家喻户晓，Android是一个基于Linux实现的操作系统。但对于Linux内核来说，Android也仅仅只是一个运行在内核之上的应用程序，与其余运行在内核之上的应用程序没有任何区别。所以Android也须要运行环境，须要Linux内核在启动实现后加载Android Framework运行所须要的资源。当Framework实现初始化后能力持续启动相应的APK应用程序。

Framework启动剖析

Framework运行的第一个Java虚拟机过程为zygote（对应具体程序为app_process，该程序位于system/bin目录下），zygote是APK应用程序的父过程，尔后所有的虚拟机过程都由zygote创立。

zygote有两个性能：
1.承受申请创立新的Dalvik过程
2.共享类和资源（须要加载的资源在preload-classes文本文件中申明）

对于Android来说，每一个应用程序对应着一个Linux 过程，每一个过程都是一个Dalvik虚拟机，Dalvik虚拟机是一种相似Java虚拟机的实现。

zygote过程在启动时会事后装载共享类和共享资源，这些类及资源实际上就是SDK中定义的大部分类和资源。当zygote过程创立新过程时，新的APK过程只需装载本身类和资源即可。共享的资源位于同一段物理内存空间中，zygote过程及其创立的Dalvik过程都能够拜访，这就解决了多个APK共享Framework资源的问题。（更多对于资源的探讨请看Android资源加载机制详解）

zygote创立的第一个过程名为SystemServer，SystemServer创立了一个Socket客户端，并创立了ActivityManagerService线程来治理该客户端。之后所有的Dalvik过程都是由该客户端启动的。当须要启动新的APK过程时，AmS会通过该Socket客户端向zygote过程的Socket服务端发送一个启动命令，而后zygote就会创立(应用fork()创立新过程)出新的应用程序过程。

零碎服务
SystemServer过程外部运行着APK利用中可能间接交互的大部分零碎服务。比方WindowManagerService（简称WmS），ActivityManagerService（简称AmS），PackageManagerService（简称PmS）等。这些零碎服务都是以一个线程的形式生存在SystemServer过程中。SystemServer启动的各种服务线程如下所示：

  • PowerManagerService电源治理服务
  • ActivityManagerService治理Activity
  • PackageManagerService程序包治理服务
  • BatteryService电池治理服务
  • LightService自然光强度感应传感器服务
  • VibratorService触动传感器服务
  • ClipboardService剪切板服务
  • NetworkManagerService网络管理服务
  • InputMethodManagerService输入法治理服务
  • BluetoothService蓝牙服务
  • ...

Dalvik与Android Runtime（ART）
Dalvik是一品种Java虚拟机的实现，其执行的是class优化后的dex字节码文件。Dalvik通过一个JIT（Just-In-Time）编译器去解释字节码，但执行效率并不现实。

主动Android 4.4后安卓就内置了ART实现，从5.0开始更是间接摈弃了Dalvik全面应用ART。ART通过AOT机制（Ahead-Of-Time）在应程序安装时将字节码编译成机器语言，因而执行速度更快。并且ART也齐全兼容Dalvik。

应用程序启动剖析

在计算机的世界里每个程序都有一个main()办法，程序代码都是从main()办法开始执行，Android应用程序也不例外。

当应用程序启动时零碎首先会为其创立一个Dalvik虚拟机过程，并加载APK应用程序类及资源。而后，APK应用程序从ActivityThred的main()办法处开始执行。

首先main()办法为UI线程创立一个音讯队列（MessageQueue）。而后创立ActivityThread对象，ActivityThread初始化时会创立一个Handler和一个Binder。Binder负责接管近程AmS的IPC调用，接管到调用后通过Handler将音讯发送到音讯队列，UI主线程会异步地从音讯队列中取出音讯并执行相应操作，比方start,stop,pause等。

接着UI主线程调用Looper.loop()办法进入音讯循环体，进入后就会一直从音讯队列中读取并解决音讯。

ActivityThread是APK程序的UI线程，也就是咱们所说的主线程。主线程要求执行工夫不能超过5秒，超过就会报ANR，这个5秒就是UI线程音讯队列循环一次的最大工夫阈值。

当ActivityThread接管到AmS发送的start某个Activity音讯后，就会创立指定Activity对象。Activity又会创立PhoneWindow类，PhoneWindow创立DecorView，DecorView外部蕴含Activity.setContentView(R.layout.xxx)指定的布局。

