makeApplication創(chuàng)建application中會執(zhí)行attachBaseContext(context);
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installContentProviders第一個參數(shù)context,是從上面?zhèn)鬟f下來的app,也就是application。
遍歷providers列表,初始化每一個provider,都是用application的context。構(gòu)造出ContentProvider然后執(zhí)行attachInfo() 方法,attachInfo()執(zhí)行完畢會執(zhí)行onCreate()。
最后再mInstrumentation.callApplicationOnCreate(app);執(zhí)行Application的OnCreate方法。
總結(jié)
從流程上來看,符合日志打印的流程Application#attachBaseContext() → ContentProvider#attachInfo() → ContentProvider#onCreate() → Application#onCreate()
ContentProvider持有的Context也是application,具備給SDK初始化使用。
這時候第一進程是zygote。zygote英文是受精卵的意思。android系統(tǒng)的所有進程都是由zygote進程fork而來。zygote最先啟動的第一個進程是鼎鼎大名的SystemServer進程。這個進程包含了我們常說的三個大神級系統(tǒng)服務(wù),分別是ActivityManagerService,WindowManagerService以及PackegeManagerService。
進程入口在ActivityThread這個類的main()方法,這個main方法類似C語言的mian方法,是一個程序入口。
這個方法會接著調(diào)用ActivityManagerNatvie(一個單例類,可以獲取ActivityManagerService的實例)的getDeafault()返回ActivityManagerService實例。
ApplicationThread是ActivityThread的內(nèi)部類,他是App和系統(tǒng)跨進程交互的入口,它的實現(xiàn)類在客戶端進程。
獲得了正在Binder通信的客戶端的當前線程的id,然后和ApplicationThread對象作為參數(shù)傳入到AMS的attachApplicationLocked。
thread是ApplicationThreadProxy的對象引用,它是代理對象,先調(diào)用ApplicationThreadProxy的bindApplication方法,接著在這個方法中又調(diào)用ApplicationThreadNative的函數(shù)onTransact,然后函數(shù)onTransact中根據(jù)code找到對應(yīng)的case,最終會調(diào)用ApplicationThread的bindApplication方法。
在這里,bindApplication方法通過向ActivityThread的消息隊列發(fā)送BIND_APPLICATION消息
消息的處理調(diào)用handleBindApplication方法,handleBindApplication方法比較重要的是會調(diào)用如下方法
在執(zhí)行完bindApplication()之后進入ActivityStackSupervisor.attachApplicationLocked(),這樣我們整個應(yīng)用進程已經(jīng)啟動起來了。開始activity的啟動邏輯了。
這個類是一個AMS的一個棧管理類,里面存儲著ActivityStack的集合。在這個方法,會遍歷各個ActivityStack,找到前臺棧,找到里面的TopActivity。然后比較 傳進來的ProcessRecord.processName和UID是否個和opActivity對用的ActivityRecord里面的一致。如果一致,就調(diào)用ActivityStackSupervisor.realStartAcvitiyLocked(ProcessRecord,ActivityRecord)方法。
這個方法會調(diào)用傳過來的ApplicationThread實例的ScheduelLaunchActivity(包括ActivityRecord)方法,所以真正執(zhí)行的是ActivityThread中的scheduleLaunchActivity
這個方法是跨進程的,會把ActivityRecord同步到App進程的ActivityRecordClient數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),用來后面構(gòu)造Application和Activity等。
ActivityThread接收到SystemServer進程的消息之后會通過其內(nèi)部的Handler對象分發(fā)消息,經(jīng)過一系列的分發(fā)之后調(diào)用了ActivityThread的handleLaunchActivity方法:
接著調(diào)用PerformLaunchActivity方法和HandleLaunchActivtiy()方法。performLauncherActivity,看名字應(yīng)該就是執(zhí)行Activity的啟動操作了
1.這個方法主要是構(gòu)造Application和通過mInstrumention.newActivity()構(gòu)造Activity。
這個方法會初始化一個Window,以后詳細講,人格視圖都是附在一個window的docorView上,然后由WMS.addView顯示。
這個方法會調(diào)用Actiity的resume()方法,并且在makrVisible()里面調(diào)用WMS.addView(window),這個windows里面的docorView的contentView就是onCreate()里面setContentView(int layout)設(shè)置的contentView。
注意關(guān)于WMS.addView(window),這個系統(tǒng)服務(wù),我們下次再講,里面有一個類RootViewImpl,這個類負責(zé)管理我們contentView視圖樹的逐級繪制。
原文鏈接
本文主要學(xué)習(xí)記錄,基于Android 10的源碼,有錯誤歡迎指正,主要目的是梳理流程圖。
以進程為單位的調(diào)用棧圖如下:
1.activity中的startActivity方法最終都會通過拿到ATSM的代理IActivityTaskManager調(diào)用的startActivity;
