zygote？

什么是X86以及ARM linux？

什么是init.rc?

什么是系統服務？

當我們想到Android啟動過程時，腦海中總是冒出很多疑問。本文將介紹Android的啟動過程，希望能幫助你找到上面這些問題的答案。

Android是一個基于Linux的開源操作系統。x86（x86是一系列的基于intel 8086 CPU的計算機微處理器指令集架構）是linux內核部署最常見的系統。然而，所有的Android設備都是運行在ARM處理器（ARM 源自進階精簡指令集機器，源自ARM架構）上，除了英特爾的Xolo設備()。Xolo來源自凌動1.6GHz x86處理器。Android設備或者嵌入設備或者基于linux的ARM設備的啟動過程與桌面版本相比稍微有些差別。這篇文章中，我將解釋Android設備的啟動過程。深入linux啟動過程是一篇講桌面linux啟動過程的好文。

當你按下電源開關后Android設備執行了以下步驟。

此處圖片中step2中的一個單詞拼寫錯了，Boot Loaeder應該為Boot Loader（多謝@jameslast 提醒）

第一步：啟動電源以及系統啟動

當電源按下，引導芯片代碼開始從預定義的地方（固化在ROM）開始執行。加載引導程序到RAM，然后執行。

第二步：引導程序

引導程序是在Android操作系統開始運行前的一個小程序。引導程序是運行的第一個程序，因此它是針對特定的主板與芯片的。設備制造商要么使用很受歡迎的引導程序比如redboot、uboot、qi bootloader或者開發自己的引導程序，它不是Android操作系統的一部分。引導程序是OEM廠商或者運營商加鎖和限制的地方。

引導程序分兩個階段執行。第一個階段，檢測外部的RAM以及加載對第二階段有用的程序；第二階段，引導程序設置網絡、內存等等。這些對于運行內核是必要的，為了達到特殊的目標，引導程序可以根據配置參數或者輸入數據設置內核。

Android引導程序可以在bootablebootloaderlegacyusbloader找到。

傳統的加載器包含的個文件，需要在這里說明：

init.s初始化堆棧，清零BBS段，調用main.c的_main()函數；

main.c初始化硬件（鬧鐘、主板、鍵盤、控制臺），創建linux標簽。

更多關于Android引導程序的可以在這里了解。

第三步：內核

Android內核與桌面linux內核啟動的方式差不多。內核啟動時，設置緩存、被保護存儲器、計劃列表，加載驅動。當內核完成系統設置，它首先在系統文件中尋找”init”文件，然后啟動root進程或者系統的第一個進程。

第四步：init進程

init是第一個進程，我們可以說它是root進程或者說有進程的父進程。init進程有兩個責任，一是掛載目錄，比如/sys、/dev、/proc，二是運行init.rc腳本。

init進程可以在/system/core/init找到。

init.rc文件可以在/system/core/rootdir/init.rc找到。

readme.txt可以在/system/core/init/readme.txt找到。

對于init.rc文件，Android中有特定的格式以及規則。在Android中，我們叫做Android初始化語言。

Action（動作）：動作是以命令流程命名的，有一個觸發器決定動作是否發生。

語法

1

2

3

4

5

; html-script: false ]

on trigger

command

command

command

Service（服務）：服務是init進程啟動的程序、當服務退出時init進程會視情況重啟服務。

語法

1

2

3

4

5

; html-script: false ]

service name pathname [argument]*

option

option

...

Options（選項）

選項是對服務的描述。它們影響init進程如何以及何時啟動服務。

咱們來看看默認的init.rc文件。這里我只列出了主要的事件以及服務。

Table

Action/Service

描述

on early-init

設置init進程以及它創建的子進程的優先級，設置init進程的安全環境

on init

設置全局環境，為cpu accounting創建cgroup(資源控制)掛載點

on fs

掛載mtd分區

on post-fs

改變系統目錄的訪問權限

on post-fs-data

改變/data目錄以及它的子目錄的訪問權限

on boot

基本網絡的初始化，內存管理等等

service servicemanager

啟動系統管理器管理所有的本地服務，比如位置、音頻、Shared preference等等…

service zygote

啟動zygote作為應用進程

在這個階段你可以在設備的屏幕上看到“Android”logo了。

第五步

在Java中，我們知道不同的虛擬機實例會為不同的應用分配不同的內存。假如Android應用應該盡可能快地啟動，但如果Android系統為每一個應用啟動不同的Dalvik虛擬機實例，就會消耗大量的內存以及時間。因此，為了克服這個問題，Android系統創造了”Zygote”。Zygote讓Dalvik虛擬機共享代碼、低內存占用以及最小的啟動時間成為可能。Zygote是一個虛擬器進程，正如我們在前一個步驟所說的在系統引導的時候啟動。Zygote預加載以及初始化核心庫類。通常，這些核心類一般是只讀的，也是Android SDK或者核心框架的一部分。在Java虛擬機中，每一個實例都有它自己的核心庫類文件和堆對象的拷貝。