创立实现后，Activity须要将布局显示在屏幕上，于是调用WindowManager.addView()办法。WindowManager为Activity对应的窗口（Window）创立一个ViewRoot对象（每一个窗口对应一个ViewRoot对象），而后调用WmS提供的近程接口将窗口（布局）显示到屏幕上。至此应用程序中的Activity就显示在屏幕上了。

APK中的线程
在当初操作系统中，任何应用程序都运行在线程之中。客户端在启动时零碎会首先为其调配一个线程，而后该线程从程序的入口处开始执行。对于蕴含Activity的客户端程序，至多蕴含三个线程：

  1. 主线程，又称UI线程，也就是应用程序自身所在的线程，次要用于解决用户音讯以及绘制程序界面。
  2. ViewRoot.W对象对应的线程，Activity启动后会创立一个ViewRoot.W对象，W对象继承自Binder，因而会启动一个对象负责接管Linux Binder驱动的IPC调用。
  3. ApplicationThread对象所对应的线程，该对象也继承自Binder，因而也会启动一个线程用于IPC调用。

自定义Thread与UI线程的区别
对于UI线程，在启动时曾经创立了音讯队列（MessageQueue），既在ActivityThread的main()办法中曾经应用Looper.prepareMainLooper()办法为UI线程增加了Looper对象。程序员能够间接在Activity中定义Handler对象发送解决音讯。

而对于一般线程，须要手动调用Looper.prepareLooper()办法为Thread创立音讯队列，这样能力定义Handler解决音讯。即不能间接在Thread中定义Handler。

从应用场景上说，就是不能间接给Thread对象发消息，然而却能够给UI线程发消息。

具体Handler的应用及解释请移步Android异步通信机制详解

一些重要的类：

上面是一些零碎中常见的类及其性能介绍，通读一遍会对了解Android源码很有帮忙。

两个重要的零碎服务

  • WindowManagerService，治理所有的窗口，包含创立删除窗口，暗藏显示窗口，决定窗口的层级程序，指定以后正在与应用程序交互的窗口。
  • ActivityManagerService，内存治理，过程治理，对立调度所有应用程序中的Activity。所有Activity的启动必须告诉AmS，AmS也决定了某个过程会不会被杀死。

两个音讯解决类

  • KeyQ类：该类是WmS的外部类，继承自KeyInputQueue，一旦创立就立刻启动一个线程，该线程会一直读取用户UI操作音讯，比方按键、触摸屏、等，并把这些音讯放到一个音讯队列QueueEvent类中。
  • InputDispatcherThread类：该类一旦创立也会启动一个线程，该线程会一直地从QueueEvent中读取用户音讯，并进行肯定的过滤，过滤后发送给以后流动的而应用程序中。

其余罕用类

  • ActivityThread类，应用程序主线程类，所有的APK都有且仅有一个ActivityThread类，程序的入口为该类中的static main()办法，ActivityThread所在的线程即为UI线程或主线程。
  • ViewRoot类，WmS治理客户端窗口时，须要告诉客户端进行某种操作，这些都是通过IPC调用来实现的，而客户端在接管到IPC后，都须要将该调用转换老本地异步调用。ViewRoot继承自Handler，其作用就是将近程接口调用转换老本地异步调用。
  • W类，ViewRoot外部类，继承自Binder，Wms告诉客户端时就是该类进行IPC调用。该类外部会向其所在的ViewRoot发送一个Handler音讯，以便进行异步解决。
  • Window类，是一个抽象类，提供了一套操作窗口的通用办法（Callback接口）。Activity就是通过实现这个Callback接口来取得对音讯的解决机会。因为音讯首先会由WmS传递给窗口中的View树，View树不解决音讯的话才会传递给Window，这时候就会回调Activity实现的Callback办法使Activity有机会处理事件。
  • PhoneWindow类，是Window的具体实现类，其外部保留有DecorView对象。
  • DecorView类，应用程序视图的根布局View，该类继承自FrameLayout。客户端应用WindowManager增加窗口就是将该类（及其子View）增加到WmS中，并将其所代表的视图绘制到屏幕上。
  • Activity类，该类APK程序最小运行单元。ActivityThread依据用户的操作抉择加载哪个Activity。
  • WindowManager类，该类是WindowManagerService在客户端的治理类，客户端通过WindowManager申请创立一个窗口，而具体创立窗口的工作是由WMS来实现的。

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