2.之后進入system server進程中的ATMS startActivity,ATMS 經(jīng)過收集Intent信息,然后使用ActivityStackSupervisor.startSpecificActivityLocked,如果進程已經(jīng)存在,則直接使用realStartActivityLocked,通過App的binder客戶端的代理ApplicationThread調(diào)用回到bindApplication,走入Activity的啟動流程;如果進程不存在則通過socket鏈接Zygote,請求fork新的進程;
3.App進程創(chuàng)建完成后,進程啟動會調(diào)用ActivityThread.main方法,初始化主線程Handler,接著走入attach方法,然后通過AMS的代理調(diào)用AMS的attachApplication方法,并將App進程的通信代理ApplicationThread傳入AMS;
4.AMS獲取到ATMS調(diào)用ApplicationThread的bindApplication回到App進程的ActivityThread.ApplicationThread.bindApplication方法中,然后使用Handler切換到主線程執(zhí)行handleBindApplication,這里初始化了App的進程名字、時間,用戶的硬件配置,包括App的文件系統(tǒng),創(chuàng)建了App的Context實例,Instrumentation實例,調(diào)用App的onCreate回調(diào)方法,同時告訴AMS APP初始化工作完畢;
5.AMS接著會調(diào)用ATMS的attachApplication,最后調(diào)用ClientLifecycleManager的scheduleTransaction方法,通過App的Binder代理ApplicationThread回到ActivityThread;
6.進入ActivityThread.ApplicationThread.scheduleTransaction方法之后就進入了Activity的onStart、onResume回調(diào)
創(chuàng)建進程之前的過程主要是AMS的內(nèi)部信息收集的判斷的過程,下面主要看一下App進程啟動的源碼流程
從應(yīng)用進程被創(chuàng)建開始,ActivityThread.main被執(zhí)行
調(diào)用ActivityThread的attach方法,然后將activity和AMS通信的Binder代理IApplicationThread實例傳入AMS
接著進入AMS進程,ActivityManagerService.attachApplicationLocked
1.thread.bindApplication :該方法主要講App進程的配置信息通過IApplicationThread Binder通信回傳到ActivityThread中
2.mAtmInternal.attachApplication :mAtmInternal實際就是ActivityTaskManager的實例,通過LocalServices加載
那么這里相當于走到了ActivityTaskManagerServer的attachApplication中
先看第一條:
注意:ActivityThread中存在于Binder通信的代理--》ApplicationThread extends IApplicationThread.Stub
ActivityThread--》ApplicationThread--》bindApplication
這里的bindApplication主要初始化了AppBindData,然后發(fā)送BIND_APPLICATION給APP的主線程BIND_APPLICATION,最后執(zhí)行了handleBindApplication
handleBindApplication如下:
ActivityThread--》class H extends Handler
該方法主要在App進程中對App的一些硬件資源配置申請的屬性、App的文件夾等完成App基本信息的初始化
接著看第二條:mAtmInternal.attachApplication
mAtmInternal.attachApplication最終會調(diào)用mRootActivityContainer.attachApplication(wpc)
RootActivityContainer.attachApplication
接著調(diào)用ActivityStackSupervisor.realStartActivityLocked開始創(chuàng)建Activity
ActivityStackSupervisor.realStartActivityLocked
創(chuàng)建ClientLifecycleManager和ClientTransactionHandler來輔助管理Activity的生命周期
注意
clientTransaction.addCallback是LaunchActivityItem
lifecycleItem是ResumeActivityItem
ClientLifecycleManager.scheduleTransaction最終會調(diào)用ClientTransaction的schedule方法
那么這個mClient是IApplicationThread的實例,那么此時也就回到了ActivityThread的ApplicationThread中
ActivityThread的ApplicationThread中
因為ActivityThread繼承ClientTransactionHandler,所以到了ClientTransactionHandler中
通過Handler發(fā)送消息EXECUTE_TRANSACTION到H中
接著TransactionExecutor的execute方法
LaunchActivityItem.execute方法
client其實是在ActivityThread的實例,那么就回到了ActivityThread的handleLaunchActivity
接著調(diào)用performLaunchActivity
在performLaunchActivity中,主要是加載App的資源包,然后創(chuàng)建了Activity的context實例,并創(chuàng)建了Activity的實例,接著調(diào)用activity.attach方法,attach執(zhí)行完之后調(diào)用了onCreate方法。
activity.attach
activity.attach中主要
1.創(chuàng)建了PhoneWindow實例
2.設(shè)置了Window接口的監(jiān)聽
3.初始化了成員變量,包括線程和WindowManager
到此Oncreate已經(jīng)完成,那么OnStart和OnResume去哪了?
