SystemServer由Zygote fork生成的,进程名为system_server,该进程承载着framework的核心服务.

调用流程如下:

上图前4步骤(即颜色为紫色的流程)运行在是Zygote进程,从第5步(即颜色为蓝色的流程)ZygoteInit.handleSystemServerProcess开始是运行在新创建的system_server,这是fork机制实现的(fork会返回2次)。

1.startSystemServer

准备参数并fork新进程,从上面可以看出system server进程参数信息为uid=1000,gid=1000,进程名为sytem_server,从zygote进程fork新进程后,需要关闭zygote原有的socket。另外,对于有两个zygote进程情况,需等待第2个zygote创建完成。

2.forkSystemServer

调用nativeForkSystemServer()方法fork system_server进程

3.nativeForkSystemServer

当system_server进程创建失败时,将会重启zygote进程。这里需要注意,对于Android 5.0以上系统,有两个zygote进程,分别是zygote、zygote64两个进程,system_server的父进程,一般来说64位系统其父进程是zygote64进程

  1. 当kill system_server进程后,只重启zygote64和system_server,不重启zygote;
  2. 当kill zygote64进程后,只重启zygote64和system_server,也不重启zygote;
  3. 当kill zygote进程,则重启zygote、zygote64以及system_server。

4.ForkAndSpecializeCommon

fork()创建新进程,采用copy on write方式,这是linux创建进程的标准方法,会有两次return,对于pid==0为子进程的返回,对于pid>0为父进程的返回。

5.handleSystemServerProcess

关闭父进程zygote复制而来的Socket,设置当前进程名为"system_server",执行dex优化操作,启动应用进程

6.performSystemServerDexOpt

将classPath字符串中的apk,分别进行dex优化操作。真正执行优化工作通过socket通信将相应的命令参数,发送给installd来完成。

7.zygoteInit-->commonInit-->nativeZygoteInit--> applicationInit-->invokeStaticMain-->MethodAndArgsCaller.run()-->SystemServer.main()

在RuntimeInit.java中invokeStaticMain方法通过创建并抛出异常ZygoteInit.MethodAndArgsCaller,在ZygoteInit.java中的main()方法会捕捉该异常,并调用caller.run(),再通过反射便会调用到SystemServer.main()方法

经过上面7个步骤已经进入SystemServer.main()方法。

SystemServer启动流程

1.SystemServer.main

先初始化SystemServer对象,再调用对象的run()方法

2. SystemServer.run

LocalServices通过用静态Map变量sLocalServiceObjects,来保存以服务类名为key,以具体服务对象为value的Map结构。

2.1 performPendingShutdown

当"sys.shutdown.requested"值不为空,则会重启或者关机

2.2 createSystemContext

该过程会创建对象有ActivityThread,Instrumentation, ContextImpl,LoadedApk,Application。

2.3 startBootstrapServices

该方法所创建的服务:ActivityManagerService, PowerManagerService, LightsService, DisplayManagerService, PackageManagerService, UserManagerService, sensor服务.

2.4 startCoreServices

启动服务BatteryService,UsageStatsService,WebViewUpdateService

2.5 startOtherServices

启动剩余服务,最后调用AMS.systemReady().

到此, System_server主线程的启动工作总算完成, 进入Looper.loop()状态,等待其他线程通过handler发送消息到主线再处理.

二、服务启动阶段

SystemServiceManager的startBootPhase()贯穿system_server进程的整个启动过程:

其中PHASE_BOOT_COMPLETED=1000,该阶段是发生在Boot完成和home应用启动完毕。系统服务更倾向于监听该阶段,而不是注册广播ACTION_BOOT_COMPLETED,从而降低系统延迟。

各个启动阶段所在源码的大致位置:

public final class SystemServer {

    private void startBootstrapServices() {
...
//phase100
mSystemServiceManager.startBootPhase(SystemService.PHASE_WAIT_FOR_DEFAULT_DISPLAY);
...
} private void startCoreServices() {
...
} private void startOtherServices() {
...
//phase480 && 500
mSystemServiceManager.startBootPhase(SystemService.PHASE_LOCK_SETTINGS_READY);
mSystemServiceManager.startBootPhase(SystemService.PHASE_SYSTEM_SERVICES_READY); ...
mActivityManagerService.systemReady(new Runnable() {
public void run() {
//phase550
mSystemServiceManager.startBootPhase(
SystemService.PHASE_ACTIVITY_MANAGER_READY);
...
//phase600
mSystemServiceManager.startBootPhase(
SystemService.PHASE_THIRD_PARTY_APPS_CAN_START);
}
}
}
}

