Android世界第一個activity啟動過程

第一次使用Markdown，感覺不錯。
Android系統從按下開機鍵一直到launcher的出現，是一個怎樣的過程，中間都做出了什麼操作呢，帶著這些疑問開始源碼之旅。
像windows操作系統一樣，每個系統的啟動都會有一個引導程序，在linux中，當引導程序啟動linux內核後，會加載各種驅動和數據結構，當有了驅動之後，開始加載Android系統，開始進入linux世界的第一個進程：init進程。

在init.c的main中：

    int main(int argc, char **argv){
            umask(0);// 清除文件的默認屬性
            mkdir(/dev, 0755); // 創建文件、掛載文件等操作
            ........
            init_parse_config_file(/init.rc);  // 解析文件
            .........
    }

在init.rc文件中：（該文件在system/core/rootdir目錄下）

    // 設置一些全局環境變量
    export PATH /sbin:/vendor/bin:/system/sbin:/system/bin:/system/xbin
    export LD_LIBRARY_PATH /vendor/lib:/system/lib
    ..............
    // 創建基本的文件系統結構
    mkdir /data/misc 01771 system misc
    ..............
    // 啟動一些服務
    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
    .............

最重要的是這個zygote進程，zygote就是一個孵化器，類似於母進程一樣，可以fork出很多的子進程，是Android的一個母進程，用來啟動Android的其他服務進程。當media、netd等服務進程銷毀後，zygote進程會自動重啟這些服務進程

在App_Main.cpp文件中：

    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){
            ....................
            //   開啟java虛擬機，並加載好jni運行環境
            if (startVm(&mJavaVM, &env) != 0) 
                goto bail;
            .............
            // 利用jni與java進行交互，加載ZygoteInit類
            startClass = env->FindClass(slashClassName);
            if (startClass == NULL) {
                LOGE(JavaVM unable to locate class '%s'
, slashClassName);
            } else {
                // 利用jni調用ZygoteInit類中的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[]) {
            // 設置Android運行時的最小堆大小5M
            VMRuntime.getRuntime().setMinimumHeapSize(5 * 1024 * 1024);
            ..............
            // 預加載一些常用的類，這些常用的類在2.3中有1800個左右，在4.2源碼中大概有2400多個常用的
            // 像有些手機廠商手機的啟動速度較快的，估計是對這裡進行了優化
            preloadClasses();
            // 加載一些資源文件，array、drawable、color等xml文件
            preloadResources();
            ..............
             if (argv[1].equals(true)) {
                     //在SystemServer類中fork系統服務進程
                    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類中：

     native public static void init1(String[] args);
             .........
             System.loadLibrary(android_servers);
             init1(args);
             .........
     }

首先加載android_servers這個so庫，這個庫在於systemServer父目錄同級別下的jni目錄中，對應的c文件是com_android_server_SystemServer.c。然後調用庫中的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));
}

我們可以看到init1被注冊到了android_server_SystemServer_init1 這個方法上了，在android_server_SystemServer_init1 方法中調用了system_init方法，這個方法出現在System_init.cpp中

extern C status_t system_init()
{
// 開啟傳感器服務
SensorService::instantiate();
if (!proc->supportsProcesses()) {
    AudioFlinger::instantiate();
    // 啟動媒體播放服務
    MediaPlayerService::instantiate();
    CameraService::instantiate();
    AudioPolicyService::instantiate();
}  
// 啟動Android運行時
AndroidRuntime* runtime = AndroidRuntime::getRuntime();
.................
runtime->callStatic(com/android/server/SystemServer, init2);
.................
return NO_ERROR;

在System_init.cpp類中的system_init()方法中：利用runtime 調用SystemServer的init2方法，init2方法描述如下：

public static final void init2() {
    // 開始進入Android系統服務
    Thread thr = new ServerThread();
    thr.setName(android.server.ServerThread);
    thr.start();
}

在run方法中：

...........
// 實例化各種系統服務
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線程任務主要是new出系統的服務，然後添加到serviceManager統一管理，最後調用ActivityManagerService的systemReady方法中執行了mMainStack.resumeTopActivityLocked(null);也就是打開了第一個activity。

  final boolean resumeTopActivityLocked(ActivityRecord prev) {
    // 尋找沒有被finish掉的第一個activity
    ActivityRecord next = topRunningActivityLocked(null);
    final boolean userLeaving = mUserLeaving;
    mUserLeaving = false;
    if (next == null) {
        if (mMainStack) {
            // 沒有activity，啟動launcher
            return mService.startHomeActivityLocked();
        }
    }
    .....................
  }

到此，Android世界的第一個activity已經成功啟動，它就是Launcher中的主activity。