Zygote加載進程

加載ZygoteInit類，源代碼：/frameworks/base/core/java/com/android/internal/os/ZygoteInit.java

registerZygoteSocket()為zygote命令連接注冊一個服務器套接字。

preloadClassed “preloaded-classes”是一個簡單的包含一系列需要預加載類的文本文件，你可以在/frameworks/base找到“preloaded-classes”文件。

preloadResources() preloadResources也意味著本地主題、布局以及android.R文件中包含的所有東西都會用這個方法加載。

在這個階段，你可以看到啟動動畫。

第六步：系統服務或服務

完成了上面幾步之后，運行環境請求Zygote運行系統服務。系統服務同時使用native以及java編寫，系統服務可以認為是一個進程。同一個系統服務在Android SDK可以以System Services形式獲得。系統服務包含了所有的System Services。

Zygote創建新的進程去啟動系統服務。你可以在ZygoteInit類的”startSystemServer”方法中找到源代碼。

核心服務：

啟動電源管理器；

創建Activity管理器；

啟動電話注冊；

啟動包管理器；

設置Activity管理服務為系統進程；

啟動上下文管理器；

啟動系統Context Providers；

啟動電池服務；

啟動定時管理器；

啟動傳感服務；

啟動窗口管理器；

啟動藍牙服務；

啟動掛載服務。

其他服務：

啟動狀態欄服務；

啟動硬件服務；

啟動網絡狀態服務；

啟動網絡連接服務；

啟動通知管理器；

啟動設備存儲監視服務；

啟動定位管理器；

啟動搜索服務；

啟動剪切板服務；

啟動登記服務；

啟動壁紙服務；

啟動音頻服務；

啟動耳機監聽；

啟動AdbSettingsObserver（處理adb命令）。

第七步：引導完成

一旦系統服務在內存中跑起來了，Android就完成了引導過程。在這個時候“ACTION_BOOT_COMPLETED”開機啟動廣播就會發出去。

Android 之 Service（一）啟動，綁定服務

Service（服務）一個運行在后臺執行長時間運行的操作組件，它不提供任何用戶界面，作為與Activity同級的組件，它依舊是運行在主線程中。

其它組件可以啟動一個Service，當這個Service啟動之后便會在后臺執行，這里需要注意，由于是在主線程中，所以我們需要另外開啟一個線程來執行我們的耗時操作。

此外，一個組件還可以與一個Service進行綁定來實現組件之間的交互，甚至可以執行IPC（Inter-Process Communication）進程間通信。

Service可以在后臺執行很多任務，比如處理網絡事務，播放音樂，文件讀寫或者與一個內容提供者交互，等等。

本地服務（Local）

該服務依附在主進程上而不是獨立的進程，這樣在一定程度上節約了資源，另外本地服務因為是在同一進程因此不需要IPC，也不需要AIDL。相應bindService會方便很多，當主進程被Kill后，服務便會終止。一般使用在音樂播放器播放等不需要常駐的服務。

遠程服務(Remote Service)

該服務是獨立的進程，對應進程名格式為所在包名加上你指定的android:process字符串。一般定義方式 android:process=":service" 由于是獨立的進程，因此在Activity所在進程被Kill的時候，該服務依然在運行，不受其他進程影響，有利于為多個進程提供服務具有較高的靈活性。由于是獨立的進程，會占用一定資源，并且使用AIDL進行IPC比較麻煩。一般用于系統的Service，這種Service是常駐的。

startService啟動的服務

用于啟動一個服務執行后臺任務，不與組件進行通信，停止服務使用stopService。 當一個應用組件比如activity通過調用startService()來啟動一個服務的時候，服務便處于啟動狀態。一旦啟動，服務可以在后臺無限期地運行下去，即使當啟動它的組件已經銷毀。通常情況下，一個啟動的service執行一個單一的操作并且不會返回任何結果給調用者。

bindService啟動的服務

用于啟動的服務需要進行通信。停止服務使用unbindService。 當一個應用組件通過調用bindService()來與一個服務綁定時，服務便處于綁定狀態。一個綁定的服務提供了一個客戶端-服務器端接口來允許組件與服務進行交互，發送請求，得到結果甚至通過IPC進程間通信來完成操作。只有當其它組件與服務進行綁定時，服務才會處于綁定狀態。多個組件可以同時與服務綁定，但是當他們全部都解除綁定時，服務就會銷毀。

2.BindService：

如果一個Service在某個Activity中被調用bindService方法啟動，不論bindService被調用幾次，Service的 onCreate 方法只會執行一次，同時 onStartCommand 方法始終不會調用。當建立連接后，Service會一直運行，除非調用unbindService來接觸綁定、斷開連接或調用該Service的Context不存在了（如Activity被Finish——即通過bindService啟動的Service的生命周期依附于啟動它的Context），系統在這時會自動停止該Service。