接下来再说说简单每个阶段的大概完成的工作:

2.1 Phase0

创建四大引导服务:

  • ActivityManagerService
  • PowerManagerService
  • LightsService
  • DisplayManagerService

2.2 Phase100

进入阶段PHASE_WAIT_FOR_DEFAULT_DISPLAY=100回调服务

onBootPhase(100)

  • DisplayManagerService

然后创建大量服务下面列举部分:

  • PackageManagerService
  • WindowManagerService
  • InputManagerService
  • NetworkManagerService
  • DropBoxManagerService
  • FingerprintService
  • LauncherAppsService

2.3 Phase480

进入阶段PHASE_LOCK_SETTINGS_READY=480回调服务

onBootPhase(480)

  • DevicePolicyManagerService

阶段480后马上就进入阶段500.

2.4 Phase500

PHASE_SYSTEM_SERVICES_READY=500,进入该阶段服务能安全地调用核心系统服务.

onBootPhase(500)

  • AlarmManagerService
  • JobSchedulerService
  • NotificationManagerService
  • BackupManagerService
  • UsageStatsService
  • DeviceIdleController
  • TrustManagerService
  • UiModeManagerService

  • BluetoothService
  • BluetoothManagerService
  • EthernetService
  • WifiP2pService
  • WifiScanningService
  • WifiService
  • RttService

各大服务执行systemReady():

  • WindowManagerService.systemReady():
  • PowerManagerService.systemReady():
  • PackageManagerService.systemReady():
  • DisplayManagerService.systemReady():

接下来就绪AMS.systemReady方法.

2.5 Phase550

PHASE_ACTIVITY_MANAGER_READY=550, AMS.mSystemReady=true, 已准备就绪,进入该阶段服务能广播Intent;但是system_server主线程并没有就绪.

onBootPhase(550)

  • MountService
  • TelecomLoaderService
  • UsbService
  • WebViewUpdateService
  • DockObserver
  • BatteryService

接下来执行: (AMS启动native crash监控, 加载WebView,启动SystemUi等),如下

  • mActivityManagerService.startObservingNativeCrashes();
  • WebViewFactory.prepareWebViewInSystemServer();
  • startSystemUi(context);

  • networkScoreF.systemReady();
  • networkManagementF.systemReady();
  • networkStatsF.systemReady();
  • networkPolicyF.systemReady();
  • connectivityF.systemReady();
  • audioServiceF.systemReady();
  • Watchdog.getInstance().start();

2.6 Phase600

PHASE_THIRD_PARTY_APPS_CAN_START=600

onBootPhase(600)

  • JobSchedulerService
  • NotificationManagerService
  • BackupManagerService
  • AppWidgetService
  • GestureLauncherService
  • DreamManagerService
  • TrustManagerService
  • VoiceInteractionManagerService

接下来,各种服务的systemRunning过程:

WallpaperManagerService、InputMethodManagerService、LocationManagerService、CountryDetectorService、NetworkTimeUpdateService、CommonTimeManagementService、TextServicesManagerService、AssetAtlasService、InputManagerService、TelephonyRegistry、MediaRouterService、MmsServiceBroker这些服务依次执行其systemRunning()方法。

2.7 Phase1000

在经过一系列流程,再调用AMS.finishBooting()时,则进入阶段Phase1000

到此,系统服务启动阶段完成就绪,system_server进程启动完成则进入Looper.loop()状态,随时待命,等待消息队列MessageQueue中的消息到来,则马上进入执行状态。

三、服务类别

system_server进程,从源码角度划分为引导服务、核心服务、其他服务3类。

  1. 引导服务(7个):ActivityManagerService、PowerManagerService、LightsService、DisplayManagerService、PackageManagerService、UserManagerService、SensorService;
  2. 核心服务(3个):BatteryService、UsageStatsService、WebViewUpdateService;
  3. 其他服务(70个+):AlarmManagerService、VibratorService等。

合计总大约80个系统服务:

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