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前言一、硬件上电二、引导ROM三、Bootloader阶段四、Linux内核启动五、init进程启动六、Zygote进程启动七、SystemServer进程启动八、应用启动阶段九、总结
前言
Android系统的启动流程是一个复杂而精密的过程，从设备上电到最终加载用户界面，涉及多个关键阶段。每个阶段都有其独特的任务和流程，确保操作系统和应用能够顺利启动并提供高效的用户体验。 在这个流程中，硬件自检（POST）和引导程序（Bootloader）为启动铺平道路，而Linux内核负责初始化硬件和管理资源。随着用户空间的引导进程（init）和核心服务（如 zygote 和 SystemServer）的启动，Android的框架逐渐搭建起来。最终，系统的应用程序（如Launcher）开始运行，用户便能开始与设备进行交互。 通过理解Android启动的每一个环节，开发者和技术人员可以更好地优化设备的启动速度、系统稳定性，并解决相关的性能问题。本文将逐步解析Android的启动流程，帮助你深入了解每个阶段的具体工作及其重要性。
一、硬件上电
在设备按下电源按钮或接通电源后，设备会进入开机阶段：上电自检（Power-On Self Test，POST）：硬件会进行一些初步的自检操作，确保各个硬件组件（如CPU、内存、存储等）处于正常工作状态。例如：
CPU上电后会检查是否能正常读取指令。内存是否可以正常访问。存储设备（如eMMC或UFS）是否正常工作。
这个阶段通常是由硬件本身（如 SoC（系统级芯片））的引导程序来完成的。这个引导程序通常是写死在芯片中（ROM），不依赖于操作系统。
二、引导ROM
在 POST 通过后，设备将进入到引导程序（bootloader）之前的准备阶段，具体的操作可能会有所不同，取决于硬件平台。 引导ROM（Boot ROM）：这是硬件中固化的一段代码，通常存储在 SoC 中的只读存储器（ROM）中。它的作用是确保硬件处于正确的状态并找到引导程序（bootloader）。
初始化硬件：一些基础硬件（如CPU、内存控制器、I/O等）的初始化。寻找引导程序：ROM代码会寻找合适的引导程序位置（比如从eMMC、UFS、SD卡、网络等设备加载）。如果存在多重引导程序，它会决定哪个引导程序应该被加载。
这个阶段的关键作用是提供一个最基本的启动环境，它负责启动整个设备，但它本身并不负责操作系统的具体启动。
三、Bootloader阶段
Bootloader 是Android系统启动的第一个程序，它负责初始化硬件，加载并启动Android系统。通常，Android设备的bootloader是一个小的程序，存储在设备的只读存储器（ROM）中。 主要工作：
初始化硬件（如CPU、内存、存储、输入输出设备等）。进行硬件检测和设置。加载并启动 Kernel（内核）。
流程：
设备上电：CPU开始执行ROM中的bootloader代码。执行硬件初始化：对CPU、内存、I/O设备等硬件进行初始化。加载内核：bootloader会寻找并加载设备上的Linux内核映像（通常是 zImage 或 Image 文件）。启动内核：将控制权交给内核，进入下一阶段。
四、Linux内核启动
在这个阶段，内核会初始化系统，挂载文件系统，加载必要的驱动程序等。 Kernel启动：
内核初始化：初始化内核数据结构、驱动程序、设备管理、调度程序等。挂载根文件系统：内核挂载根文件系统，通常是一个RAM disk（initramfs）或一个硬盘文件系统。初始化硬件设备：包括网络接口、输入设备、存储设备等。
启动init进程：内核会启动第一个用户空间进程 init（PID=1）。它是所有其他用户进程的父进程。
五、init进程启动
init 进程是用户空间的第一个进程，它负责继续启动系统并初始化各种服务。 解析init.rc文件：init进程会根据系统的配置文件（init.rc）启动各种服务。Android有多个init.rc文件，主要有 /init.rc 和特定于设备的init.xxx.rc 文件。
启动各种硬件服务：如显示服务、音频服务、Wi-Fi服务等。启动系统守护进程：包括 zygote 和 surfaceflinger 等。
启动zygote进程：zygote 是一个非常重要的进程，它负责启动所有的Android应用程序。zygote 会在启动时加载Java虚拟机（JVM）并启动Android框架。
六、Zygote进程启动
zygote 是Android应用程序的启动器，它是一个特殊的进程，负责为每个应用程序创建新的进程。
启动Zygote进程：在 zygote 启动时，它会加载系统的类库和Java虚拟机（JVM）。在此时，所有的系统服务（如Activity Manager、Window Manager等）也会被启动。fork子进程：当需要启动一个应用程序时，zygote 会通过 fork 机制创建子进程，运行应用程序的代码。这个过程可以大大加快应用启动速度，因为zygote已经加载了很多系统类和资源。
七、SystemServer进程启动
SystemServer 是系统中的一个重要进程，负责启动和管理Android系统的关键服务。
启动核心服务：如 ActivityManagerService（负责管理应用程序的生命周期），WindowManagerService（负责管理窗口）、PackageManagerService（负责管理应用程序包）等。启动服务的管理：一旦这些服务启动，Android系统就进入了常规的服务管理阶段，开始响应用户的输入、展示界面等。
八、应用启动阶段
当所有系统服务都已启动并正常运行后，用户将看到桌面界面（Launcher应用），并能够启动其他应用。启动Launcher：Launcher应用会显示设备的主屏幕，并管理应用的启动。应用启动：当用户点击一个应用时，ActivityManager会处理启动请求，并根据需要创建一个新的进程来运行应用。
九、总结
Bootloader阶段：初始化硬件并加载内核。Kernel阶段：内核初始化并启动init进程。Init进程阶段：init解析配置文件并启动系统服务，启动zygote进程。Zygote进程阶段：zygote启动并为每个应用程序创建新的进程。SystemServer阶段：启动系统关键服务，进入正常的系统服务管理。应用启动阶段：启动Launcher应用并启动其他用户应用。