简介
Android系统中各个进程的先后顺序为：
init进程 –->Zygote进程 –>SystemServer进程 –>应用进程
其中Zygote进程由init进程启动，SystemServer进程和应用进程由Zygote进程启动。
本文依据6.0源码，主要分析SystemServer进程的启动流程。注意，是启动流程，不是启动过程。启动过程的解析可以移步我的另一片博文Zygote启动流程源码解析。SystemServer进程的作用是启动各种核心服务，例如Installer、ActivityManagerService、WindowManagerService、PowerManagerService等等。这些服务会在开机时启动。由于加载的服务很多，相对很耗时，所以Android系统在开机时速度很慢，但是一次加载之后，方便后续所有应用程序调用，所以这个代价还是非常值得的。由于加载的服务实在太多，故本文不可能分析所有的服务。分析完主要流程后，会适当举例分析，其余服务还请自行查看。从Android Zygote启动流程源码解析一文中可以看到：Zygote进程fork出SystemServer进程后，通过反射调用SystemServer#main()。以此为切入点，一步步分析。
启动流程概览
源码位置：frameworks/base/services/java/com/android/server/SystemServer.java
SystemServer#main()
/** * The main entry point from zygote. */
public static void main(String[] args) {
new SystemServer().run();
}
public SystemServer() {
// Check for factory test mode.
mFactoryTestMode = FactoryTest.getMode();
}
private void run() {
...
// 创建主线程Looper
Looper.prepareMainLooper();
// 加载android_servers.so
System.loadLibrary("android_servers");
// 创建Context对象
createSystemContext();
// 创建SystemServiceManager对象
mSystemServiceManager = new SystemServiceManager(mSystemContext);
// 将刚创建的SystemServiceManager对象添加进LocalServices属性sLocalServiceObjects
LocalServices.addService(SystemServiceManager.class, mSystemServiceManager);
// Start services.
try {
// 启动系统引导相关服务
startBootstrapServices();
// 启动系统核心服务
startCoreServices();
// 启动应用或系统相关的服务
startOtherServices();
} catch (Throwable ex) {...}
...
// Loop forever.
Looper.loop();
throw new RuntimeException("Main thread loop unexpectedly exited");
}上面截取了最关键的代码，也是本文重点要分析的内容。可以看到，在Main（）方法中实例化之后直接调用了run()方法。在run()方法中首先获取主线程的Looper对象，这也就意味着SystemServer后续是可以获取主线程中的消息。下面先分析createSystemContext()。
创建Context对象
SystemServer#createSystemContext()
private void createSystemContext() {
ActivityThread activityThread = ActivityThread.systemMain();
mSystemContext = activityThread.getSystemContext();
mSystemContext.setTheme(android.R.style.Theme_DeviceDefault_Light_DarkActionBar);
}在createSystemContext()中首先获取了一个ActivityThread对象，紧接着根据ActivityThread对象获取了mSystemContext，mSystemContext是Context对象。这可不得了。我们知道，ActivityThread其实就是所谓的主线程，看来ActivityThread#systemMain()这个方法大有搞头。跟进。
源码位置：frameworks/base/core/java/android/app/ActivityThread.java
ActivityThread#systemMain()
public static ActivityThread systemMain() {
...
ActivityThread thread = new ActivityThread();
thread.attach(true);
return thread;
}在ActivityThread#systemMain()中直接new了一个ActivityThread对象，然后调用ActivityThread#attach()方法。跟进。
ActivityThread() {
mResourcesManager = ResourcesManager.getInstance();
}
private void attach(boolean system) {
sCurrentActivityThread = this;
mSystemThread = system;
if (!system) {
...
} else {
...
mInstrumentation = new Instrumentation();
ContextImpl context = ContextImpl.createAppContext(this, getSystemContext().mPackageInfo);
mInitialApplication = context.mPackageInfo.makeApplication(true, null);
mInitialApplication.onCreate();
...
}
...可以看到，调用ContextImpl的静态方法createAppContext()获取一个ContextImpl对象，然后调用LoadedApk（mPackageInfo是LoadedApk的一个对象）#makeApplication()创建了Application，最后调用Application#onCreate()方法。SystemServer也是一个Android进程，由此可以看出，进程创建后最先被调用的是ActivityThread#attach()，其次才是Application#onCreate()。
创建SystemServiceManager
回到SystemServer#run()。
private void run() {
...
createSystemContext();
// 创建SystemServiceManager对象
mSystemServiceManager = new SystemServiceManager(mSystemContext);
// 将刚创建的SystemServiceManager对象添加进LocalServices属性sLocalServiceObjects
LocalServices.addService(SystemServiceManager.class, mSystemServiceManager);
...
