Android app的启动过程简述
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第一部分：zygote进程和SystemServer进程
1.zygote进程介绍
在Android系统里面，zygote是一个进程的名字。Android是基于Linux System的，当你的手机开机的时候，Linux的内核加载完成之后就会启动一个叫“init“的进程。
在Linux System里面，所有的进程都是由init进程fork出来的，我们的zygote进程也不例外。我们都知道，每一个App其实都是一个单独的dalvik虚拟机以及一个单独的进程。
在zygote进程初始化之后，在这之后再开启App，就相当于开启一个新的进程。而为了实现资源共用和更快的启动速度，Android系统开启新进程的方式，是通过fork第一个zygote进程实现的。
所以说，除了第一个zygote进程，其他应用所在的进程都是zygote的子进程，这下你明白为什么这个进程叫“受精卵”了吧？因为就像是一个受精卵一样，它能快速的分裂，
并且产生遗传物质一样的细胞！
2.SystemServer进程介绍
SystemServer是什么？SystemServer也是一个进程，它是Android Java的两大支柱之一。另外一个支柱是专门负责孵化Java进程的Zygote。这两大支柱倒了一个，都会导致Android Java的崩溃（所有由Zygote孵化的Java进程都会被销毁，而SystemServer就是由Zygote孵化而来）。若Android Java真的崩溃了，则Linux系统中的进程init会重新启动“两大支柱”以重建Android Java。系统里面重要的服务都是在这个进程里面开启的比如ActivityManagerService、PackageManagerService、WindowManagerService等等，看着是不是都挺眼熟的？这些系统服务会在zygote开启的时候，会调用ZygoteInit.main()进行初始化
第二部分：ActivityManagerService
ActivityManagerService：简称AMS，服务端对象，负责系统中所有Activity的生命周期。ActivityManagerService进行初始化的时机很明确，就是在SystemServer进程开启的时候，就会初始化ActivityManagerService。下面是初始化过程：
public final class SystemServer {
//zygote的主入口
public static void main(String[] args) {
new SystemServer().run();
}
public SystemServer() {
// Check for factory test mode.
mFactoryTestMode = FactoryTest.getMode();
}
private void run() {
...ignore some code...
//加载本地系统服务库，并进行初始化
System.loadLibrary("android_servers");
nativeInit();
// 创建系统上下文
createSystemContext();
//初始化SystemServiceManager对象，下面的系统服务开启都需要调用SystemServiceManager.startService(Class<T>)，这个方法通过反射来启动对应的服务
mSystemServiceManager = new SystemServiceManager(mSystemContext);
//开启服务
try {
startBootstrapServices();
startCoreServices();
startOtherServices();
} catch (Throwable ex) {
Slog.e("System", "******************************************");
Slog.e("System", "************ Failure starting system services", ex);
throw ex;
}
...ignore some code...
}
//初始化系统上下文对象mSystemContext，并设置默认的主题,mSystemContext实际上是一个ContextImpl对象。调用ActivityThread.systemMain()的时候，会调用ActivityThread.attach(true)，而在attach()里面，则创建了Application对象，并调用了Application.onCreate()。
private void createSystemContext() {
ActivityThread activityThread = ActivityThread.systemMain();
mSystemContext = activityThread.getSystemContext();
mSystemContext.setTheme(android.R.style.Theme_DeviceDefault_Light_DarkActionBar);
}
//在这里开启了几个核心的服务，因为这些服务之间相互依赖，所以都放在了这个方法里面。
private void startBootstrapServices() {
...ignore some code...
//初始化ActivityManagerService
mActivityManagerService = mSystemServiceManager.startService(
ActivityManagerService.Lifecycle.class).getService();
mActivityManagerService.setSystemServiceManager(mSystemServiceManager);
//初始化PowerManagerService，因为其他服务需要依赖这个Service，因此需要尽快的初始化
mPowerManagerService = mSystemServiceManager.startService(PowerManagerService.class);
// 现在电源管理已经开启，ActivityManagerService负责电源管理功能
mActivityManagerService.initPowerManagement();
// 初始化DisplayManagerService
mDisplayManagerService = mSystemServiceManager.startService(DisplayManagerService.class);
//初始化PackageManagerService
mPackageManagerService = PackageManagerService.main(mSystemContext, mInstaller,
mFactoryTestMode != FactoryTest.FACTORY_TEST_OFF, mOnlyCore);
...ignore some code...