TransactionExecutor的execute方法
之前們只分析了executeCallbacks,接著executeLifecycleState方法
TransactionExecutor的executeLifecycleState方法
cycleToPath:lifecycleItem即為ResumeActivityItem
第一點:
int finish = lifecycleItem.getTargetState()
lifecycleItem對應(yīng)ResumeActivityItem,如下:
ResumeActivityItem的getTargetState方法
對應(yīng)ActivityLifecycleItem中的枚舉類型:
第二點:ActivityClientRecord中的mLifecycleState,由于在前面已經(jīng)執(zhí)行了handleLaunchActivity所以mLifecycleState=1
對應(yīng)ActivityLifecycleItem中的枚舉類型:
PRE_ON_CREATE = 0
所以final int star = 1
接著看getLifecyclePath,此時start=1,finish=3
那么返回的IntArray就是2
接著看performLifecycleSequence
最終執(zhí)行的是handleStartActivity所以最終走到了ActivityThread的handleResumeActivity
兩點:
調(diào)用activity.performStart
調(diào)用Instrumetation.callActivityOnPostCreate
performStart方法:
調(diào)用了Instrumentation.callActivityOnStart方法:
最終到了activity的onStart方法
第二點:Instrumentation.callActivityOnPostCreate
上面主要走了cycleToPath,接著ResumeActivityItem.execute
調(diào)用了handleResumeActivity方法
handleResumeActivity最終調(diào)用performResumeActivity
調(diào)用了Instrumentation.callActivityOnResume,
到了activity.onResume()方法
參考文章:
AMS主要功能:
AMS是Android中最核心的服務(wù),主要負責(zé)系統(tǒng)中四大組件的啟動、切換、調(diào)度及應(yīng)用進程的管理和調(diào)度等工作。還負責(zé)啟動或殺死應(yīng)用程序的進程。
WMS主要功能:
為所有窗口分配Surface。
管理Surface的顯示順序、尺寸、位置。
管理窗口動畫。
輸入系統(tǒng)相關(guān):WMS是派發(fā)系統(tǒng)按鍵和觸摸消息的最佳人選,當接收到一個觸摸事件,它需要尋找一個最合適的窗口來處理消息。
PWS主要功能:
PMS 用來管理跟蹤所有應(yīng)用APK,包括安裝,卸載,解析,控制權(quán)限等。
SystemServer也是一個進程,包括AMS、PMS、WMS等等。
zygote意為“受精卵“。Android是基于Linux系統(tǒng)的,而在Linux中,所有的進程都是由init進程直接或者是間接fork出來的,zygote進程也不例外。
App進程是用戶點擊桌面icon時,通過Launcher進程請求SystemServer,再調(diào)用Zygote孵化的。
①點擊啟動一個App,Launcher進程采用Binder IPC向ActivityManagerService發(fā)起startActivity請求;
②ActivityManagerService接收到請求后,向zygote進程發(fā)送創(chuàng)建進程的請求;
③Zygote進程fork出新的子進程,即App進程;
④App進程通過Binder IPC向sytem_server進程發(fā)起綁定Application請求;
⑤system_server進程在收到請求后,進行一系列準備工作后,再通過binder IPC向App進程發(fā)送scheduleLaunchActivity請求;
⑥App進程的binder線程(ApplicationThread)在收到請求后,通過handler向主線程發(fā)送LAUNCH_ACTIVITY消息;
⑦主線程在收到Message后,通過發(fā)射機制創(chuàng)建目標Activity,并回調(diào)Activity.onCreate()等方法。
⑧到此,App便正式啟動,開始進入Activity生命周期,執(zhí)行完onCreate/onStart/onResume方法,UI渲染結(jié)束后便可以看到App的主界面。
備注:
Launcher,PMS,Zygote,App進程是三個獨立的進程,相互通信就需要使用進程間通信機制。與Zygote通信是使用的socket通信,Launcher,PMS,App進程間使用的是Binder機制。
當按下Android設(shè)備電源鍵時究竟發(fā)生了什么?