3.StartService AND BindService：

當一個Service在被啟動(startService 的同時又被綁定(bindService )，該Service將會一直在后臺運行，并且不管調用幾次， onCreate 方法始終只會調用一次， onStartCommand 的調用次數與startService 調用的次數一致（使用bindService 方法不會調用 onStartCommand ）。同時，調用unBindService 將不會停止Service，必須調用stopService 或Service自身的stopSelf 來停止服務。

4.停止Service：

當一個服務被終止（stopService 、stopSelf 、unbindService ）時， onDestory 方法將會被調用——所以我們需要在該方法中清除一些工作（依附該Service生命周期上的，比如：停止在Service中創建并運行的線程）。

1.創建服務

如果你才用的是 startService的方式那么 onBind方法可以忽略

2.注冊服務

3.開啟服務

start:

bind

綁定服務，一般涉及到組件或進程之間的通信，既然需要通信，那么我們肯定需要一個連接，這里ServiceConnection就是我們所需要的連接，通過Ibinder的傳遞，我們可以獲取到Service的Ibinder對象，從而進行相關操作。

關于粘性服務，這里需要提到 Service的onStartCommand返回值

andorid:name

adroid:exported

android:enabled

android:label

android:process

android:icon

android:permission

關于服務，當我們在應用開發中，如果需要長時間的在后臺運行，獨立完成某一些事情的情況下，請使用Service！

此文綜合： 以及自己的一些問題看法，用作學習，回顧之用。

Service 前臺服務

請參看 紫豪

Android中服務service

本文原文連接

Service是Android中的四大組件之一，它的級別和Activity差不多。只不過Service沒有頁面顯示，只能后臺運行，可以和其他組件進行交互。

Service的后臺運行并不是子線程，是在主線程中進行的，只是它沒有界面顯示。如果Service進行了耗時操作同樣需要開啟子線程，否則會跟Activity一樣出現ANR問題（application not response–程序沒有響應）。

補充說明：

主線程的內容包括UI和后臺，只要程序中的UI或者后臺其中一個在跑，程序都算是在運行狀態。

1，創建一個自己的TestService繼承Service

2，必須實現重寫其中的onBind方法，可以在里邊做各種操作，也可以接收傳遞過來的Intent的數據。

(在Android Studio中可以直接新建一個Service)

服務的注冊是四大組件中最簡單的一個，一般只要設置name屬性就可以了。

1，startService()啟動

（1）啟動服務startService：onCerate(),onStart()

（2）停止服務stopService：onDestroy()

此方法啟動服務，服務如果未被創建，系統會先調用onCreate()方法，接著調用onStrat()方法。如果調用startService前服務已經被啟動，多次調用啟動方法，不會多次調用onCreate，但會導致多次調用onStrat。

2，bindService()啟動

（1）綁定bindService：onCreate(),onBind()

（2）解除綁定unbindService：onUnbind()

（3）正常停止程序服務的方法是先接觸綁定unbindService，在停止服務stopService

綁定后調用stopService方法，這時候是不能停止服務的，如果這時再調用解綁unbindService，程序會先解綁，后停止服務。

用此方法啟動服務，在服務未被創建時，會先調用onCreate()，接著調用onBind()方法，這時候調用者和服務綁定在一起，調用者退出，系統會先調用服務的onUnbind()，然后onDestroy()。如果調用bindService之前服務已經被綁定，多次調用bindService并不會導致onCreate()和onBind()方法被多次調用。如果調用者想與正在綁定的服務解除綁定，可以調用unbindService()。

（1），onCerate()服務第一次被創建

（2），onStartComand()服務開始工作

（3），onBind()服務已經綁定

（4），onUnBind()服務解綁

（5），onDestroy()服務已經停止

普通的Service進行耗時操作要創建一個線程去完成，因為service是在主線程運行的，并且這個子線程完成工作要手動停止 。IntentService是繼承了Service并處理起步請求的一個類，在IntentService內有一個工作線程，來處理耗時操作，啟動IntentService的方式和啟動傳統的Service是一樣，當任務執行完成后，IntentService會自動停止，而不需要我們去控制。

可以啟動多次IntentService，每一個耗時操作會以工作隊列的方式在IntentService的onHandleIntent回調方法中執行，并且每次只會執行一個工作線程，執行完第一個再執行第二個，以此類推，而且，所有請求都在一個單線程中，不會阻塞主線程，同一時間只處理一個請求。

IntentService優點

1，省去了在Service中開線程的麻煩

2，當操作完成時，不用手動停止Service。IntentService是Service，但是比Service更智能。

網頁題目：android啟動服務,android啟動器
文章來源：http://vcdvsql.cn/article4/dsdepoe.html

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