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Android底层有一定的认识,研究过相关的Android源码
一、系统架构:
一)、系统分层:(由下向上)【如图】
1、安卓系统分为四层,分别是Linux内核层、Libraries层、FrameWork层,以及Applications层;
其中Linux内核层包含了Linux内核和各种驱动;
Libraries层包含各种类库(动态库(也叫共享库)、android运行时库、Dalvik虚拟机),编程语言主要为C或C++
FrameWork层大部分使用java语言编写,是android平台上Java世界的基石
Applications层是应用层,我们在这一层进行开发,使用java语音编写
2、Dalvik VM和传统JVM的区别:
传统的JVM:编写.java文件 à 编译为.class文件 à 打包成.jar文件
Dalvik VM: 编写.java文件 à 编译为.class文件 à 打包成.dex文件 à 打包成.apk文件(通过dx工具)
将所有的类整合到一个文件中,提高了效率。更适合在手机上运行
1、Linux内核层[LINUX KERNEL]:
包含Linux内核和驱动模块(比如USB、Camera、蓝牙等)。
Android2.2(代号Froyo)基于Linux内核2.6版本。
2、Libraries层[LIBRARIES]:
这一层提供动态库(也叫共享库)、android运行时库、Dalvik虚拟机等。
编程语言主要为C或C++,所以可以简单的看成Native层。
3、FrameWork层[APPLICATION FRAMEWORK]:
这一层大部分用java语言编写,它是android平台上Java世界的基石。
4、Applications层[APPLICATION]:应用层
如图所示:
系统分层的图整体简化为下面的一张图,对应如下:
FrameWork层 --------à Java世界
Libraries层 --------à Native世界
Linux内核层 --------à Linux OS
Java世界和Native世界间的通信是通过JNI层
JNI层和Native世界都可以直接调用系统底层
二)、系统编译:
1、主要步骤:系统环境的准备,下载源码、编译源码、输出结果:
目前系统的编译环境只支持Ubuntu 以及 Mac OS 两种操作系统,磁盘的控件要足够大
在下载源码的时候,由于Android源码使用Git进行管理,需要下载一些工具,如apt-get install git-core curl
源码下载好后,进行编译:首先搭建环境,部署JDK(不同的源码编译时需要的JDK版本不同,如2.2需要JDK5,2.3需要1.6),
然后设置编译环境:使用. build/envsetup.sh脚本;选择编译目标(可以根据自己需要的版本进行不同的搭配)
最后通过make –j4的命令进行编译。(make是编译的函数即命令,j4指的是cpu处理器的核数:单核的是j4 x i;双核的是j8)
最后将编译好的结果进行输出:所有的编译产物都位于 /out 目录下
2、编译流程图
二、系统的启动:
通过Linux内核将Linux系统中用户空间的第一个进程init启动起来,这是安卓世界第一个被启动的进程;
然后在init中会加载init.rc的配置文件,并开启系统的守护进程(守护media(多媒体的装载)和孵化器zygote(Java世界的开启)),其实此时调试桥的守护进程也被开启起来了;
然后会处理一些动作执行,在app_main.cpp中会将Zygote孵化器(Zygote是整个java世界的基础,整个安卓世界中(包括framework和app等apk)都是由孵化器启动的)启动起来:
在app_main中,会调用AppRuntime的start方法开启AppRuntime,其实开启的是其父类AndroidRuntime的start方法被调用,zygote由此就被调用了,此时Native层的右上角有一块区域即ANDROID RUNTIME就启动起来了;
与此同时,AppRuntime会调用ZygoteInit的main方法启动ZygoteInit(整个的APPLICATION 和FRAMEWORK都会由ZygoteInit带起来的,JNI也被启动起来):
在ZygoteInit中会调用SystemServer这个类,在SystemServer的main方法中启动init1()方法,将system_init.cpp开启起来,在init1()方法中,将整个Native世界(即LIBRARIES层)开启起来了
然后在system_init.cpp会调用SystemServer的init2()方法开启ServerThread,通过ServerThread将framework层开启起来(所有的就全部开启起来了),即java世界(APPLICATION FRAMEWORK)就被启动了;此时ActivityManager,WindowManager,PackageManager(最主要,所有的清单文件及apk都有它管理)等等framework层全部开启起来
一)安卓系统的总体启动顺序:
1、通过LINUX内核,将init进程启动起来(是Linux系统中用户空间的第一个进程)
2、将ANDROID RUNTIME这一块的内容启动完毕
3、分为两步分别启动LIBRARIES(即Native世界)和APPLICATION FRAMEWORK(即java世界)
1)先启动LIBRARIES(即Native世界)
2)后启动APPLICATION FRAMEWORK(即java世界)【ActivityManager,WindowManager,电源管理等等】
二)具体启动流程
一)、启动流程:
1、init进程:——安卓世界第一个被启动的进程
加载一堆配置文件,核心加载的init.rc配置文件,其中包含了孵化器和守护进程都被开启了
1)、启动服务:开启ServerManager
