Android底层有一定的认识，研究过相关的Android源码

犀渠玉剑良家子，白马金羁侠少年。这篇文章主要讲述Android底层有一定的认识，研究过相关的Android源码相关的知识，希望能为你提供帮助。
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
【Android底层有一定的认识，研究过相关的Android源码】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

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Android底层有一定的认识，研究过相关的Android源码

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