深入解析Android虛擬機

Ⅰ Android啟動過程深入解析

當按下Android設備電源鍵時究竟發生了什麼？

Android的啟動過程是怎麼樣的？

什麼是linux內核？

桌面系統linux內核與Android系統linux內核有什麼區別？

什麼是引導裝載程序？

什麼是Zygote？

什麼是X86以及ARM linux？

什麼是init.rc?

什麼是系統服務？

當我們想到Android啟動過程時，腦海中總是冒出很多疑問。本文將介紹Android的啟動過程，希望能幫助你找到上面這些問題的答案。

Android是一個基於Linux的開源操作系統。x86（x86是一系列的基於intel 8086 CPU的計算機微處理器指令集架構）是linux內核部署最常見的系統。然而，所有的Android設備都是運行在ARM處理器（ARM 源自進階精簡指令集機器，源自ARM架構）上，除了英特爾的Xolo設備(http://xolo.in/xolo-x900-features)。Xolo來源自凌動1.6GHz x86處理器。Android設備或者嵌入設備或者基於linux的ARM設備的啟動過程與桌面版本相比稍微有些差別。這篇文章中，我將解釋Android設備的啟動過程。深入linux啟動過程是一篇講桌面linux啟動過程的好文。

當你按下電源開關後Android設備執行了以下步驟。

此處圖片中step2中的一個單詞拼寫錯了，Boot Loaeder應該為Boot Loader（多謝@jameslast 提醒）

第一步：啟動電源以及系統啟動

當電源按下，引導晶元代碼開始從預定義的地方（固化在ROM）開始執行。載入引導程序到RAM，然後執行。

第二步：引導程序

引導程序是在Android操作系統開始運行前的一個小程序。引導程序是運行的第一個程序，因此它是針對特定的主板與晶元的。設備製造商要麼使用很受歡迎的引導程序比如redboot、uboot、qi bootloader或者開發自己的引導程序，它不是Android操作系統的一部分。引導程序是OEM廠商或者運營商加鎖和限制的地方。

引導程序分兩個階段執行。第一個階段，檢測外部的RAM以及載入對第二階段有用的程序；第二階段，引導程序設置網路、內存等等。這些對於運行內核是必要的，為了達到特殊的目標，引導程序可以根據配置參數或者輸入數據設置內核。

Android引導程序可以在找到。

傳統的載入器包含的個文件，需要在這里說明：

init.s初始化堆棧，清零BBS段，調用main.c的_main()函數；

main.c初始化硬體（鬧鍾、主板、鍵盤、控制台），創建linux標簽。

更多關於Android引導程序的可以在這里了解。

第三步：內核

Android內核與桌面linux內核啟動的方式差不多。內核啟動時，設置緩存、被保護存儲器、計劃列表，載入驅動。當內核完成系統設置，它首先在系統文件中尋找」init」文件，然後啟動root進程或者系統的第一個進程。

第四步：init進程

init是第一個進程，我們可以說它是root進程或者說有進程的父進程。init進程有兩個責任，一是掛載目錄，比如/sys、/dev、/proc，二是運行init.rc腳本。

init進程可以在/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。

對於init.rc文件，Android中有特定的格式以及規則。在Android中，我們叫做Android初始化語言。

Action（動作）：動作是以命令流程命名的，有一個觸發器決定動作是否發生。

語法

1

2

3

4

5

; html-script: false ]

on <trigger>

<command>

<command>

<command>

Service（服務）：服務是init進程啟動的程序、當服務退出時init進程會視情況重啟服務。

語法

1

2

3

4

5

; html-script: false ]

service <name> <pathname> [<argument>]*

<option>

<option>

...

