Android 进程管理模型

前言

Android基于Linux内核，其进程管理模型沿用Linux进程模型，但是由于Goodle为了方便App开发，将进程进行了了封装，应用层几乎看不到进程的概念，开发者接触到的只是组件的概念。

当按下Android设备电源键时究竟发生了什么？
Android的启动过程是怎么样的？
什么是Linux内核？
桌面系统linux内核与Android系统linux内核有什么区别？
什么是引导装载程序？
什么是Zygote？
什么是X86以及ARM linux？
什么是init.rc?
什么是系统服务？

Android系统的启动

当内核完成系统设置，它首先在系统文件中寻找”init”文件，然后启动root进程或者系统的第一个进程，init是第一个进程，可以说它是root进程或者说有进程的父进程会启动第一个用户级别的 init进程是Linux内核启动的第一个用户级进程，

Android进程类型

在android中SystemService的启动是在Zygote进程创建好后进行的，并且由Zygote进程建立好DVM运行环境，加载ZygoteInit的main函数，最终调用Zygote的本地方法forkSystemServer，并执行linux的fork方法创建SystemServer进程。应用程序的进程也是由Zygote创建的，在ActivityManagerService中的startProcessLocked中调用了Process.start()方法。并通过连接调用Zygote的native方法forkAndSpecialize，执行fork任务。

init进程
init.rc中的Service进程
zygote进程及守护进程rild、ServiceManager进程等
SystemServer及其他系统服务
Android Application进程

init进程

当内核完成系统设置，它首先在系统文件中寻找”init”文件，然后启动root进程或者系统的第一个进程，init是第一个进程，可以说它是root进程或者说有进程的父进程会启动第一个用户级别的 init进程是Linux内核启动的第一个用户级进程。init进程是linux系统中用户空间的第一个进程，进程号为1，有两个责任，一是挂载目录，比如/sys、/dev、/proc，二是运行init.rc脚本。

Zygote加载进程及守护进程rild、media、ServiceManager进程等

Zygote进程 service zygote /system/bin/app_process -Xzygote /system/bin –zygote

registerZygoteSocket();//登记Listen端口  
startSystemServer();//启动SystemServer  

Zygote进程是Android Java世界的开创者，所有的Java应用程序进程都由Zygote进程创建，在Java中,虚拟机实例会为不同的应用分配不同的内存，Android应用应该尽可能快地启动，但如果Android系统为每一个应用启动不同的Dalvik虚拟机实例，就会消耗大量的内存以及时间。因此，为了克服这个问题，Android系统创造了”Zygote”。Zygote让Dalvik虚拟机共享代码、低内存占用以及最小的启动时间成为可能。Zygote是一个虚拟器进程，正如我们在前一个步骤所说的在系统引导的时候启动。Zygote预加载以及初始化核心库类。通常，这些核心类一般是只读的，也是Android SDK或者核心框架的一部分。在Java虚拟机中，每一个实例都有它自己的核心库类文件和堆对象的拷贝。

加载ZygoteInit类，源代码：/frameworks/base/core/java/com/android/internal/os/ZygoteInit.java
registerZygoteSocket()为zygote命令连接注册一个服务器套接字。
preloadClassed “preloaded-classes”是一个简单的包含一系列需要预加载类的文本文件，你可以在/frameworks/base找到“preloaded-classes”文件。
preloadResources() preloadResources也意味着本地主题、布局以及android.R文件中包含的所有东西都会用这个方法加载，在这个阶段，你可以看到启动动画。

ServiceManager守护类进程

init.rc中的Service其实都可以看做是守护进程，他们的父进程都是init。

SystemServer进程

service zygote /system/bin/app_process -Xzygote /system/bin --zygote --start-system-server  

由于配置了参数–start-system-server，因此SystemServer进程会伴随Zygote进程的启动而启动，SystemServer虽然也是又Zygote进程孵化出来，但和普通的应用程序进程的启动方式有所不同，这里是通过调用startSystemServer()函数来启动SystemServer进程的，与普通的区别是没用通过socke请求开启新进程。

try {  
        //参数解析  
        parsedArgs = new ZygoteConnection.Arguments(args);  
        //打开系统调试属性  
        ZygoteConnection.applyDebuggerSystemProperty(parsedArgs);  
        ZygoteConnection.applyInvokeWithSystemProperty(parsedArgs);  
  
        /* 请求fork SystemServer进程*/  
        pid = Zygote.forkSystemServer(  
                parsedArgs.uid, parsedArgs.gid,  
                parsedArgs.gids,  
                parsedArgs.debugFlags,  
                null,  
                parsedArgs.permittedCapabilities,  
                parsedArgs.effectiveCapabilities);  
    } catch (IllegalArgumentException ex) {  
        throw new RuntimeException(ex);  
    } 

系统服务

完成了Zygote进程后，运行环境请求Zygote运行系统服务。系统服务同时使用native以及java编写，系统服务可以认为是一个进程。同一个系统服务在Android SDK可以以System Services形式获得。系统服务包含了所有的System Services。这些服务其实都是运行在SystemServer中，只是添加了一些Binder实体。

核心服务：

启动电源管理器；
创建Activity管理器；
启动电话注册；
启动包管理器；
设置Activity管理服务为系统进程；
启动上下文管理器；
启动系统Context Providers；
启动电池服务；
启动定时管理器；
启动传感服务；
启动窗口管理器；
启动蓝牙服务；
启动挂载服务。
其他服务：
启动状态栏服务；
启动硬件服务；
启动网络状态服务；
启动网络连接服务；
启动通知管理器；
启动设备存储监视服务；
启动定位管理器；
启动搜索服务；
启动剪切板服务；
启动登记服务；
启动壁纸服务；
启动音频服务；
启动耳机监听；
启动AdbSettingsObserver（处理adb命令）。

其实可以从代码中看出：

    Installer installer = null;
    AccountManagerService accountManager = null;
    ContentService contentService = null;
    LightsService lights = null;
    PowerManagerService power = null;
    DisplayManagerService display = null;
    BatteryService battery = null;
    VibratorService vibrator = null;
    AlarmManagerService alarm = null;
    MountService mountService = null;
    NetworkManagementService networkManagement = null;
    NetworkStatsService networkStats = null;
    NetworkPolicyManagerService networkPolicy = null;
    ConnectivityService connectivity = null;
    WifiP2pService wifiP2p = null;
    WifiService wifi = null;
    NsdService serviceDiscovery= null;
    IPackageManager pm = null;
    Context context = null;
    WindowManagerService wm = null;
    BluetoothManagerService bluetooth = null;
    DockObserver dock = null;
    UsbService usb = null;
    SerialService serial = null;
    TwilightService twilight = null;
    UiModeManagerService uiMode = null;
    RecognitionManagerService recognition = null;
    NetworkTimeUpdateService networkTimeUpdater = null;
    CommonTimeManagementService commonTimeMgmtService = null;
    InputManagerService inputManager = null;
    TelephonyRegistry telephonyRegistry = null;

以上服务都是位于SystemServer进程中，并且这些服务都没注册到ServiceManager中，ServiceManager中能注册普通Service吗？

参考文档

Inside the Linux boot process
Android启动过程深入解析

码志