使用 android 手機已經長時間了，同時，從大學學習 android 開發開始，也進行過多款 android app 專案的開發，但是對 android 內部的啟動過程，即當我們從按下電源鍵開機開始， android 系統內部是如何執行的，由於android 系統的核心使用的是 linux 核心，那麼在啟動過程中，android 系統和桌面Linux系統的啟動過程是否是一樣的？我們在之前的一篇部落格中，曾學習過Linux核心的啟動過程，在這裡，我們學習一下android系統的啟動過程，並從大體程式碼上講解其啟動過程。

啟動步驟

在android系統的啟動過程中，大體可以分為以下幾個步驟：

android啟動過程分析

第一步 啟動電源以及啟動系統

當電源按下的時候，會引導固化在晶片中的程式碼從預定義的位置開始啟動，並載入載入程式到記憶體，即RAM中，然後執行。

第二步 載入程式執行

載入程式，英文名稱為Boot Loader，顧名思義，其為啟動載入器，其主要作用是引導android系統核心的啟動。載入程式是執行的第一個程式。其主要作用是在引導核心啟動之前，檢測相關硬體以及外部的RAM，設定網路，記憶體等，並根據相關引數或輸入資料設定核心。
Boot Loader載入程式可以在\bootable\bootloader\legacy\usbloader中找到，一般的載入器包含著兩個重要的檔案：

1. init.S初始化堆疊，清空BBS棧，呼叫main.c的_main()函式
2. main.c初始化硬體（鬧鐘，主機板，鍵盤，控制檯），建立Linux標籤

第三步 核心執行

當載入程式引導核心啟動之後，android的核心執行和linux的核心執行相似。核心啟動的時候，設定快取，被保護的儲存器，計劃列表，載入驅動。當核心完成系統設定之後，便找到系統檔案中”init”檔案，然後啟動系統的第一個程序。

第四步 init執行

init程序是android系統執行的第一個程序，也就是說所有的android程序都是直接或間接的被init程序建立的。在init程序執行過程中，主要負責兩個事情，一個是掛載系統目錄，像/dev

• init位於/system/core/init目錄中。
• init.rc位於/system/core/rootdir目錄中。
• 在/system/core/init/readme.txt檔案中可以學習.rc檔案的相關語法，我們將在下面的部落格中學習該語法。

總體來說，在init.rc檔案中，主要是啟動相關程序和服務，同時設定相關引數和掛載相關目錄。

我們先來看一下init中的相關程式碼：

int main(int argc, char **argv)
{
    //.....
#ifndef NO_DEVFS_SETUP
    mkdir("/dev", 0755);
    mkdir("/proc", 0755);
    mkdir("/sys", 0755);

    mount("tmpfs", "/dev", "tmpfs", MS_NOSUID, "mode=0755");
    mkdir("/dev/pts", 0755);
    mkdir("/dev/socket", 0755);
    mount("devpts", "/dev/pts", "devpts", 0, NULL);
    mount("proc", "/proc", "proc", 0, NULL);
    mount("sysfs", "/sys", "sysfs", 0, NULL);

    close(open("/dev/.booting", O_WRONLY | O_CREAT, 0000));

    open_devnull_stdio();
    klog_init();
#endif
    property_init();

    //.......

    is_charger = !strcmp(bootmode, "charger");

    INFO("property init\n");
    if (!is_charger)
        property_load_boot_defaults();

    INFO("reading config file\n");

    if (!charging_mode_booting())
       init_parse_config_file("/init.rc");
    else
       init_parse_config_file("/lpm.rc");

    /* Check for an emmc initialisation file and read if present */
    if (emmc_boot && access("/init.emmc.rc", R_OK) == 0) {
        INFO("Reading emmc config file");
            init_parse_config_file("/init.emmc.rc");
    }

    /* Check for a target specific initialisation file and read if present */
    if (access("/init.target.rc", R_OK) == 0) {
        INFO("Reading target specific config file");
            init_parse_config_file("/init.target.rc");
    }

    //.......