}
}
经过上面这些步骤，我们的ActivityManagerService对象已经创建好了，并且完成了成员变量初始化。而且在这之前，调用createSystemContext()创建系统上下文的时候，也已经完成了mSystemContext和ActivityThread的创建。注意，这是系统进程开启时的流程，在这之后，会开启系统的Launcher程序，完成系统界面的加载与显示。
第三部分：Android系统里面的服务器和客户端的概念
服务器端指的就是所有App共用的系统服务，比如我们这里提到的ActivityManagerService，和前面提到的PackageManagerService、WindowManagerService等等，这些基础的系统服务是被所有的App公用的，当某个App想实现某个操作的时候，要告诉这些系统服务，比如你想打开一个App，那么我们知道了包名和MainActivity类名之后就可以打开，例如：
Intent intent = new Intent(Intent.ACTION_MAIN);
intent.addCategory(Intent.CATEGORY_LAUNCHER);
ComponentName cn = new ComponentName(packageName, className);
intent.setComponent(cn);
startActivity(intent);
但是，我们的App通过调用startActivity()并不能直接打开另外一个App，这个方法会通过一系列的调用，最后还是告诉AMS说：“我要打开这个App，我知道他的住址和名字，你帮我打开吧！”所以是AMS来通知zygote进程来fork一个新进程，来开启我们的目标App的。这就像是浏览器想要打开一个超链接一样，浏览器把网页地址发送给服务器，然后还是服务器把需要的资源文件发送给客户端的。
知道了Android Framework的客户端服务器架构之后，我们还需要了解一件事情，那就是我们的App和AMS(SystemServer进程)还有zygote进程分属于三个独立的进程，他们之间如何通信呢？
App与AMS通过Binder进行IPC通信，AMS(SystemServer进程)与zygote通过Socket进行IPC通信。
那么AMS有什么用呢？在前面我们知道了，如果想打开一个App的话，需要AMS去通知zygote进程，除此之外，其实所有的Activity的开启、暂停、关闭都需要AMS来控制，所以我们说，AMS负责系统中所有Activity的生命周期。
在Android系统中，任何一个Activity的启动都是由AMS和应用程序进程（主要是ActivityThread）相互配合来完成的。AMS服务统一调度系统中所有进程的Activity启动，而每个Activity的启动过程则由其所属的进程具体来完成。
这样说你可能还是觉得比较抽象，没关系，下面有一部分是专门来介绍AMS与ActivityThread如何一起合作控制Activity的生命周期的。
第四步：Instrumentation介绍
Instrumentation功能
每个Activity都持有Instrumentation对象的一个引用，但是整个进程只会存在一个Instrumentation对象。当startActivityForResult()调用之后，实际上还是调用了mInstrumentation.execStartActivity()
public void startActivityForResult(Intent intent, int requestCode, @Nullable Bundle options) {
if (mParent == null) {
Instrumentation.ActivityResult ar =
mInstrumentation.execStartActivity(
this, mMainThread.getApplicationThread(), mToken, this,
intent, requestCode, options);
if (ar != null) {
mMainThread.sendActivityResult(
mToken, mEmbeddedID, requestCode, ar.getResultCode(),
ar.getResultData());
}
...ignore some code...
} else {
if (options != null) {
//当现在的Activity有父Activity的时候会调用，但是在startActivityFromChild()内部实际还是调用的mInstrumentation.execStartActivity()
mParent.startActivityFromChild(this, intent, requestCode, options);
} else {
mParent.startActivityFromChild(this, intent, requestCode);
}
}
...ignore some code...
}
下面是mInstrumentation.execStartActivity()的实现:
public ActivityResult execStartActivity(
Context who, IBinder contextThread, IBinder token, Activity target,
Intent intent, int requestCode, Bundle options) {
IApplicationThread whoThread = (IApplicationThread) contextThread;
...ignore some code...
try {
intent.migrateExtraStreamToClipData();
intent.prepareToLeaveProcess();
int result = ActivityManagerNative.getDefault()
.startActivity(whoThread, who.getBasePackageName(), intent,
intent.resolveTypeIfNeeded(who.getContentResolver()),
token, target != null ? target.mEmbeddedID : null,
requestCode, 0, null, options);
checkStartActivityResult(result, intent);
} catch (RemoteException e) {
}
return null;
}
所以当我们在程序中调用startActivity()的 时候，实际上调用的是Instrumentation的相关的方法。
Instrumentation中重要方法介绍
这个类里面的方法大多数和Application和Activity有关，是的，这个类就是完成对Application和Activity初始化和生命周期的工具类。比如说，我单独挑一个callActivityOnCreate()
1.callActivityOnCreate()方法介绍：
public void callActivityOnCreate(Activity activity, Bundle icicle) {
prePerformCreate(activity);
activity.performCreate(icicle);
postPerformCreate(activity);
}
对activity.performCreate(icicle);这一行里面就调用了传说中的Activity的入口函数onCreate()
2.activity.performCreate(icicle)方法介绍：
final void performCreate(Bundle icicle) {
onCreate(icicle);
mActivityTransitionState.readState(icicle);
performCreateCommon();
}
3.简介Instrumentation的重要性：
那就是这个Instrumentation类这么重要，为啥我在开发的过程中，没有发现他的踪迹呢？是的，Instrumentation这个类很重要，对Activity生命周期方法的调用根本就离不开他，他可以说是一个大管家，但是，这个大管家比较害羞，是一个女的，管内不管外，是老板娘~那么你可能要问了，老板是谁呀？ 老板当然是大名鼎鼎的ActivityThread了！
4.ActivityThread：
ActivityThread就是Android里面的UI线程，App和AMS是通过Binder传递信息的，那么ActivityThread就是专门与AMS的外交工作的。
举例：所以说，AMS是董事会，负责指挥和调度的，ActivityThread是老板，虽然说家里的事自己说了算，但是需要听从AMS的指挥，而Instrumentation则是老板娘，负责家里的大事小事，但是一般不抛头露面，听一家之主ActivityThread的安排。
写在最后：本人技术有限，如有错误，望指教交流，谢谢！
