android系統啟動架構、Activity介面顯示過程詳解

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一、Android系統架構

      android的系統架構和其作業系統一樣，採用了分層的架構。從架構圖看，android分為四個層，從高層到低層分別是應用程式層、應用程式架構層、系統運行庫層和linux核心層。盜圖如下：

                

具體每層的功能介紹如下：

     （1） 應用程式層

      該層提供一些核心應用程式套件組合，例如電子郵件、簡訊、日曆、地圖、瀏覽器和連絡人管理等。同時，開發人員可以利用Java語言設計和編寫屬於自己的應用程式，而這些程式與那些核心應用程式彼此平等、友好共處。

     （2）應用程式架構層

     該層是Android應用開發的基礎，開發人員大部分情況是在和她打交道。應用程式架構層包括Active Manager、視窗管理器、內容提供者、視圖系統、包管理器、電話管理器、資源管理員、位置管理器、通知管理器和XMPP服務十個部分。在Android平台上，開發人員可以完全訪問核心應用程式所使用的API架構。並且，任何一個應用程式都發行就緒自身的功能模組，而其他應用程式則可以使用這些發行的功能模組。基於這樣的重用機制，使用者就可以方便地替換平台本身的各種應用程式組件。

     （3） 系統庫和Android運行時

     系統庫包括九個子系統，分別是圖層管理、媒體庫、SQLite、OpenGLEState、FreeType、WebKit、SGL、SSL和libc。Android運行時包括核心庫和Dalvik虛擬機器，前者既相容了大多數Java語言所需要調用的功能函數，又包括了Android的核心庫，比如android.os、android.net、android.media等等。後者是一種基於寄存器的java虛擬機器，Dalvik虛擬機器主要是完成對生命週期的管理、堆棧的管理、線程的管理、安全和異常的管理以及記憶體回收等重要功能。

     （4） Linux核心

     Android核心系統服務依賴於Linux2.6核心，如安全性、記憶體管理、進程管理、網路通訊協定棧和驅動模型。Linux核心也是作為硬體與軟體棧的抽象層。驅動：顯示驅動、網路攝影機驅動、鍵盤驅動、WiFi驅動、Audio驅動、flash記憶體驅動、Binder（IPC）驅動、電源管理等。

      Android的系統架構採用分層架構的思想，架構清晰，層次分明，協同工作。因此，若想從事Android應用開發，則研究研究Android的應用程式框架層和應用程式層；若想從事Android系統開發，那研究下Android系統庫和Android運行時；若想從事Android驅動開發，那試著看看Android的Linux核心。下面分別介紹android系統啟動流程和Activity介面顯示流程：

二、Android系統啟動流程

      眾所周知，在Linux中，它的啟動可以歸為一下幾個流程： Boot Loader——>初始化核心——>建立init進程——>根據inittable檔案執行其他的啟動項——>..... 。

      由此可知，當初始化核心之後，就會啟動一個相當重要的祖先進程，也就是init進程，在Linux中所有的進程都是由init進程直接或間接fork出來的。而對於Android來說，前面的流程都是一樣的:

 （1）當init進程建立之後，會fork出一個Zygote進程，這個進程是所有Java進程的父進程。我們知道，Linux是基於C的，而Android是基於Java的（當然底層也是C）；

 （2）然後fork出一個Zygote Java進程用來fork出其他的進程。當Zygote（孵化進程）被初始化的時候，會fork出System Server進程，這個進程在整個的Android進程中是非常重要的一個，地位和Zygote等同，它是屬於Application Framework層的，Android中的所有服務，例如AMS, WindowsManager, PackageManagerService等等都是由這個SystemServer fork出來的。所以它的地位可見一斑；

 （3）當System Server進程開啟的時候，就會初始化AMS，同時，會載入本地系統的服務庫，建立系統上下文，建立ActivityThread及開啟各種服務等等。而在這之後，就會開啟系統的Launcher程式，完成系統介面的載入與顯示；

 （4）系統啟動完成後，當我們點擊螢幕時，觸控螢幕的兩層電極會串連在一起，也就產生了一個電壓並通過對應的驅動把當前按壓點的XY座標傳給android系統。系統在擷取到XY值的時候，就會對按壓點的範圍進行一個判斷，如果確定按壓點處於一個APP表徵圖或者是Button等等的範圍中時，作業系統也就會認為使用者當前已經點擊了這個東西，啟動對應的監聽。而當系統判斷我們點擊的是APP表徵圖時，該App就由Launcher開始啟動了；

  （5）當開始啟動時，Launcher進程會採用Binder的方式向AMS（Activity Manager Server）發出startActivity請求;

  （6）AMS在接收到請求之後，就會通過Socket向Zygote進程發送建立進程的請求；

  （7）Zygote進程會fork出新的子進程（APP進程）；

  （8）隨後APP進程會再向AMS發起一次請求，AMS收到之後經過一系列的準備工作再回傳請求；

  （9）APP進程收到AMS返回的請求後，會利用Handler向主線程（即UI線程）發送LAUNCH_ACTIVITY訊息；

註：主線程（也即ActivityThread）裡面存在一個main()方法，這也是APP的真正入口，當APP啟動時，就會啟動ActivityThread中的main方法，在main方法中系統會通過Looper.prepareMainLooper()來建立主線程的Looper以及MessageQueue，並通過Looper.loop來開啟訊息迴圈。

 （10）主線程在收到訊息之後，就建立目標Activity，並回調onCreate()/onStart()/onResume()等方法，UI渲染結束後便可以看到App主介面。

三、介面顯示流程

  

 

 

 

android系統啟動架構、Activity介面顯示過程詳解