【中级——高级迈不过去？】Android高级工程师进阶学习——一个APP从启动到主页面显示经历了哪些过程？

最新推荐文章于 2025-08-07 18:47:09 发布

原创最新推荐文章于 2025-08-07 18:47:09 发布 · 693 阅读

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本文详细解析了Android系统中的zygote进程、SystemServer的作用，以及ActivityManagerService在启动流程中的关键角色。介绍了服务器客户端架构，展示了应用如何通过IPC通信与系统服务交互，以及Launcher和关键组件如Instrumentation和ActivityThread的工作原理。

二、理论基础

1.zygote

zygote意为“受精卵“。Android是基于Linux系统的，而在Linux中，所有的进程都是由init进程直接或者是间接fork出来的，zygote进程也不例外。

在Android系统里面，zygote是一个进程的名字。Android是基于Linux System的，当你的手机开机的时候，Linux的内核加载完成之后就会启动一个叫“init“的进程。在Linux System里面，所有的进程都是由init进程fork出来的，我们的zygote进程也不例外。

我们都知道，每一个App其实都是

● 一个单独的dalvik虚拟机

● 一个单独的进程

所以当系统里面的第一个zygote进程运行之后，在这之后再开启App，就相当于开启一个新的进程。而为了实现资源共用和更快的启动速度，Android系统开启新进程的方式，是通过fork第一个zygote进程实现的。所以说，除了第一个zygote进程，其他应用所在的进程都是zygote的子进程，这下你明白为什么这个进程叫“受精卵”了吧？因为就像是一个受精卵一样，它能快速的分裂，并且产生遗传物质一样的细胞！

2.system_server

SystemServer也是一个进程，而且是由zygote进程fork出来的。

知道了SystemServer的本质，我们对它就不算太陌生了，这个进程是Android Framework里面两大非常重要的进程之一——另外一个进程就是上面的zygote进程。

为什么说SystemServer非常重要呢？因为系统里面重要的服务都是在这个进程里面开启的，比如
ActivityManagerService、PackageManagerService、WindowManagerService等等。

3.ActivityManagerService

ActivityManagerService，简称AMS，服务端对象，负责系统中所有Activity的生命周期。

ActivityManagerService进行初始化的时机很明确，就是在SystemServer进程开启的时候，就会初始化ActivityManagerService。

下面介绍下Android系统里面的服务器和客户端的概念。

其实服务器客户端的概念不仅仅存在于Web开发中，在Android的框架设计中，使用的也是这一种模式。服务器端指的就是所有App共用的系统服务，比如我们这里提到的ActivityManagerService，和前面提到的PackageManagerService、WindowManagerService等等，这些基础的系统服务是被所有的App公用的，当某个App想实现某个操作的时候，要告诉这些系统服务，比如你想打开一个App，那么我们知道了包名和MainActivity类名之后就可以打开

Intent intent = new Intent(Intent.ACTION_MAIN);
intent.addCategory(Intent.CATEGORY_LAUNCHER);
ComponentName cn = new ComponentName(packageName, className);
intent.setComponent(cn);
startActivity(intent);

但是，我们的App通过调用startActivity()并不能直接打开另外一个App，这个方法会通过一系列的调用，最后还是告诉AMS说：“我要打开这个App，我知道他的住址和名字，你帮我打开吧！”所以是AMS来通知zygote进程来fork一个新进程，来开启我们的目标App的。这就像是浏览器想要打开一个超链接一样，浏览器把网页地址发送给服务器，然后还是服务器把需要的资源文件发送给客户端的。

知道了Android Framework的客户端服务器架构之后，我们还需要了解一件事情，那就是我们的App和AMS(SystemServer进程)还有zygote进程分属于三个独立的进程，他们之间如何通信呢？

App与AMS通过Binder进行IPC通信，AMS(SystemServer进程)与zygote通过Socket进行IPC通信。后面具体介绍。

那么AMS有什么用呢？在前面我们知道了，如果想打开一个App的话，需要AMS去通知zygote进程，除此之外，其实所有的Activity的开启、暂停、关闭都需要AMS来控制，所以我们说，AMS负责系统中所有Activity的生命周期。