守护进程启动(Daemon Process):/system/bin/servicemanager
守护的是:
①、Java世界的开启:onrestart restart zygote
②、多媒体的装载:onrestart restart media
@、adbd的守护也被开启起来了,即调试桥的守护进程也被开启起来了
2)、启动孵化器Zygote
在app_main中启动孵化器Zygote,整个安卓世界中(包括framework和app等apk)都是由孵化器启动的
【此时虚拟机还没开启起来,只是配置了一些vm的参数】
3、app_main:——开启孵化器
app_main中,调用AppRuntime的start方法,将Native层的右上角有一块区域,即ANDROID RUNTIME启动起来
其中的start方法实际是其父类AndroidRuntime的start方法
【此时VM虚拟机被开启起来了,通过start方法开启,在AndroidRuntime中并设置了默认的内存大小16M】
【注册JNI,并启动孵化器Zygote】
4、ZygoteInit开启
AppRuntime被启动后,会调用ZygoteInit的main方法,启动ZygoteInit;
然后,整个的APPLICATION 和FRAMEWORK都会由ZygoteInit带起来的
5、SystemServer启动:
ZygoteInit调用SystemServer这个类,在SystemServer的main方法中启动init1()方法,将system_init.cpp开启起来
在init1()方法中,将整个Native世界开启起来了
6、ServerThread启动(开启framework层)
调用SystemServer的init2()方法开启ServerThread,通过ServerThread将framework层开启起来(所有的就全部开启起来了)
此时ActivityManager,WindowManager,PackageManager(最主要,所有的清单文件及apk都有它管理)等等framework层全部开启起来
二)、具体介绍:
1、启动入口:init进程
@、源码位置:/system/core/init/init.c
@、进程入口:main方法
1)创建文件夹,挂载设备【通过mkdir的命令创建,挂载一些系统设备后】
2)重定向输入输出,如错误信息输出【设置了一些输入输出的处理】
3)设置日志输出【一些系统的日志】
4)init.rc系统启动的配置文件【加载了相关的信息,不同版本的手机所特有的配置信息】
①、文件位置:/system/core/rootdir
②、守护进程启动(Daemon Process):/system/bin/servicemanager
守护的是
Java世界的开启:onrestart restart zygote
多媒体的装载:onrestart restart media
adbd守护也被开启起来了,即调试桥(adb[Android Debug Bridge])的守护进程(adbd[Android Debug Bridge Daemon])也被开启起来了
③、启动Zygote——app_main.cpp【Zygote是整个java世界的基础】
当编译之后,在system/bin/app_process下会有孵化器的启动Xzygote
守护进程被开启之后,紧接着Zygote也被启动起来了
5)解析和当前设备相关的配置信息(/init.%s.rc)
Tips:
当解析完init.rc和设备配置信息后会获取到一系列Action
Init将动作的执行划分为四个阶段(优先级由大到小):
early-init :初期
Init :初始化阶段
early-boot :系统启动的初期
boot :系统启动
6)处理动作执行:这个阶段Zygote将被启动
7)无限循环阶段,等待一些事情发生
2、Zygote简介:
@、Zygote启动:app_main.cpp
1)Zygote简介:
①、本身为Native的应用程序
②、由init进程通过init.rc加载
2)功能分析:
①、Main方法中AppRuntime.start(),工作由父类AndroidRuntime来完成
②、在AndroidRuntime中开启了如下内容:
@startVM——开启虚拟机(查看堆内存设置):默认16M【】
@注册JNI函数【此时还在Native层,需要将连接java和c的桥(即JNI)搭建好】
@启动“com.android.internal.os.ZygoteInit”的main方法
【系统级别的包(由runtime的start方法开启的这个包)】
start方法实际是其父类AndroidRuntime的
@进入java世界的入口
3、ServiceThread的简介:(java世界所做的事情)
1)preloadClasses();:预加载class
读取一个preloaded-classes的配置文件
此文件的内容非常多,这就是安卓系统启动慢的原因之一
此时会有一个垃圾回收的操作gc(),将无用的回收掉
2)ZygoteInit在main方法中利用JNI开启com.android.server.SystemServer
3)启动system_init.cpp处理Native层的服务
4)然后调用SystemServer的init2()
5)启动ServiceThread,启动android服务
6)Launcher启动
三、开机时的时间消耗:
1、ZygoteInit.main()中会预加载类
目录:framework/base/preload-class
ZygoteInit.main()会加载很多的类,将近1800多个(安卓2.3的)
2、开机时会对系统所有的apk进行扫描
需要将所有的应用展现给用户,就需要对apk进行扫描,扫描所有的包
data目录下有个apk的包
system目录下有个apk的包
framework目录下也有相关的包
3、SystemServer创建的那些Service
Android底层有一定的认识,研究过相关的Android源码