Android系統啟動流程（四）Launcher啟動過程與系統啟動流程
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Android系統啟動流程（一）解析init程序啟動過程
Android系統啟動流程（二）解析Zygote程序啟動過程
Android系統啟動流程（三）解析SyetemServer程序啟動過程
前言
此前的文章我們學習了init程序、Zygote程序和SyetemServer程序的啟動過程，這一篇文章我們就來學習Android系統啟動流程的最後一步：Launcher的啟動流程，並結合本系列的前三篇文章的內容來講解Android系統啟動流程。建議讀這篇文章前要通讀本系列的前三篇文章，否則你可能不會理解我在講什麼。
1.Launcher概述
Android系統啟動的最後一步是啟動一個Home應用程式，這個應用程式用來顯示系統中已經安裝的應用程式，這個Home應用程式就叫做Launcher。應用程式Launcher在啟動過程中會請求PackageManagerService返回系統中已經安裝的應用程式的資訊，並將這些資訊封裝成一個快捷圖示列表顯示在系統螢幕上，這樣使用者可以通過點選這些快捷圖示來啟動相應的應用程式。
2.Launcher啟動流程
SyetemServer程序在啟動的過程中會啟動PackageManagerService，PackageManagerService啟動後會將系統中的應用程式安裝完成。在此前已經啟動的ActivityManagerService會將Launcher啟動起來。
啟動Launcher的入口為ActivityManagerService的systemReady函式，如下所示。
frameworks/base/services/java/com/android/server/SystemServer.java
private void startOtherServices() {
...
mActivityManagerService.systemReady(new Runnable() {
@Override
public void run() {
Slog.i(TAG, "Making services ready");
mSystemServiceManager.startBootPhase(
SystemService.PHASE_ACTIVITY_MANAGER_READY);
...
}
...
}
在startOtherServices函式中，會呼叫ActivityManagerService的systemReady函式：
frameworks/base/services/core/java/com/android/server/am/ActivityManagerService.java
public void systemReady(final Runnable goingCallback) {
...
synchronized (this) {
...
mStackSupervisor.resumeFocusedStackTopActivityLocked();
mUserController.sendUserSwitchBroadcastsLocked(-1, currentUserId);
}
}
systemReady函式中呼叫了ActivityStackSupervisor的resumeFocusedStackTopActivityLocked函式：
frameworks/base/services/core/java/com/android/server/am/ActivityStackSupervisor.java
boolean resumeFocusedStackTopActivityLocked(
ActivityStack targetStack, ActivityRecord target, ActivityOptions targetOptions) {
if (targetStack != null && isFocusedStack(targetStack)) {
return targetStack.resumeTopActivityUncheckedLocked(target, targetOptions);//1
}
final ActivityRecord r = mFocusedStack.topRunningActivityLocked();
if (r == null || r.state != RESUMED) {
mFocusedStack.resumeTopActivityUncheckedLocked(null, null);
}
return false;
}
在註釋1處會呼叫ActivityStack的resumeTopActivityUncheckedLocked函式，ActivityStack物件是用來描述Activity堆疊的，resumeTopActivityUncheckedLocked函式如下所示。
frameworks/base/services/core/java/com/android/server/am/ActivityStack.java
boolean resumeTopActivityUncheckedLocked(ActivityRecord prev, ActivityOptions options) {
if (mStackSupervisor.inResumeTopActivity) {
// Don't even start recursing.
return false;
}
boolean result = false;
try {
// Protect against recursion.
mStackSupervisor.inResumeTopActivity = true;
if (mService.mLockScreenShown == ActivityManagerService.LOCK_SCREEN_LEAVING) {
mService.mLockScreenShown = ActivityManagerService.LOCK_SCREEN_HIDDEN;
mService.updateSleepIfNeededLocked();
}
result = resumeTopActivityInnerLocked(prev, options);//1
} finally {
mStackSupervisor.inResumeTopActivity = false;
}
return result;
}
註釋1呼叫了resumeTopActivityInnerLocked函式：
private boolean resumeTopActivityInnerLocked(ActivityRecord prev, ActivityOptions options) {
...
return isOnHomeDisplay() &&
mStackSupervisor.resumeHomeStackTask(returnTaskType, prev, "prevFinished");
...
