当按下Android设备电源键时究竟发生了什么？
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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？
当我们想到Android启动过程时，脑海中总是冒出很多疑问。本文将介绍Android的启动过程，希望能帮助你找到上面这些问题的答案。
Android是一个基于Linux的开源操作系统。x86（x86是一系列的基于intel 8086 CPU的计算机微处理器指令集架构）是linux内核部署最常见的系统。然而，所有的Android设备都是运行在ARM处理器（ARM 源自进阶精简指令集机器，源自ARM架构）上，除了英特尔的Xolo设备()。Xolo来源自凌动1.6GHz x86处理器。Android设备或者嵌入设备或者基于linux的ARM设备的启动过程与桌面版本相比稍微有些差别。这篇文章中，我将解释Android设备的启动过程。深入linux启动过程是一篇讲桌面linux启动过程的好文。
当你按下电源开关后Android设备执行了以下步骤。
此处图片中step2中的一个单词拼写错了，Boot Loaeder应该为Boot Loader（多谢@jameslast 提醒）
第一步：启动电源以及系统启动
当电源按下，引导芯片代码开始从预定义的地方（固化在ROM）开始执行。加载引导程序到RAM，然后执行。
第二步：引导程序
引导程序是在Android操作系统开始运行前的一个小程序。引导程序是运行的第一个程序，因此它是针对特定的主板与芯片的。设备制造商要么使用很受欢迎的引导程序比如redboot、uboot、qi bootloader或者开发自己的引导程序，它不是Android操作系统的一部分。引导程序是OEM厂商或者运营商加锁和限制的地方。
引导程序分两个阶段执行。第一个阶段，检测外部的RAM以及加载对第二阶段有用的程序；第二阶段，引导程序设置网络、内存等等。这些对于运行内核是必要的，为了达到特殊的目标，引导程序可以根据配置参数或者输入数据设置内核。
Android引导程序可以在bootablebootloaderlegacyusbloader找到。
传统的加载器包含的个文件，需要在这里说明：
init.s初始化堆栈，清零BBS段，调用main.c的_main()函数；
main.c初始化硬件（闹钟、主板、键盘、控制台），创建linux标签。
更多关于Android引导程序的可以在这里了解。
第三步：内核
Android内核与桌面linux内核启动的方式差不多。内核启动时，设置缓存、被保护存储器、计划列表，加载驱动。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。
第四步：init进程
init是第一个进程，我们可以说它是root进程或者说有进程的父进程。init进程有两个责任，一是挂载目录，比如/sys、/dev、/proc，二是运行init.rc脚本。
init进程可以在/system/core/init找到。
init.rc文件可以在/system/core/rootdir/init.rc找到。
readme.txt可以在/system/core/init/readme.txt找到。
对于init.rc文件，Android中有特定的格式以及规则。在Android中，我们叫做Android初始化语言。
Action（动作）：动作是以命令流程命名的，有一个触发器决定动作是否发生。
语法
1
2
3
4
5
; html-script: false ]
on trigger
command
command
command
Service（服务）：服务是init进程启动的程序、当服务退出时init进程会视情况重启服务。
语法
1
2
3
4
5
; html-script: false ]
service name pathname [argument]*
option
option
...
Options（选项）
选项是对服务的描述。它们影响init进程如何以及何时启动服务。
咱们来看看默认的init.rc文件。这里我只列出了主要的事件以及服务。
Table
Action/Service
描述
on early-init
设置init进程以及它创建的子进程的优先级，设置init进程的安全环境
on init
设置全局环境，为cpu accounting创建cgroup(资源控制)挂载点
on fs
挂载mtd分区
on post-fs
改变系统目录的访问权限
on post-fs-data
改变/data目录以及它的子目录的访问权限
on boot
基本网络的初始化，内存管理等等
service servicemanager
启动系统管理器管理所有的本地服务，比如位置、音频、Shared preference等等…
service zygote
启动zygote作为应用进程
在这个阶段你可以在设备的屏幕上看到“Android”logo了。
第五步
在Java中，我们知道不同的虚拟机实例会为不同的应用分配不同的内存。假如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。
Zygote加载进程
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。
第六步：系统服务或服务
完成了上面几步之后，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。
Zygote创建新的进程去启动系统服务。你可以在ZygoteInit类的”startSystemServer”方法中找到源代码。
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）。
第七步：引导完成
一旦系统服务在内存中跑起来了，Android就完成了引导过程。在这个时候“ACTION_BOOT_COMPLETED”开机启动广播就会发出去。
Service（服务）一个运行在后台执行长时间运行的操作组件，它不提供任何用户界面，作为与Activity同级的组件，它依旧是运行在主线程中。
其它组件可以启动一个Service，当这个Service启动之后便会在后台执行，这里需要注意，由于是在主线程中，所以我们需要另外开启一个线程来执行我们的耗时操作。
此外，一个组件还可以与一个Service进行绑定来实现组件之间的交互，甚至可以执行IPC（Inter-Process Communication）进程间通信。