Options（選項）

選項是對服務的描述。它們影響init進程如何以及何時啟動服務。

咱們來看看默認的init.rc文件。這里我只列出了主要的事件以及服務。

Table

Action/Service

描述

on early-init

設置init進程以及它創建的子進程的優先順序，設置init進程的安全環境

on init

設置全局環境，為cpu accounting創建cgroup(資源控制)掛載點

on fs

掛載mtd分區

on post-fs

改變系統目錄的訪問許可權

on post-fs-data

改變/data目錄以及它的子目錄的訪問許可權

on boot

基本網路的初始化，內存管理等等

service servicemanager

啟動系統管理器管理所有的本地服務，比如位置、音頻、Shared preference等等…

service zygote

啟動zygote作為應用進程

在這個階段你可以在設備的屏幕上看到「Android」logo了。

第五步

在java中，我們知道不同的虛擬機實例會為不同的應用分配不同的內存。假如Android應用應該盡可能快地啟動，但如果Android系統為每一個應用啟動不同的Dalvik虛擬機實例，就會消耗大量的內存以及時間。因此，為了克服這個問題，Android系統創造了」Zygote」。Zygote讓Dalvik虛擬機共享代碼、低內存佔用以及最小的啟動時間成為可能。Zygote是一個虛擬器進程，正如我們在前一個步驟所說的在系統引導的時候啟動。Zygote預載入以及初始化核心庫類。通常，這些核心類一般是只讀的，也是Android SDK或者核心框架的一部分。在Java虛擬機中，每一個實例都有它自己的核心庫類文件和堆對象的拷貝。

Zygote載入進程

載入ZygoteInit類，源代碼：/frameworks/base/core/java/com/android/internal/os/ZygoteInit.java

registerZygoteSocket()為zygote命令連接注冊一個伺服器套接字。

preloadClassed 「preloaded-classes」是一個簡單的包含一系列需要預載入類的文本文件，你可以在/frameworks/base找到「preloaded-classes」文件。

preloadResources() preloadResources也意味著本地主題、布局以及android.R文件中包含的所有東西都會用這個方法載入。

在這個階段，你可以看到啟動動畫。

第六步：系統服務或服務

完成了上面幾步之後，運行環境請求Zygote運行系統服務。系統服務同時使用native以及java編寫，系統服務可以認為是一個進程。同一個系統服務在Android SDK可以以System Services形式獲得。系統服務包含了所有的System Services。

Zygote創建新的進程去啟動系統服務。你可以在ZygoteInit類的」startSystemServer」方法中找到源代碼。

核心服務：

啟動電源管理器；

創建Activity管理器；

啟動電話注冊；

啟動包管理器；

設置Activity管理服務為系統進程；

啟動上下文管理器；

啟動系統Context Providers；

啟動電池服務；

啟動定時管理器；

啟動感測服務；

啟動窗口管理器；

啟動藍牙服務；

啟動掛載服務。

其他服務：

啟動狀態欄服務；

啟動硬體服務；

啟動網路狀態服務；

啟動網路連接服務；

啟動通知管理器；

啟動設備存儲監視服務；

啟動定位管理器；

啟動搜索服務；

啟動剪切板服務；

啟動登記服務；

啟動壁紙服務；

啟動音頻服務；

啟動耳機監聽；

啟動AdbSettingsObserver（處理adb命令）。

第七步：引導完成

一旦系統服務在內存中跑起來了，Android就完成了引導過程。在這個時候「ACTION_BOOT_COMPLETED」開機啟動廣播就會發出去。

Ⅱ 如何評價《1616深入理解Android內核設計思想 第2版》

、《深入理解Android內核設計思想（第2版）（冊）》
本書既適合Android系統工程師適合於應用發工程師閱讀提升Android發能力讀者本書潛移默化習程更深刻理解Android系統並所知識自應用實際發難題解決
二、《Android Studio應用發實戰詳解》
本書適合Android初級讀者、Android應用發員、Android者、Android Studio發員、Android智能家居、Android穿戴設備研發員習作相關培訓校專院校相關專業教用書
三、《深入解析Android 虛擬機》
本書幾乎涵蓋Dalvik VM系統所主要內容並且講解通俗易懂特別利於讀者習並消化
四、《Android傳器發與智能設備案例實戰》
本書幾乎涵蓋Android傳器外設發所需所主要內容講解通俗易懂
五、《構建安全Android App》
本書介紹主流Android安全技術發並應用整Android應用發代碼
六、《Android 應用測試指南》
《Android應用測試指南》本移測試實用工具書本書針前流行技術、框架工程質量改進工具進行介紹步步清晰指導家何寫應用程序測試用例利用各種測試手段保證Android項目質量
七、《精通Android網路發》
本書幾乎涵蓋Android網路應用所主要內容講解通俗易懂

