Android 系统整体架构

末蓝、 2022-04-23 12:30 276阅读 0赞

# 前言 #

看了`Gityuan`大神的博客，最近因为遇到一些工作上的问题踩了坑，决定正式开始阅读`Android framework`层源码，当然后面可能还会经历一个多月的毕设流程，等毕业回来工作也正式要迈上正轨了，好几个月没写博客了，前段时间因为感情上的问题消沉了几个月，好在现在走出来了，其实很早以前就想阅读`framework`了，趁着这段时间就开始吧。今天这篇文章主要梳理下`Android`整体的架构和系统启动的流程。文章参考[Android系统开篇][Android]。主要目的是加深自己的记忆。

# Android 系统架构 #

`google`经典的四层架构从下往上分别为：`Linux`内核层、系统库和`Android`运行时环境、`framework`层和应用层这四层架构。按照`Gityuan`大神的视角，我们也从系统启动过程为主线，以进程的视角来剖析`Android`系统的架构![这里写图片描述][70]

# Android 启动架构 #

这里先上一张Android 系统启动的架构图：   
![这里写图片描述][70 1]  
可以看到：`Android`系统启动是从下往上的一个过程：`Loader`\->`Kernel`\->`Native`\->`Framework`\->`App`。

## Loader 层 ##

*  **`Boot Rom`：**当手机处于关机状态时，长按开机键开机，会引导芯片开始从固化在`Rom`里预设的代码开始执行，然后加载引导程序到`Ram`.
 *  **`Boot Loader`：**这是启动`Android`系统之前的引导程序，主要是检查`Ram`、初始化参数等功能。

## Kernel 层 ##

`kernel`层指的就是`Android`内核层，到这里才刚刚进入`Android`系统

1.  启动`Kernel`层的`swapper`进程（pid=1），系统初始化过程Kernel创建的第一个进程，用于初始化进程管理、内存管理，加载`Display`、`Camera`、`Binder`等驱动相关工作。
2.  启动`kthreadd`（pid=2），这是`Linux`系统的内核进程，会创建内核工作线程`kworkder`、软中断线程`ksoftirqd`和`thermal`等内核守护进程。`kthreadd`是所有内核进程的鼻祖。

## Native 层 ##

这里的`Native`层主要包括`init`孵化来的用户空间的守护进程、HAL层及开机动画等。启动`init`进程（pid=1），是`Linux`系统的用户进程，**`init`进程是所有用户进程的鼻祖。**

*  `init`进程会孵化出`ueventd`、`logd`、`healthd`、`installd`、`adbd`、`lmkd`等用户守护进程；
 *  `init`进程还会启动`ServiceManager`（Binder服务管家）、`bootanim`（开机动画）等重要服务。
 *  `init`进程孵化出`Zygote`进程，`Zygote`进程是Android系统第一个`Java`进程（虚拟机进程），**`zygote`进程是所有`Java`进程的父进程。**

## Framework 层 ##

`framework`主要包括`Zygote进程`、`SystemServer进程和`MediaServer进程\`。

### Zygote 进程 ###

`Zygote`进程是由`init`进程通过解析`init.rc`文件后`fork`生成的。`Zygote`的任务主要包括：

1.  加载`ZygoteInit`类，注册`Zygote Socket`服务端套接字。
2.  加载虚拟机
3.  `preloadClassses`
4.  `preloadResources`

### System Server 进程 ###

`System Server`进程是由`Zygote`进程`fork`而来，**`System Server`是`Zygote`孵化的第一个进程**。`System Server`负责启动和管理整个`Java Framework`，包含`ActivityManager`、`PowerManager`等服务。

### Media Server 进程 ###

`Media Server` 进程由`init`进程`fork`而来，负责管理整个`C++ Framework`，包含`AudioFlinger`、`Camera Service`等服务。

## App 层 ##

`Zygote`进程孵化出的第一个`App`进程是`Launcher`，也就是用户看到的`桌面App`。同时`Zygote`进程还会创建`Browser`、`Phone`、`Email`等`App`进程。也就是说**所有的`App`进程都是由`Zygote`进程fork生成的。**

## Syscall 和 JNI ##

`Native`层和`Kernel`层有一个系统调用层，也就是`Syscall`。`Java`层和`native`层之间的纽带是`JNI`。

[Android]: http://gityuan.com/android/
[70]: /images/20220318/294c8572341842cf8adef62f387a4b39.png
[70 1]: /images/20220318/27684acb8588454f94ee406a002cfa87.png