Android的啟動過程是怎么樣的?
什么是Linux內(nèi)核?
桌面系統(tǒng)linux內(nèi)核與Android系統(tǒng)linux內(nèi)核有什么區(qū)別?
什么是引導(dǎo)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(tǒng)服務(wù)?
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(tǒng)。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(gòu))是linux內(nèi)核部署最常見的系統(tǒng)。然而,所有的Android設(shè)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(gòu))上,除了英特爾的Xolo設(shè)備()。Xolo來源自凌動1.6GHz x86處理器。Android設(shè)備或者嵌入設(shè)備或者基于linux的ARM設(shè)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(shè)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(guān)后Android設(shè)備執(zhí)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(yīng)該為Boot Loader(多謝@jameslast 提醒)
第一步:啟動電源以及系統(tǒng)啟動
當電源按下,引導(dǎo)芯片代碼開始從預(yù)定義的地方(固化在ROM)開始執(zhí)行。加載引導(dǎo)程序到RAM,然后執(zhí)行。
第二步:引導(dǎo)程序
引導(dǎo)程序是在Android操作系統(tǒng)開始運行前的一個小程序。引導(dǎo)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(shè)備制造商要么使用很受歡迎的引導(dǎo)程序比如redboot、uboot、qi bootloader或者開發(fā)自己的引導(dǎo)程序,它不是Android操作系統(tǒng)的一部分。引導(dǎo)程序是OEM廠商或者運營商加鎖和限制的地方。
引導(dǎo)程序分兩個階段執(zhí)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(dǎo)程序設(shè)置網(wǎng)絡(luò)、內(nèi)存等等。這些對于運行內(nèi)核是必要的,為了達到特殊的目標,引導(dǎo)程序可以根據(jù)配置參數(shù)或者輸入數(shù)據(jù)設(shè)置內(nèi)核。
Android引導(dǎo)程序可以在bootablebootloaderlegacyusbloader找到。
傳統(tǒng)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(diào)用main.c的_main()函數(shù);
main.c初始化硬件(鬧鐘、主板、鍵盤、控制臺),創(chuàng)建linux標簽。
更多關(guān)于Android引導(dǎo)程序的可以在這里了解。
第三步:內(nèi)核
Android內(nèi)核與桌面linux內(nèi)核啟動的方式差不多。內(nèi)核啟動時,設(shè)置緩存、被保護存儲器、計劃列表,加載驅(qū)動。當內(nèi)核完成系統(tǒng)設(shè)置,它首先在系統(tǒng)文件中尋找”init”文件,然后啟動root進程或者系統(tǒng)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(zé)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(guī)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(fā)器決定動作是否發(fā)生。
語法
1
2
3
4
5
; html-script: false ]
on trigger
command
command
command
Service(服務(wù)):服務(wù)是init進程啟動的程序、當服務(wù)退出時init進程會視情況重啟服務(wù)。
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(wù)的描述。它們影響init進程如何以及何時啟動服務(wù)。
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(wù)。
Table
Action/Service
描述
on early-init
設(shè)置init進程以及它創(chuàng)建的子進程的優(yōu)先級,設(shè)置init進程的安全環(huán)境
on init
設(shè)置全局環(huán)境,為cpu accounting創(chuàng)建cgroup(資源控制)掛載點
on fs
掛載mtd分區(qū)
on post-fs
改變系統(tǒng)目錄的訪問權(quán)限
on post-fs-data
