Android从开机到打开第一个应用发生了什么？

昨日阿里二面，跪的很惨，项目，算法，计算机基础不问，问Linux内核，我是投的android实习岗，要求是对于android底层有很深厚的基础，问了binder的实现机制，activity栈的管理回退等等，这都是android高级工程师进阶的书里才会讲的东西，这让我很慌呀。啃底层，再战。讲底层，先从系统启动流程开始，这个过程发生了什么，然后逐步分析这个每个流程又做了些什么，在我们的系统中起到一个什么作用。不打算深入代码细节去看，当然能力也是不够的，从整体上有个森林。

先对启动的过程来一个概览，因为android是基于Linux，所以这里从Linux内核的启动开始到android中的相应服务的启动，对于具体应用的开启下面讲。

根据这个图，讲一下整个流程。

1. 当我们开机的时候，此时通电了，这个时候就会触发CMOS（ROM的一种），上面的代码是基本输入输出系统，BIOS得到执行。
2. BIOS从我们的磁盘中寻找我们操作系统引导程序，将引导程序加载到内存中，执行，然后将我们的Linux内核加载到内存中。
3. 启动init进程，这个进程是用户态所有进程的祖先，内核态是叫做内核线程和用户进程差不多。
4. init进程首先通过fork创建子进程，首先是Daemon进程也就是守护进程，包括USB守护进程，Debug进程，无线通信连接守护进程。
5. fork出Context Manager，通过上图我们可以看出，android系统提供的服务都要向其进行注册，然后其它的进程才可以调用这个服务。
6. Media Server，这个服务是本地服务，不是Java服务，不需要再通过dalvik虚拟机装载执行，本地服务单独开启了一个进程。这里包括Audio Flinger和Camera Service。
7. Zygote，所有Android应用程序的祖先，其用来缩短应用程序的加载时间，具体怎么节省，下面详解。
8. System Server是android系统中的一个核心进程，提供了管理应用程序生命周期，地理位置信息等各种服务。同时其需要将自身注册到Context Manager.但是我们的服务管理器是基于C语言的，所以我们需要JNI本地编程接口。这个时候Activity Manager Service会运行HOME应用。

大致我们已经了解了启动的流程Linux内核，init进程fork出多个进程，zygote用来孵化Java系统服务，同时孵化应用程序。接下来，我们再深入的去看一下。zygote是如何被创建出来的。

Zygote创建过程

对于Service的创建，在后面讲到Service的时候单独再说，先讲Zygote，因为这是我们的所有应用开启的基石。因为zygote是Java代码，所以需要装载到Dalvik VM上执行，所以在启动Zygote之前要启动Dalvik VM，所以这里要分为两步了，第一步启动Dalvik VM，第二步是启动Zygote。

1. 首先生成了一个AppRuntime对象，该类是继承自AndroidRuntime的，该类用来初始化并且运行Dalvik 虚拟机，为运行Android应用做好准备。接受main函数传递进来的参数，然后初始化虚拟机。
2. 虚拟机初始化之后，运行ZygoteInit类，通过路径查找找到，现在程序的执行转向了虚拟机Java代码的执行，首先执行器main函数，接下来就是Zygote的作用过程了，在下面部分。

Zygote启动应用过程

1. Zygote执行之后，首先是绑定一个套接字，用来接收从Activity Manager来的应用启动请求（这里我们可以想到网络通讯中的Socket通信）
2. 将应用程序框架中的类，平台资源（图像，XML信息，字符串）预先加载到内存中，借此提升程序的执行速度。Android也是通过在Zygote创建的时候加载资源，生成信息链接等，以后再有应用启动，fork出一个子进程和父进程共享这些信息，而不需要重新加载，同时也共享虚拟机，因为虚拟机在初始化和创建的过程是很耗时的。
3. 前面也提到过一些system server也是java的，而且我们的应用启动等需要这些server的参与，所以在启动应用之前先启动了这些System server，然后启动Server Thread来执行android framework的服务，同时这些服务在启动的时候都是需要通过JNI向服务管理器Context Manager注册。经历了上述步骤的zygote处在轮询监听Socket，当有请求到达，读取请求，fork出子进程，加载进程所需要的类，然后执行要执行程序的main函数，代码转给了Dalvik Vm，我们的应用程序也就启动起来了。这个时候，将关闭套接字，删除请求描述符，防止出现重复启动。

上面只是对整体流程进行了一个概述，细节涉及不深，这里再提一下，虚拟机，究竟是什么呢？这里的虚拟机可以理解成，可以解析Java字节码的内存上的一条条指令，各个应用共享这个虚拟机，也就是都是知道虚拟机的内存中地址，传递进java字节码，然后解析字节码，将字节码实际代表的操作反应出来，多个应用程序可以交替使用，通过寄存器记录彼此执行后的状态。fork出一个进程之后，我们装载应用程序相应的类，然后执行。

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