Ⅲ 學習Android 開發，有什麼書籍值得推薦

作者：阿里雲雲棲社區
鏈接：https://www.hu.com/question/21100988/answer/189512051
來源：知乎
著作權歸作者所有。商業轉載請聯系作者獲得授權，非商業轉載請註明出處。

書籍名稱：《深入理解Android內核設計思想（第2版）（上下冊）》
書籍簡介：
本書從操作系統的基礎知識入手，全面剖析進程/線程、內存管理、Binder機制、GUI顯示系統、多媒體管理、輸入系統、虛擬機等核心技術在Android中的實現原理。書中講述的知識點大部分來源於工程項目研發，因而具有較強的實用性，希望可以讓讀者「知其然，更知其所以然」。
本書分為編譯篇、系統原理篇、應用原理篇、系統工具篇，共4篇25章，基本涵蓋了參與Android開發所需具備的知識，並通過大量圖片與實例來引導讀者學習，以求盡量在源碼分析外為讀者提供更易於理解的思維方式。
本書既適合Android系統工程師，也適合於應用開發工程師來閱讀，從而提升Android開發能力。讀者可以在本書潛移默化的學習過程中更深刻地理解Android系統，並將所學知識自然地應用到實際開發難題的解決中。
點擊了解書籍詳情：深入理解Android內核設計思想（第2版 套裝上下冊）
書籍名稱：《Android Studio應用開發實戰詳解》
<img src="https://pic3.mg.com/v2-_b.jpg" data-rawwidth="1512" data-rawheight="1928" class="origin_image zh-lightbox-thumb" width="1512" data-original="https://pic3.mg.com/v2-_r.jpg">
書籍簡介：
全書共分18章，依次講解了Android開發基礎、搭建Android開發環境、Android Studio集成開發環境介紹、Android Studio常見操作、分析Android應用程序文件的組成、Gradle技術基礎、UI界面布局、Material Design設計語言、核心組件介紹、Android事件處理、圖形圖像和動畫處理、開發音頻/視頻應用程序、GPS地圖定位、Android感測器應用開發、編寫安全的應用程序、Google Now和Android Wear、Android應用優化以及Android TV開發。本書幾乎涵蓋了Android Studio應用開發所能涉及的所有領域，在講解每一個知識點時，都遵循了理論聯系實際的講解方式，用具體實例徹底剖析了Android Studio開發的每一個知識點。本書講解方法通俗易懂，特別有利於初學者學習並消化。
本書適合Android初級讀者、Android應用開發人員、Android愛好者、Android Studio開發人員、Android智能家居、Android可穿戴設備研發人員學習，也可以作為相關培訓學校和大專院校相關專業的教學用書。
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書籍名稱：《深入解析Android 虛擬機》
<img src="https://pic4.mg.com/v2-_b.jpg" data-rawwidth="2126" data-rawheight="2457" class="origin_image zh-lightbox-thumb" width="2126" data-original="https://pic4.mg.com/v2-_r.jpg">
書籍簡介：
Android系統從誕生到現在的短短幾年時間里，憑借其易用性和開發的簡潔性，贏得了廣大開發者的支持。在整個Android系統中，Dalvik VM一直是貫穿從底層內核到高層應用開發的核心。本書循序漸進地講解了Android虛擬機系統的基本知識，並剖析了其整個內存系統的進程和運作流程，並對虛擬機系統優化和異常處理的知識進行了詳細講解。
本書幾乎涵蓋了Dalvik VM系統的所有主要內容，並且講解方法通俗易懂，特別有利於讀者學習並消化。
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書籍名稱：《Android感測器開發與智能設備案例實戰》
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書籍簡介：