}
resumeTopActivityInnerLocked函式的程式碼很長，我們擷取我們要分析的關鍵的一句：呼叫ActivityStackSupervisor的resumeHomeStackTask函式，程式碼如下所示。
frameworks/base/services/core/java/com/android/server/am/ActivityStackSupervisor.java
boolean resumeHomeStackTask(int homeStackTaskType, ActivityRecord prev, String reason) {
...
if (r != null && !r.finishing) {
mService.setFocusedActivityLocked(r, myReason);
return resumeFocusedStackTopActivityLocked(mHomeStack, prev, null);
}
return mService.startHomeActivityLocked(mCurrentUser, myReason);//1
}
在註釋1處呼叫了ActivityManagerService的startHomeActivityLocked函式，如下所示。
frameworks/base/services/core/java/com/android/server/am/ActivityManagerService.java
boolean startHomeActivityLocked(int userId, String reason) {
if (mFactoryTest == FactoryTest.FACTORY_TEST_LOW_LEVEL
&& mTopAction == null) {//1
return false;
}
Intent intent = getHomeIntent();//2
ActivityInfo aInfo = resolveActivityInfo(intent, STOCK_PM_FLAGS, userId);
if (aInfo != null) {
intent.setComponent(new ComponentName(aInfo.applicationInfo.packageName, aInfo.name));
aInfo = new ActivityInfo(aInfo);
aInfo.applicationInfo = getAppInfoForUser(aInfo.applicationInfo, userId);
ProcessRecord app = getProcessRecordLocked(aInfo.processName,
aInfo.applicationInfo.uid, true);
if (app == null || app.instrumentationClass == null) {//3
intent.setFlags(intent.getFlags() | Intent.FLAG_ACTIVITY_NEW_TASK);
mActivityStarter.startHomeActivityLocked(intent, aInfo, reason);//4
}
} else {
Slog.wtf(TAG, "No home screen found for " + intent, new Throwable());
}
return true;
}
註釋1處的mFactoryTest代表系統的執行模式，系統的執行模式分為三種，分別是非工廠模式、低階工廠模式和高階工廠模式，mTopAction則用來描述第一個被啟動Activity元件的Action，它的值為Intent.ACTION_MAIN。因此註釋1的程式碼意思就是mFactoryTest為FactoryTest.FACTORY_TEST_LOW_LEVEL（低階工廠模式）並且mTopAction=null時，直接返回false。註釋2處的getHomeIntent函式如下所示。
Intent getHomeIntent() {
Intent intent = new Intent(mTopAction, mTopData != null ? Uri.parse(mTopData) : null);
intent.setComponent(mTopComponent);
intent.addFlags(Intent.FLAG_DEBUG_TRIAGED_MISSING);
if (mFactoryTest != FactoryTest.FACTORY_TEST_LOW_LEVEL) {
intent.addCategory(Intent.CATEGORY_HOME);
}
return intent;
}
getHomeIntent函式中建立了Intent，並將mTopAction和mTopData傳入。mTopAction的值為Intent.ACTION_MAIN，並且如果系統執行模式不是低階工廠模式則將intent的Category設定為Intent.CATEGORY_HOME。我們再回到ActivityManagerService的startHomeActivityLocked函式，假設系統的執行模式不是低階工廠模式，在註釋3處判斷符合Action為Intent.ACTION_MAIN，Category為Intent.CATEGORY_HOME的應用程式是否已經啟動，如果沒啟動則呼叫註釋4的方法啟動該應用程式。
這個被啟動的應用程式就是Launcher，因為Launcher的Manifest檔案中的intent-filter標籤匹配了Action為Intent.ACTION_MAIN，Category為Intent.CATEGORY_HOME。Launcher的Manifest檔案如下所示。
packages/apps/Launcher3/AndroidManifest.xml
<manifest
xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
package="com.android.launcher3">
<uses-sdk android:targetSdkVersion="23" android:minSdkVersion="16"/>
...
<application
...
<activity
android:name="com.android.launcher3.Launcher"
android:launchMode="singleTask"
android:clearTaskOnLaunch="true"
android:stateNotNeeded="true"
android:theme="@style/Theme"
android:windowSoftInputMode="adjustPan"
android:screenOrientation="nosensor"
android:configChanges="keyboard|keyboardHidden|navigation"
android:resumeWhilePausing="true"
android:taskAffinity=""
android:enabled="true">
<intent-filter>
<action android:name="android.intent.action.MAIN" />
<category android:name="android.intent.category.HOME" />
<category android:name="android.intent.category.DEFAULT" />
<category android:name="android.intent.category.MONKEY"/>
</intent-filter>
</activity>
...
</application>
</manifest>
這樣，應用程式Launcher就會被啟動起來，並執行它的onCreate函式。
3.Launcher中應用圖示顯示流程
Launcher的onCreate函式如下所示。
packages/apps/Launcher3/src/com/android/launcher3/Launcher.java
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
...