Service可以在后台执行很多任务，比如处理网络事务，播放音乐，文件读写或者与一个内容提供者交互，等等。
本地服务（Local）
该服务依附在主进程上而不是独立的进程，这样在一定程度上节约了资源，另外本地服务因为是在同一进程因此不需要IPC，也不需要AIDL。相应bindService会方便很多，当主进程被Kill后，服务便会终止。一般使用在音乐播放器播放等不需要常驻的服务。
远程服务(Remote Service)
该服务是独立的进程，对应进程名格式为所在包名加上你指定的android:process字符串。一般定义方式 android:process=":service" 由于是独立的进程，因此在Activity所在进程被Kill的时候，该服务依然在运行，不受其他进程影响，有利于为多个进程提供服务具有较高的灵活性。由于是独立的进程，会占用一定资源，并且使用AIDL进行IPC比较麻烦。一般用于系统的Service，这种Service是常驻的。
startService启动的服务
用于启动一个服务执行后台任务，不与组件进行通信，停止服务使用stopService。 当一个应用组件比如activity通过调用startService()来启动一个服务的时候，服务便处于启动状态。一旦启动，服务可以在后台无限期地运行下去，即使当启动它的组件已经销毁。通常情况下，一个启动的service执行一个单一的操作并且不会返回任何结果给调用者。
bindService启动的服务
用于启动的服务需要进行通信。停止服务使用unbindService。 当一个应用组件通过调用bindService()来与一个服务绑定时，服务便处于绑定状态。一个绑定的服务提供了一个客户端-服务器端接口来允许组件与服务进行交互，发送请求，得到结果甚至通过IPC进程间通信来完成操作。只有当其它组件与服务进行绑定时，服务才会处于绑定状态。多个组件可以同时与服务绑定，但是当他们全部都解除绑定时，服务就会销毁。
2.BindService：
如果一个Service在某个Activity中被调用bindService方法启动，不论bindService被调用几次，Service的 onCreate 方法只会执行一次，同时 onStartCommand 方法始终不会调用。当建立连接后，Service会一直运行，除非调用unbindService来接触绑定、断开连接或调用该Service的Context不存在了（如Activity被Finish——即通过bindService启动的Service的生命周期依附于启动它的Context），系统在这时会自动停止该Service。
3.StartService AND BindService：
当一个Service在被启动(startService 的同时又被绑定(bindService )，该Service将会一直在后台运行，并且不管调用几次， onCreate 方法始终只会调用一次， onStartCommand 的调用次数与startService 调用的次数一致（使用bindService 方法不会调用 onStartCommand ）。同时，调用unBindService 将不会停止Service，必须调用stopService 或Service自身的stopSelf 来停止服务。
4.停止Service：
当一个服务被终止（stopService 、stopSelf 、unbindService ）时， onDestory 方法将会被调用——所以我们需要在该方法中清除一些工作（依附该Service生命周期上的，比如：停止在Service中创建并运行的线程）。
1.创建服务
如果你才用的是 startService的方式那么 onBind方法可以忽略
2.注册服务
3.开启服务
start:
bind
绑定服务，一般涉及到组件或进程之间的通信，既然需要通信，那么我们肯定需要一个连接，这里ServiceConnection就是我们所需要的连接，通过Ibinder的传递，我们可以获取到Service的Ibinder对象，从而进行相关操作。
关于粘性服务，这里需要提到 Service的onStartCommand返回值
andorid:name
adroid:exported
android:enabled
android:label
android:process
android:icon
android:permission
关于服务，当我们在应用开发中，如果需要长时间的在后台运行，独立完成某一些事情的情况下，请使用Service！
此文综合： 以及自己的一些问题看法，用作学习，回顾之用。
Service 前台服务
请参看 紫豪
Android 设备启动的时候，会发送android.intent.action.BOOT_COMPLETED的广播，监听这个广播来实现开机自启动。
1） 创建需要的service和 BroadcastReceiver
2） 在AndroidManifest.xml 注册service 和BroadcastReceiver
3）申明权限
```
uses-permission android:name="android.permission.RECEIVE_BOOT_COMPLETED"/
}
我们已经了解了BroadcastReceiver的原理，我们再来看看四大组件之一的Service是怎么启动的，以及怎么运行的原理。
如果遇到什么问题可以来到 本文下进行交流
启动Service的入口就是startService和bindService方法。我们先来看看startService在ContextImpl中做了什么。
文件：/ frameworks / base / core / java / android / app / ContextImpl.java
此时调用的就是AMS的startService方法。
mServices是一个ActiveServices对象。这个对象是在AMS的构造函数中初始化好的。
这里调用了ActiveServices的startServiceLocked。
文件：/ frameworks / base / services / core / java / com / android / server / am / ActiveServices.java
核心流程有如下三个：
注意这里addToStarting是一个比较关键的判断，addToStarting默认为false。
如果此时不是启动前台服务，则需要进一步进行处理。如果ProcessRecord为空或者curProcState大于PROCESS_STATE_RECEIVER这个优先级数值；也就是优先级更小。