}获取到Context对象后，创建mSystemServiceManager用于管理各种系统服务。接下来就开始启动各种系统服务。文章有限，这里以启动Installer、ActivityManagerService和WindowManagerService为例进行分析，其余还请自行查看。
启动各种服务
ActivityThread#startBootstrapServices()
startBootstrapServices();
startCoreServices();
startOtherServices();启动Installer
private void startBootstrapServices() {
Installer installer = mSystemServiceManager.startService(Installer.class);
}通过SystemServiceManager#startService()方法，就启动了Installer。跟进。
源码位置：frameworks/base/services/core/java/com/android/server/SystemServerManager.java
SystemServiceManager#startService()
public <T extends SystemService> T startService(Class<T> serviceClass) { if (!SystemService.class.isAssignableFrom(serviceClass)) { throw new RuntimeException("Failed to create " + name + ": service must extend " + SystemService.class.getName()); }
final T service;
Constructor<T> constructor = serviceClass.getConstructor(Context.class);
service = constructor.newInstance(mContext);
mServices.add(service);
service.onStart();
return service;
}传入的泛型必须是抽象类SystemService的子类，并且通过反射得到实例。最后添加进ArrayList<SystemService> mServices中以便管理。最后调用泛型Service中抽象父类的抽象方法onStart()的具体实现。跟进。
源码位置：frameworks/base/services/core/java/com/android/server/pm/Installer.java
Installer#onStart()
public void onStart() {
mInstaller.waitForConnection();
}mInstaller是InstallerConnection对象。跟进。
源码位置：frameworks/base/services/core/java/com/android/internal/os/InstallerConnection.java
InstallerConnection#waitForConnection()
public void waitForConnection() {
for (;;) {
if (execute("ping") >= 0) {
return;
}
Slog.w(TAG, "installd not ready");
SystemClock.sleep(1000);
}
}这里有个死循环，说明只有execute()方法执行成功并且返回值大于0之后才会继续启动其他服务。否则一直卡在这里。跟进。
public int execute(String cmd) {
String res = transact(cmd);
try {
return Integer.parseInt(res);
} catch (NumberFormatException ex) {
return -1;
}
}
public synchronized String transact(String cmd) {
if (!connect()) {
return "-1";
}
if (!writeCommand(cmd)) {
if (!connect() || !writeCommand(cmd)) {
return "-1";
}
}
final int replyLength = readReply();
if (replyLength > 0) {
String s = new String(buf, 0, replyLength);
return s;
} else {
return "-1";
}
}
private boolean connect() {
if (mSocket != null) {
return true;
}
Slog.i(TAG, "connecting...");
try {
mSocket = new LocalSocket();
LocalSocketAddress address = new LocalSocketAddress("installd",
LocalSocketAddress.Namespace.RESERVED);
mSocket.connect(address);
mIn = mSocket.getInputStream();
mOut = mSocket.getOutputStream();
} catch (IOException ex) {
disconnect();
return false;
}
return true;
}
private boolean writeCommand(String cmdString) {
final byte[] cmd = cmdString.getBytes();
final int len = cmd.length;
if ((len < 1) || (len > buf.length)) {
return false;
}
buf[0] = (byte) (len & 0xff);
buf[1] = (byte) ((len >> 8) & 0xff);
try {
mOut.write(buf, 0, 2);
mOut.write(cmd, 0, len);
} catch (IOException ex) {
Slog.e(TAG, "write error");
disconnect();
return false;
}
return true;
}为了方便查看，连续贴了三个相关的方法。稍微显得有些长，没关系，我们一个个去分析。首先调用connect()方法通过Socket连接installd服务端。接着调用writeCommand()方法写入要发送的数据，这里参数cmdString是ping，所以len=4。最后通过readReply()方法，读取服务端返回的数据，转换成String形式返回。之后启动其它服务。
启动ActivityManagerService
private void startBootstrapServices() {
mActivityManagerService = mSystemServiceManager.startService(
ActivityManagerService.Lifecycle.class).getService();
mActivityManagerService.setSystemServiceManager(mSystemServiceManager);
mActivityManagerService.setInstaller(installer);
}这里和启动Installer不同，startService()传入的是ActivityManagerService.Lifecycle.class，之后调用startService()返回值的getService()方法。跟进。
源码位置：frameworks/base/services/core/java/com/android/servicer/am/ActivityManagerService.java
ActivityManagerService$Lifecycle
public static final class Lifecycle extends SystemService {
private final ActivityManagerService mService;
public Lifecycle(Context context) {
super(context);
mService = new ActivityManagerService(context);
}
@Override
public void onStart() {
mService.start();
}
public ActivityManagerService getService() {
return mService;
}
}Lifecycle是ActivityManagerService的一个final类型的静态内部类。在分析SystemServiceManager#startService()说道：通过反射得到实例。最后添加进ArrayList<SystemService> mServices中以便管理。最后调用泛型Service中抽象父类的抽象方法onStart()的具体实现。所以这里首先会实例化ActivityManagerService对象，然后调用Lifecycle#onStart()。在Lifecycle#onStart()中调用ActivityManagerService#start()。最后getService()返回实例化过的ActivityManagerService对象。由于ActivityManagerService#start()相关代码太多，这里就不详细展开了。有时间单独写一篇博文解析。
启动WindowManagerService
private void startOtherServices() {
wm = WindowManagerService.main(context, inputManager,
mFactoryTestMode != FactoryTest.FACTORY_TEST_LOW_LEVEL,
!mFirstBoot, mOnlyCore);
}这里和启动Installer、ActivityManagerService又有些不同，直接调用WindowManagerService#main()。真的是简单粗暴。跟进。
public static WindowManagerService main(final Context context,
final InputManagerService im,
final boolean haveInputMethods, final boolean showBootMsgs,
final boolean onlyCore) {
final WindowManagerService[] holder = new WindowManagerService[1];
DisplayThread.getHandler().runWithScissors(new Runnable() {
@Override
public void run() {
holder[0] = new WindowManagerService(context, im,
haveInputMethods, showBootMsgs, onlyCore);
}
}, 0);
return holder[0];
}相关代码太长，有时间单独再写一篇。其它服务的启动和上面三种服务启动大相径庭，感兴趣的同学请自行查看。2点多，有些困。明天还要上班，古耐~
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