LauncherAppState app = LauncherAppState.getInstance();//1
mDeviceProfile = getResources().getConfiguration().orientation
== Configuration.ORIENTATION_LANDSCAPE ?
app.getInvariantDeviceProfile().landscapeProfile
: app.getInvariantDeviceProfile().portraitProfile;
mSharedPrefs = Utilities.getPrefs(this);
mIsSafeModeEnabled = getPackageManager().isSafeMode();
mModel = app.setLauncher(this);//2
....
if (!mRestoring) {
if (DISABLE_SYNCHRONOUS_BINDING_CURRENT_PAGE) {
mModel.startLoader(PagedView.INVALID_RESTORE_PAGE);//2
} else {
mModel.startLoader(mWorkspace.getRestorePage());
}
}
...
}
註釋1處獲取LauncherAppState的例項並在註釋2處呼叫它的setLauncher函式並將Launcher物件傳入，LauncherAppState的setLauncher函式如下所示。
packages/apps/Launcher3/src/com/android/launcher3/LauncherAppState.java
LauncherModel setLauncher(Launcher launcher) {
getLauncherProvider().setLauncherProviderChangeListener(launcher);
mModel.initialize(launcher);//1
mAccessibilityDelegate = ((launcher != null) && Utilities.ATLEAST_LOLLIPOP) ?
new LauncherAccessibilityDelegate(launcher) : null;
return mModel;
}
註釋1處會呼叫LauncherModel的initialize函式：
public void initialize(Callbacks callbacks) {
synchronized (mLock) {
unbindItemInfosAndClearQueuedBindRunnables();
mCallbacks = new WeakReference<Callbacks>(callbacks);
}
}
在initialize函式中會將Callbacks，也就是傳入的Launcher 封裝成一個弱引用物件。因此我們得知mCallbacks變數指的就是封裝成弱引用物件的Launcher，這個mCallbacks後文會用到它。
再回到Launcher的onCreate函式，在註釋2處呼叫了LauncherModel的startLoader函式：
packages/apps/Launcher3/src/com/android/launcher3/LauncherModel.java
...
@Thunk static final HandlerThread sWorkerThread = new HandlerThread("launcher-loader");//1
static {
sWorkerThread.start();
}
@Thunk static final Handler sWorker = new Handler(sWorkerThread.getLooper());//2
...
public void startLoader(int synchronousBindPage, int loadFlags) {s
InstallShortcutReceiver.enableInstallQueue();
synchronized (mLock) {
synchronized (mDeferredBindRunnables) {
mDeferredBindRunnables.clear();
}
if (mCallbacks != null && mCallbacks.get() != null) {
stopLoaderLocked();
mLoaderTask = new LoaderTask(mApp.getContext(), loadFlags);//3
if (synchronousBindPage != PagedView.INVALID_RESTORE_PAGE
&& mAllAppsLoaded && mWorkspaceLoaded && !mIsLoaderTaskRunning) {
mLoaderTask.runBindSynchronousPage(synchronousBindPage);
} else {
sWorkerThread.setPriority(Thread.NORM_PRIORITY);
sWorker.post(mLoaderTask);//4
}
}
}
}
註釋1處建立了具有訊息迴圈的執行緒HandlerThread物件。註釋2處建立了Handler，並且傳入HandlerThread的Looper。Hander的作用就是向HandlerThread傳送訊息。在註釋3處建立LoaderTask，在註釋4處將LoaderTask作為訊息傳送給HandlerThread 。
LoaderTask類實現了Runnable介面，當LoaderTask所描述的訊息被處理時則會呼叫它的run函式，程式碼如下所示
private class LoaderTask implements Runnable {
...
public void run() {
synchronized (mLock) {
if (mStopped) {
return;
}
mIsLoaderTaskRunning = true;
}
keep_running: {
if (DEBUG_LOADERS) Log.d(TAG, "step 1: loading workspace");
loadAndBindWorkspace();//1
if (mStopped) {
break keep_running;
}
waitForIdle();
if (DEBUG_LOADERS) Log.d(TAG, "step 2: loading all apps");
loadAndBindAllApps();//2
}
mContext = null;
synchronized (mLock) {
if (mLoaderTask == this) {
mLoaderTask = null;
}
mIsLoaderTaskRunning = false;
mHasLoaderCompletedOnce = true;
}
}
...