为了避免此时App应用是没有任何的前台ui，或者App应用还没有声明。避免有的App通过startService进行应用的包活或者拉起应用。就会进行如下能够存在的最大后台服务数量，则放入mDelayedStartList中进行延时启动后台服务，现在直接返回了。
不然则说明能够允许启动后台服务， 就设置为addToStarting为true。
通过ComponentName也就是包名和类名查找ServiceRecord；通过Intent意图过滤找到ServiceRecord。·
核心方法是bringUpServiceLocked。如果bringUpServiceLocked返回了异常，就返回一个特殊的ComponentName对象。
addToStarting为true，说明此时是一个能够启动的后台服务，则ServiceRecord添加到mStartingBackground中。如果mStartingBackground的数量为0，则直接调用ServiceMap的rescheduleDelayedStartsLocked启动后台服务。
这几个关键的步骤，让我们依次的考察，先来看看scheduleCreateService中做了什么。
如果第一次启动就走第一个if的分支：
能看到和BroadcastReceiver的ANR思路一样，通过一个延时的Handler，如果达到时间了还没有移除这个Handler消息则报ANR异常。
这里根据启动前台和后台分为两种超时时间：
前台分别是10秒，后台服务不属于后台进程组(判断adj是否在SCHED_GROUP_BACKGROUND)是20秒，后台服务属于后台进程组 200秒。
把数据封装成CreateServiceData后，通过Handler调用如下方法：
透三点的核心原理可以看我写的的Application创建和BroadcastReceiver原理两篇文章。来看看Service中都做了什么？
很简单就是保存了传递过来的参数，值得注意的是这个IBinder对象其实就是指ServiceRecord对象。
接着执行Service.onCreate这个空实现的方法。
本质上还是调用了ActiveServices的serviceDoneExecutingLocked方法。
type是SERVICE_DONE_EXECUTING_ANON，所不会做更多的处理。 最后执行了serviceDoneExecutingLocked方法。
这个方法不断的循环遍历ListServiceStartArgs分发SERVICE_ARGS消息，这个消息通过主线程的Looper调用handleServiceArgs。
bindService在开发中用的不是很多，这里稍微提一下他的使用。
首先申明一个ServiceConnection对象，用于绑定服务端的Service。
调用bindService的方法绑定到某个Service中。当服务端的service成功回调onBind方法，我们只需要返回对应的Binder对象。就能使用调用bindService的客户端在ServiceConnection的onServiceConnected的回调中获得Binder对象。
之后就能通过这个Binder调用本进程或者其他进程的的方法了。实际上我们可以把这个过程看成一个多对多的服务-客户端模型。多个客户端通过Binder向多服务端Service通信，每一次我们都可以通过ComponentName判断不同服务返回来的Binder对象。
这里面很简单，和BroadcastReceiver的思路很像。动态注册的BroadcastReceiver会封装成一个ReceiverDispatcher，而这里把ServiceConnection封装成LoadedApk.ServiceDispatcher对象。
并且会把ServiceDispatcher作为value，ServiceConnection作为key缓存一个map中。并且以context为key，把这个临时的map作为value缓存起来。这样一个Context就映射有了多个ServiceDispatcher对象，也就可以注册多个监听被绑定Service状态的监听者了。
AMS主要功能：
AMS是Android中最核心的服务，主要负责系统中四大组件的启动、切换、调度及应用进程的管理和调度等工作。还负责启动或杀死应用程序的进程。
WMS主要功能：
为所有窗口分配Surface。
管理Surface的显示顺序、尺寸、位置。
管理窗口动画。
输入系统相关：WMS是派发系统按键和触摸消息的最佳人选，当接收到一个触摸事件，它需要寻找一个最合适的窗口来处理消息。
PWS主要功能：
PMS 用来管理跟踪所有应用APK，包括安装，卸载，解析，控制权限等。
SystemServer也是一个进程，包括AMS、PMS、WMS等等。
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。
App进程是用户点击桌面icon时，通过Launcher进程请求SystemServer，再调用Zygote孵化的。
①点击启动一个App，Launcher进程采用Binder IPC向ActivityManagerService发起startActivity请求；
②ActivityManagerService接收到请求后，向zygote进程发送创建进程的请求；
③Zygote进程fork出新的子进程，即App进程；
④App进程通过Binder IPC向sytem_server进程发起绑定Application请求；
⑤system_server进程在收到请求后，进行一系列准备工作后，再通过binder IPC向App进程发送scheduleLaunchActivity请求；
⑥App进程的binder线程（ApplicationThread）在收到请求后，通过handler向主线程发送LAUNCH_ACTIVITY消息；
⑦主线程在收到Message后，通过发射机制创建目标Activity，并回调Activity.onCreate()等方法。
⑧到此，App便正式启动，开始进入Activity生命周期，执行完onCreate/onStart/onResume方法，UI渲染结束后便可以看到App的主界面。
备注：
Launcher，PMS，Zygote，App进程是三个独立的进程，相互通信就需要使用进程间通信机制。与Zygote通信是使用的socket通信，Launcher，PMS，App进程间使用的是Binder机制。