在這些事情處理完成之後，在init.rc中便會啟動zygote程序。

service zygote /system/bin/app_process -Xzygote /system/bin --zygote --start-system-server
    class main
    socket zygote stream 660 root system
    onrestart write /sys/android_power/request_state wake
    onrestart write /sys/power/state on
    onrestart restart media
    onrestart restart netd

第五步 zygote程序

在java中不同的虛擬機器例項會為不同的應用分配不同的記憶體。假如android應用應該儘可能快的啟動，但如果android系統為每一個應用啟動不同的Dalvik虛擬機器例項，就會消耗大量的記憶體以及時間。因此為了解決這個問題，Android系統創造了Zygote。Zygote讓Dalvik虛擬機器共享程式碼，低記憶體佔用以及最小的啟動時間成為可能。Zygote是一個虛擬機器程序，正如我們在前一個步驟所說的在系統引導的時候啟動。Zygote預載入以及初始化核心庫類。

Zygote載入程序：

 public static void main(String argv[]) {
        try {
            // Start profiling the zygote initialization.
            SamplingProfilerIntegration.start();

            registerZygoteSocket();
            EventLog.writeEvent(LOG_BOOT_PROGRESS_PRELOAD_START,
                SystemClock.uptimeMillis());

            preload();
            EventLog.writeEvent(LOG_BOOT_PROGRESS_PRELOAD_END,
                SystemClock.uptimeMillis());

            // Finish profiling the zygote initialization.
            SamplingProfilerIntegration.writeZygoteSnapshot();

            // Do an initial gc to clean up after startup
            gcAndFinalize();

            // Disable tracing so that forked processes do not inherit stale tracing tags from
            // Zygote.
            Trace.setTracingEnabled(false);

            // If requested, start system server directly from Zygote
            if (argv.length != 2) {
                throw new RuntimeException(argv[0] + USAGE_STRING);
            }

            if (argv[1].equals("start-system-server")) {
                startSystemServer();  //啟動系統服務
            } else if (!argv[1].equals("")) {
                throw new RuntimeException(argv[0] + USAGE_STRING);
            }

            Log.i(TAG, "Accepting command socket connections");

            runSelectLoop();

            closeServerSocket();
        } catch (MethodAndArgsCaller caller) {
            caller.run();
        } catch (RuntimeException ex) {
            Log.e(TAG, "Zygote died with exception", ex);
            closeServerSocket();
            throw ex;
        }
    }

1. 載入ZygoteInit類，程式碼位於/frameworks/base/core/java/com/android/internal/os/ZygoteInit.java中。
2. registerZygoteSocket()為zygote命令連線註冊一個伺服器套接字。
3. preload()預載入類，資原始檔以及OpenGL。

第六步 系統服務或服務

在Zygote完成相應的初始化之後，開始申請啟動系統服務，系統服務是android系統中供上層執行的基礎。系統服務同時使用native以及java編寫，系統服務可以認為是一個程序。同一個系統服務在Android SDK可以讓System Services形式獲得。

核心服務：

1. 啟動電源管理器；
2. 建立Activity管理器；
3. 啟動電話註冊；
4. 啟動包管理器；
5. 設定Activity管理服務為系統程序；
6. 啟動上下文管理器；
7. 啟動系統Context Providers；
8. 啟動電池服務；
9. 啟動定時管理器；
10. 啟動感測服務；
11. 啟動視窗管理器；
12. 啟動藍芽服務；
13. 啟動掛載服務。

其他服務：

1. 啟動狀態列服務；
2. 啟動硬體服務；
3. 啟動網路狀態服務；
4. 啟動網路連線服務；
5. 啟動通知管理器；
6. 啟動裝置儲存監視服務；
7. 啟動定位管理器；
8. 啟動搜尋服務；
9. 啟動剪下板服務；
10. 啟動登記服務；
11. 啟動桌布服務；
12. 啟動音訊服務；
13. 啟動耳機監聽；
14. 啟動AdbSettingsObserver（處理adb命令）。

第七步 引導完成

一單系統服務啟動，android系統的引導過程就完成了。此時，”ACTION_BOOT_COMPLETE”開機啟動廣播就發出去了。