改變/data目錄以及它的子目錄的訪問權(quán)限
on boot
基本網(wǎng)絡(luò)的初始化,內(nèi)存管理等等
service servicemanager
啟動系統(tǒng)管理器管理所有的本地服務(wù),比如位置、音頻、Shared preference等等…
service zygote
啟動zygote作為應(yīng)用進程
在這個階段你可以在設(shè)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(yīng)用分配不同的內(nèi)存。假如Android應(yīng)用應(yīng)該盡可能快地啟動,但如果Android系統(tǒng)為每一個應(yīng)用啟動不同的Dalvik虛擬機實例,就會消耗大量的內(nèi)存以及時間。因此,為了克服這個問題,Android系統(tǒng)創(chuàng)造了”Zygote”。Zygote讓Dalvik虛擬機共享代碼、低內(nèi)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(tǒng)引導(dǎo)的時候啟動。Zygote預(yù)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(wù)器套接字。
preloadClassed “preloaded-classes”是一個簡單的包含一系列需要預(yù)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(tǒng)服務(wù)或服務(wù)
完成了上面幾步之后,運行環(huán)境請求Zygote運行系統(tǒng)服務(wù)。系統(tǒng)服務(wù)同時使用native以及java編寫,系統(tǒng)服務(wù)可以認為是一個進程。同一個系統(tǒng)服務(wù)在Android SDK可以以System Services形式獲得。系統(tǒng)服務(wù)包含了所有的System Services。
Zygote創(chuàng)建新的進程去啟動系統(tǒng)服務(wù)。你可以在ZygoteInit類的”startSystemServer”方法中找到源代碼。
核心服務(wù):
啟動電源管理器;
創(chuàng)建Activity管理器;
啟動電話注冊;
啟動包管理器;
設(shè)置Activity管理服務(wù)為系統(tǒng)進程;
啟動上下文管理器;
啟動系統(tǒng)Context Providers;
啟動電池服務(wù);
啟動定時管理器;
啟動傳感服務(wù);
啟動窗口管理器;
啟動藍牙服務(wù);
啟動掛載服務(wù)。
其他服務(wù):
啟動狀態(tài)欄服務(wù);
啟動硬件服務(wù);
啟動網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)服務(wù);
啟動網(wǎng)絡(luò)連接服務(wù);
啟動通知管理器;
啟動設(shè)備存儲監(jiān)視服務(wù);
啟動定位管理器;
啟動搜索服務(wù);
啟動剪切板服務(wù);
啟動登記服務(wù);
啟動壁紙服務(wù);
啟動音頻服務(wù);
啟動耳機監(jiān)聽;
啟動AdbSettingsObserver(處理adb命令)。
第七步:引導(dǎo)完成
一旦系統(tǒng)服務(wù)在內(nèi)存中跑起來了,Android就完成了引導(dǎo)過程。在這個時候“ACTION_BOOT_COMPLETED”開機啟動廣播就會發(fā)出去。
Android App的安裝可以分為有界面的安裝和無界面的安裝。
有界面的安裝其實就是調(diào)用系統(tǒng)App(PackageInstaller)去安裝apk,打開安裝apk應(yīng)用之后,點擊安裝按鈕執(zhí)行startInstall方法,然后就進入安裝中界面開始安裝,安裝成功或者失敗都會有對應(yīng)的回調(diào)。內(nèi)部其實也是使用PackageManager的installExistingPackage方法,通過binder機制,調(diào)用到PackageManagerService的installExistingPackage方法,最終調(diào)用到installExistingPackageAsUser方法安裝,而 安裝的核心原理其實就是將apk文件拷貝到系統(tǒng)可識別的重要的文件目錄 :
無界面安裝是調(diào)用adb命令,執(zhí)行到一個c寫的commandline腳本,調(diào)用 install_app 方法,然后再調(diào)用 pm_command ,然后執(zhí)行到pm腳本,執(zhí)行 run 方法,調(diào)用 runinstall ,然后調(diào)用 installPackageAsUser 通過AMS執(zhí)行安裝。
說到App的啟動,就需要從開機開始說起,Android開機會先把所有應(yīng)用安裝一遍就是把apk拷貝到對應(yīng)的目錄(這也是Android開機慢的原因)。
整個流程如下:
其實App的啟動,除了剛開機是不一樣之外,正常時候基本與Activity的啟動非常接近。
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