Framework的启动过程

1.Framework运行环境综述

Framework的运行环境如下图：
Dalvik虚拟机进程间的关系

系统中运行的第一个Dalvik虚拟机程序叫做zygote，该名称的意义是“一个卵”，因为接下来的所有Dalvik虚拟机进程都是通过这个“卵”孵化出来的。
zygote进程中包含两个主要模块，分别如下：

Socket服务端：该Socket服务端用于接收启动新的Dalvik进程的命令；
Framework共享类及共享资源：当zygote进程启动后，会装载一些共享的类及资源，其中共享类是在preload-classes文件中被定义，共享资源是在preload-resources中被定义。因为zygote进程用于孵化其他Dalvik进程，因此，这些类和资源装载后，新的Dalvik进程就不需要再装载这些类和资源了，这就是所谓的共享。
zygote进程对应的具体程序是app_process，该程序存在于system/bin目录下，启动该程序的指令是在init.rc中进行配置的。
zygote孵化出的第一个Dalvik进程叫做SystemServer，SystemServer仅仅是该进程的别名，而该进程具体对应的程序依然是app_proces，因为SystemServer是从app_process中孵化出来的。
SystemServer中创建一个Socket客户端，并有Ams负责管理该客户端，之后所有的Dalvik进程都将通过该Socket客户端间接被启动。当需要启动新的APK进程是，Ams中会通过该Socket客户端向zygote进程的Socket服务端发送一个启动命令，然后zygote会孵化出新的进程。
从系统架构的角度来讲，就在于此即先创建一个zygote，并加载共享类和资源，然后通过该zygote去孵化新的Dalvik进程，该架构的特点有两个：
每一个进程都是一个Dalvik虚拟机，而Dalvik虚拟机是一种类似于Java虚拟机的程序，并且从开发的过程来看，与标准的Java程序开发基本一致。
zygote进程预先会装载共享类和共享资源，这些类及资源实际上就是SDK中定义的大部分类和资源。因此，当通过zygote孵化出新的进程后，新的APK进程只需要去装载APK自身包含的类和资源即可，这就有效地解决了多个APK共享Framework资源的问题。

2.Dalvik虚拟机相关的可执行程序

3.zygote的启动

启动Socket服务端口

当zygote服务从app_process开始启动后，会启动一个Dalvik虚拟机，而虚拟机执行的第一个Java类就是ZygoteInit.java，因此接下来的过程就从ZygoteInit类的main（）函数开始说起。main（）函数中做的第一个重要工作就是启动一个Socket()服务端口，该Socket端口用于接收启动新进程的命令。
启动Socket服务端口是在静态函数registerZygoteSocket()中完成的。
Socket编程中有两种方式去触发Socket数据读操作

方式	解释
阻塞式读操作	使用listen（）监听某个端口，然后调用read（）去从这个端口上读数据，这种方式被称为阻塞式读操作，因为当端口没有数据时，read（）函数将一直等待，直到数据准备好后才返回；
非阻塞式读操作	使用select（）函数将需要检测的文件描述符作为select（）函数的参数，然后当该文件描述符上出现新的数据后，自动触发一个中断，然后在中断处理函数中再去读指定文件描述符上的数据；

安卓使用的是非阻塞式读操作。

加载preload-classes

在ZygoteInit类的main（）函数中，创建完Socket服务端后还不能立即孵化新的进程，因为这个“卵”中还没有必须“核酸”，这个“核酸”就是指预装的Framework大部分类及资源。
预装的类列表是在framework.jar中的一个文本文件列表，名称为proload-classes，该列表的原始定义在frameworks/base/proload-classes文本文件中，而该文件又是通过frameworks/base/tools/preload/WritePreloadedClassFile.java类生成的。产生proload-classes的方法是在Android根目录下执行命令生成的。执行命令后，会在frameworks/base目录下产生preload-classes文本文件。从该命令的执行情况来看，预装的Java类信息包含在.compiled文件中，而这个文件却是一个二进制文件。
在Android源码编译的时候，会最终把preload-classes文件打包到framework.jar中。
有了这个列表后，ZygoteInit中通过调用preloadClasses()完成装载这些类。装载的方法很简单，就是读取preload-classes列表中的每一行，因为每一行代表了一个具体的类，然后调用Class.forName()装载目标类。