在Android系统中，任何一个Activity的启动都是由AMS和应用程序进程（主要是ActivityThread）相互配合来完成的。AMS服务统一调度系统中所有进程的Activity启动，而每个Activity的启动过程则由其所属的进程具体来完成。

4.Launcher

当我们点击手机桌面上的图标的时候，App就由Launcher开始启动了。但是，你有没有思考过Launcher到底是一个什么东西？

Launcher本质上也是一个应用程序，和我们的App一样，也是继承自Activity

packages/apps/Launcher2/src/com/android/launcher2/Launcher.java

public final class Launcher extends Activity
implements View.OnClickListener, OnLongClickListener, LauncherModel.Callbacks,
View.OnTouchListener {
}

Launcher实现了点击、长按等回调接口，来接收用户的输入。既然是普通的App，那么我们的开发经验在这里就仍然适用，比如，我们点击图标的时候，是怎么开启的应用呢？捕捉图标点击事件，然后startActivity()发送对应的Intent请求呗！是的，Launcher也是这么做的，就是这么easy！

5.Instrumentation和ActivityThread

每个Activity都持有Instrumentation对象的一个引用，但是整个进程只会存在一个Instrumentation对象。
Instrumentation这个类里面的方法大多数和Application和Activity有关，**这个类就是完成对Application和Activity初始化和生命周期的工具类。**Instrumentation这个类很重要，对Activity生命周期方法的调用根本就离不开他，他可以说是一个大管家。

ActivityThread，依赖于UI线程。App和AMS是通过Binder传递信息的，那么ActivityThread就是专门与AMS的外交工作的。

6.ApplicationThread

前面我们已经知道了App的启动以及Activity的显示都需要AMS的控制，那么我们便需要和服务端的沟通，而这个沟通是双向的。

客户端–>服务端

而且由于继承了同样的公共接口类，ActivityManagerProxy提供了与ActivityManagerService一样的函数原型，使用户感觉不出Server是运行在本地还是远端，从而可以更加方便的调用这些重要的系统服务。

服务端–>客户端

还是通过Binder通信，不过是换了另外一对，换成了ApplicationThread和ApplicationThreadProxy。

他们也都实现了相同的接口IApplicationThread

private class ApplicationThread extends ApplicationThreadNative {}

public abstract class ApplicationThreadNative extends Binder implements IApplicationThread{}

class ApplicationThreadProxy implements IApplicationThread {}

好了，前面罗里吧嗦的一大堆，介绍了一堆名词，可能不太清楚，没关系，下面结合流程图介绍。

三、启动流程

1.创建进程

①先从Launcher的startActivity()方法，通过Binder通信，调用ActivityManagerService的startActivity方法。

②一系列折腾，最后调用startProcessLocked()方法来创建新的进程。

③该方法会通过前面讲到的socket通道传递参数给Zygote进程。Zygote孵化自身。调用ZygoteInit.main()方法来实例化ActivityThread对象并最终返回新进程的pid。

④调用ActivityThread.main()方法，ActivityThread随后依次调用Looper.prepareLoop()和Looper.loop()来开启消息循环。

方法调用流程图如下:

更直白的流程解释：

①App发起进程：当从桌面启动应用，则发起进程便是Launcher所在进程；当从某App内启动远程进程，则发送进程便是该App所在进程。发起进程先通过binder发送消息给system_server进程；

②system_server进程：调用Process.start()方法，通过socket向zygote进程发送创建新进程的请求；

③zygote进程：在执行ZygoteInit.main()后便进入runSelectLoop()循环体内，当有客户端连接时便会执行ZygoteConnection.runOnce()方法，再经过层层调用后fork出新的应用进程；

④新进程：执行handleChildProc方法，最后调用ActivityThread.main()方法。

2.绑定Application

上面创建进程后，执行ActivityThread.main()方法，随后调用attach()方法。

将进程和指定的Application绑定起来。这个是通过上节的ActivityThread对象中调用bindApplication()方法完成的。该方法发送一个BIND_APPLICATION的消息到消息队列中, 最终通过handleBindApplication()方法处理该消息. 然后调用makeApplication()方法来加载App的classes到内存中。

方法调用流程图如下：