}
Launcher是用工作區的形式來顯示系統安裝的應用程式的快捷圖示，每一個工作區都是來描述一個抽象桌面的，它由n個螢幕組成，每個螢幕又分n個單元格，每個單元格用來顯示一個應用程式的快捷圖示。註釋1處呼叫loadAndBindWorkspace函式用來載入工作區資訊，註釋2處的loadAndBindAllApps函式是用來載入系統已經安裝的應用程式資訊，loadAndBindAllApps函式程式碼如下所示。
private void loadAndBindAllApps() {
if (DEBUG_LOADERS) {
Log.d(TAG, "loadAndBindAllApps mAllAppsLoaded=" + mAllAppsLoaded);
}
if (!mAllAppsLoaded) {
loadAllApps();//1
synchronized (LoaderTask.this) {
if (mStopped) {
return;
}
}
updateIconCache();
synchronized (LoaderTask.this) {
if (mStopped) {
return;
}
mAllAppsLoaded = true;
}
} else {
onlyBindAllApps();
}
}
如果系統沒有載入已經安裝的應用程式資訊，則會呼叫註釋1處的loadAllApps函式：
private void loadAllApps() {
...
mHandler.post(new Runnable() {
public void run() {
final long bindTime = SystemClock.uptimeMillis();
final Callbacks callbacks = tryGetCallbacks(oldCallbacks);
if (callbacks != null) {
callbacks.bindAllApplications(added);//1
if (DEBUG_LOADERS) {
Log.d(TAG, "bound " + added.size() + " apps in "
+ (SystemClock.uptimeMillis() - bindTime) + "ms");
}
} else {
Log.i(TAG, "not binding apps: no Launcher activity");
}
}
});
...
}
在註釋1處會呼叫callbacks的bindAllApplications函式，在前面我們得知這個callbacks實際是指向Launcher的，因此我們來檢視Launcher的bindAllApplications函式，程式碼如下所示。
packages/apps/Launcher3/src/com/android/launcher3/Launcher.java
public void bindAllApplications(final ArrayList<AppInfo> apps) {
if (waitUntilResume(mBindAllApplicationsRunnable, true)) {
mTmpAppsList = apps;
return;
}
if (mAppsView != null) {
mAppsView.setApps(apps);//1
}
if (mLauncherCallbacks != null) {
mLauncherCallbacks.bindAllApplications(apps);
}
}
在註釋1處會呼叫AllAppsContainerView的setApps函式，並將包含應用資訊的列表apps傳進去，AllAppsContainerView的setApps函式如下所示。
packages/apps/Launcher3/src/com/android/launcher3/allapps/AllAppsContainerView.java
public void setApps(List<AppInfo> apps) {
mApps.setApps(apps);
}
包含應用資訊的列表apps已經傳給了AllAppsContainerView，檢視AllAppsContainerView的onFinishInflate函式：
@Override
protected void onFinishInflate() {
super.onFinishInflate();
...
// Load the all apps recycler view
mAppsRecyclerView = (AllAppsRecyclerView) findViewById(R.id.apps_list_view);//1
mAppsRecyclerView.setApps(mApps);//2
mAppsRecyclerView.setLayoutManager(mLayoutManager);
mAppsRecyclerView.setAdapter(mAdapter);//3
mAppsRecyclerView.setHasFixedSize(true);
mAppsRecyclerView.addOnScrollListener(mElevationController);
mAppsRecyclerView.setElevationController(mElevationController);
...
}
onFinishInflate函式在載入完xml檔案時就會呼叫，在註釋1處得到AllAppsRecyclerView用來顯示App列表，並在註釋2處將apps的資訊列表傳進去，並在註釋3處為AllAppsRecyclerView設定Adapter。這樣應用程式快捷圖示的列表就會顯示在螢幕上。
到這裡Launcher啟動流程就講到這，接下來講Android系統啟動流程。
4.Android系統啟動流程
那麼結合本篇以及本系列的前三篇文章，我們就可以得出Android系統啟動流程，如下所示。
1.啟動電源以及系統啟動
當電源按下時引導晶片程式碼開始從預定義的地方（固化在ROM）開始執行。載入載入程式Bootloader到RAM，然後執行。
2.載入程式BootLoader
載入程式BootLoader是在Android作業系統開始執行前的一個小程式，它的主要作用是把系統OS拉起來並執行。
3.Linux核心啟動
核心啟動時，設定快取、被保護儲存器、計劃列表、載入驅動。當核心完成系統設定，它首先在系統檔案中尋找init.rc檔案，並啟動init程序。
4.init程序啟動
初始化和啟動屬性服務，並且啟動Zygote程序。
5.Zygote程序啟動
建立JavaVM併為JavaVM註冊JNI，建立服務端Socket，啟動SystemServer程序。
6.SystemServer程序啟動
啟動Binder執行緒池和SystemServiceManager，並且啟動各種系統服務。
7.Launcher啟動
被SystemServer程序啟動的ActivityManagerService會啟動Launcher，Launcher啟動後會將已安裝應用的快捷圖示顯示到介面上。
結合上面的流程，給出Android系統啟動流程圖：
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作者：劉望舒
來源：CSDN
原文：https://blog.csdn.net/itachi85/article/details/56669808
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