加载preload-resources

preload-resources是在frameworks/base/core/res/res/values/arrays.xml中被定义的，包含两类资源，一类是drawable资源，另一类是color资源。
加载这些资源是在preloadResources()函数中完成的，该函数分别调用preloadDrawable()和preloadColorStateLists()加载这两类资源。加载的原理很简单，就是把这些资源读出来放到一个全局变量中，只要该类对象不被销毁，这些全局变量就会一直保存。
保存Drawable资源的全局变量是mResources，该变量的类型是Resources类，由于该类内部会保存一个Drawable资源列表，因此，实际上缓存这些Drawable资源是在Resources内部；保存Color资源的全局变量也是mResources，同样，Resources类内部也有一个Color资源的列表。

使用folk启动新的进程

folk是Linux系统的一个系统调用，其作用是复制当前进程，产生一个新的进程。新进程将拥有和原始进程完全相同的进程信息，除了进程id不同。进程信息包括该进程所打开的文件描述符列表、所分配的内存等。当新进程被创建后，两个进程将共享已经分配的内存空间，直到其中一个需要向内存中写入数据时，操作系统才负责复制一份目标地址空间，并将要写的数据写入到新的地址中，这就是所谓的copy-on-write机制，即“仅当写的时候才复制”，这种机制可以最大限度地在多个进程中共享物理内存。
ZygoteInit.java中复制新进程是通过在runSelectLoopMode()函数中调用ZygoteConnection类的runOnce()函数完成的，而该函数中则调用了forkAndSpecialize()函数用于复制一个新的进程。
forkAndSpecialize()函数是一个native（）函数。
当新进程被创建好后，还需要做一些“善后”工作。因为当zygote复制新进程时，已经创建了一个Socket服务端，而这个服务端是不应该被新进程使用的，否则系统中会有多个进程接收Socket客户端的命令。因此，新进程被创建好后，首先需要在新进程中关闭该Socket服务端，并调用新进程中指定的Class文件的main（）函数作为新进程的入口点。

SystemServer进程的启动

SystemServer进程是zygote孵化出的第一个进程，该进程是从ZygoteInit.java的main（）函数中调用startSystemServer()开始的。与启动普通进程的差别在于，zygote类为启动SystemServer提供了专门的函数startSystemServer()，而不是使用标准的forAndSpecilize()函数，同时，SystemServer进程启动后首先要做的事情和普通进程也有所差别。
startSystemServer()函数的关键代码有三处。
第一处：定义了一个String[]数组，数组中包含了要启动的进程的相关信息，其中最后一项指定了新进程启动后装载的第一个Java类，此处即为com.android.server.SystemServer类。
第二处：调用forkSystemServer()函数从当前的zygote进程孵化出新的进程。
新进程启动后，首先执行handleSystemServerProcess()函数，这个函数主要完成两件事：第一是关闭Socket服务端，第二是执行com.android.server.SystemServer类的main（）函数。除了这两个事情外，还做了一些额外的运行环境配置，这些配置主要是在commonInit()和zygoteInitNative()两个函数中完成。一旦SystemServer的进程环境配置好后，就从SystemServer类的main（）函数中开始运行。
启动各种系统服务线程
SystemServer进程在Android的运行环境中扮演了“神经中枢”的作用，APK应用中能够直接交互的大部分系统都在该进程中运行，常见的比如WindowManagerServer(Wms)、ActivityManagerSystemService(AmS)、PackageManagerServer(PmS)等，这些系统服务都是以一个线程的方式存在于SystemServer进程中。

-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-------------------------last line for now---------------------------