Android系统启动流程

1. 基础知识

1.1 系统启动的主要阶段

Boot ROM
- 加载引导程序
- 初始化硬件设备
- 将Bootloader加载到RAM
Bootloader
- 初始化内存
- 建立内存空间映射
- 加载Android内核
Linux Kernel
- 启动内核
- 挂载根文件系统
- 启动init进程
Init进程
- 系统第一个进程
- 解析init.rc配置文件
- 启动关键服务
Zygote进程
- 所有应用进程的父进程
- 预加载系统资源
- 等待AMS请求创建应用进程

2. 核心问题

2.1 Init进程做了什么？

答案：

配置文件解析

// init.rc文件示例
service zygote /system/bin/app_process -Xzygote /system/bin --zygote --start-system-server
    class main
    socket zygote stream 660 root system
    onrestart write /sys/android_power/request_state wake
    onrestart write /sys/power/state on

属性服务
- 启动property_service
- 加载系统属性
- 提供属性访问接口
启动关键服务
- 启动servicemanager
- 启动zygote
- 启动surfaceflinger

2.2 Zygote进程的作用是什么？

资源预加载

public static void preloadResources() {
    // 预加载drawable和color资源
    preloadDrawables();
    preloadColorStateLists();
    
    // 预加载系统字体
    preloadFonts();
    
    // 预加载系统配置
    preloadSystemProperties();
}

Socket通信

private static void runSelectLoop(String abiList) {
    ZygoteConnection[] peers = new ZygoteConnection[connections.size()];
    
    while (true) {
        // 等待AMS的请求
        StructPollfd[] pollFds = new StructPollfd[peers.length];
        
        // 处理连接请求
        for (int i = 0; i < peers.length; i++) {
            ZygoteConnection connection = peers[i];
            if (connection != null) {
                connection.runOnce();
            }
        }
    }
}

2.3 System Server的职责是什么？

启动系统服务

private void startBootstrapServices() {
    // 启动服务管理器
    ServiceManager.startService("package");
    
    // 启动Activity管理服务
    mActivityManagerService = mSystemServiceManager.startService(
        ActivityManagerService.Lifecycle.class).getService();
    
    // 启动电源管理服务
    mPowerManagerService = mSystemServiceManager.startService(
        PowerManagerService.class);
}

管理系统服务生命周期
- 启动顺序管理
- 依赖关系处理
- 服务状态监控

3. 实战应用

3.1 自定义系统启动服务

public class CustomSystemService extends SystemService {
    private final Context mContext;
    
    public CustomSystemService(Context context) {
        super(context);
        mContext = context;
    }
    
    @Override
    public void onStart() {
        // 服务启动时的初始化
        publishBinderService("custom_service", new CustomServiceImpl());
    }
    
    @Override
    public void onBootPhase(int phase) {
        if (phase == PHASE_SYSTEM_SERVICES_READY) {
            // 系统服务就绪
            registerForSystemEvents();
        } else if (phase == PHASE_BOOT_COMPLETED) {
            // 系统启动完成
            startBackgroundTasks();
        }
    }
    
    private class CustomServiceImpl extends ICustomService.Stub {
        @Override
        public void doSomething() {
            // 实现服务功能
        }
    }
}

3.2 注册系统服务

public class SystemServer {
    private void startOtherServices() {
        // 注册自定义服务
        mSystemServiceManager.startService(CustomSystemService.class);
        
        // 等待服务就绪
        mSystemServiceManager.startBootPhase(SystemService.PHASE_SYSTEM_SERVICES_READY);
        
        // 启动完成
        mSystemServiceManager.startBootPhase(SystemService.PHASE_BOOT_COMPLETED);
    }
}

4. 性能优化

启动速度优化
- 延迟加载非关键服务
- 优化服务依赖关系
- 并行启动无依赖服务
内存优化
- 合理设置进程优先级
- 控制后台服务数量
- 及时释放不需要的资源
稳定性优化
- 添加服务监控机制
- 实现服务自动恢复
- 完善异常处理机制

Event Dispatch System Startup