本書主要介紹Android感測器和外設的開發，共29章，主要包括Android開發技術基礎、獲取並編譯源碼、Android技術核心框架分析、Android感測器系統分析、使用地圖定位、光線感測器詳解、接近警報感測器詳解、磁場感測器詳解、加速度感測器詳解、方向感測器詳解、陀螺儀感測器詳解、旋轉向量感測器詳解、距離感測器詳解、氣壓感測器詳解、溫度感測器詳解、濕度感測器詳解、Android藍牙系統概述、低功耗藍牙技術詳解、語音識別技術詳解、手勢識別技術詳解、NFC近場通信技術詳解、拍照解析條形碼技術詳解、基於圖像處理的人臉識別技術詳解、行走軌跡記錄器、手勢音樂播放器和智能家居系統等。
本書幾乎涵蓋了Android感測器和外設開發所需的所有主要內容，講解方法通俗易懂。
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書籍名稱：《構建安全的Android App》
<img src="https://pic2.mg.com/v2-_b.jpg" data-rawwidth="2362" data-rawheight="2457" class="origin_image zh-lightbox-thumb" width="2362" data-original="https://pic2.mg.com/v2-_r.jpg">
書籍簡介：
本書介紹了主流的Android安全技術開發的方法，並把此方法應用在整個Android應用開發的代碼里。書中作者使用詳細的例子，從成百上千個他已經親自審核的應用程序中，幫助讀者解讀應用程序被攻擊的原因，然後演示更安全的解決方案。書中包括身份驗證、網路、資料庫、伺服器攻擊、數據、硬體等技術，並闡明了每種技術代碼示例的含義和作用，可以幫助讀者達到學以致用的目標。
點擊了解書籍詳情：構建安全的Android App
書籍名稱：《Android 應用測試指南》
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書籍簡介：
《Android應用測試指南》是一本移動測試實用工具書。本書針對當前流行的技術、框架和工程質量改進工具進行了介紹，一步一步清晰地指導大家如何去寫應用程序的測試用例，利用各種測試手段來保證Android項目質量。
本書首先介紹了TTD（Android測試驅動開發）。TTD是軟體開發過程中一個敏捷模式，能讓你在早期發現應用中的Bug。書中給出了一些典型的樣例工程來示範測試，包括最簡單的單元測試和最復雜的性能測試。另外，本書以診斷的方式來詳細描述Android測試中較廣泛、較流行的應用技術。對於夢想在Android測試領域啟航的程序員和測試人員來說這無疑是一本非常珍貴、有用的參考書。
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書籍名稱：《精通Android網路開發》
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書籍簡介：
本書詳細介紹了Android網路開發的有關內容，全書共分為5篇，共計25章，從搭建Android開發環境和核心框架分析講起，依次講解了Android技術核心框架，網路開發技術基礎，HTTP數據通信，URL處理數據，處理XML數據，下載遠程數據，上傳數據，使用Socket實現數據通信，使用WebKit瀏覽網頁數據，Wi-Fi系統應用，藍牙系統應用，郵件應用，RSS應用，網路視頻處理，網路流量監控，網路RSS閱讀器，開發一個郵件系統，在Android中開發移動微博應用、網路防火牆系統，開發Web版的電話本管理系統、移動微信系統等知識。
本書幾乎涵蓋了Android網路應用中的所有主要內容，講解方法通俗易懂。
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書籍名稱：《Java和Android開發學習指南（第2版）》
<img src="https://pic4.mg.com/v2-_b.jpg" data-rawwidth="2126" data-rawheight="2457" class="origin_image zh-lightbox-thumb" width="2126" data-original="https://pic4.mg.com/v2-_r.jpg">
書籍簡介：
本書是Java語言學習指南，特別針對使用Java進行Android應用程序開發展開了詳細介紹。
全書共50章。分為兩大部分。第1部分（第1章到第22章）主要介紹Java語言基礎知識及其功能特性。第2部分（第23章到第50章）主要介紹如何有效地構建Android應用程序。
本書適合任何想要學習Java語言的讀者閱讀，特別適合想要成為Android應用程序開發人員的讀者學習參考。
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書籍名稱：《Android開發進階：從小工到專家》