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本章关键点总结 & 说明：
说明：本章节主要涉及systemserver启动AMS及初始化AMS相关操作。同时由于该部分内容分析过多，因此拆成2个章节，本章节是第一章节，第二章节文章链接为：
Android Framework AMS（02）AMS启动及相关初始化5-8
systemserver在启动AMS（ActivityManagerService）时，不仅仅是做简单的AMS服务启动，还有很多的其他初始化相关操作，这里我们以SystemServer启动流程为主线，对AMS启动及相关逻辑进行初始化操作进行分析，接下来我们通过代码来看看具体的操作逻辑。相关代码如下：
java
// SystemServer
//...
// 定义系统服务的成员变量
private ActivityManagerService mActivityManagerService;
private SystemServiceManager mSystemServiceManager;
private PowerManagerService mPowerManagerService;
private PackageManagerService mPackageManagerService;
//...
private void startBootstrapServices() {
// 启动引导服务，这些服务在系统启动的早期阶段被启动
// ...
// 关键点1：启动ActivityManagerService服务
mActivityManagerService = mSystemServiceManager.startService(
ActivityManagerService.Lifecycle.class).getService();
// 关键点2：为ActivityManagerService设置系统服务管理器
mActivityManagerService.setSystemServiceManager(mSystemServiceManager);
// 启动PowerManagerService服务
mPowerManagerService = mSystemServiceManager.startService(PowerManagerService.class);
// 关键点3：初始化电源管理
mActivityManagerService.initPowerManagement();
// 关键点4：将当前进程设置为系统进程
mActivityManagerService.setSystemProcess();
// ...
}
//...
private void startCoreServices() {// 启动核心服务
// ...
// 为ActivityManagerService设置UsageStatsManager服务
mActivityManagerService.setUsageStatsManager(
LocalServices.getService(UsageStatsManagerInternal.class));
// ...
}
//...
private void startOtherServices() {// 启动其他服务
// ...
WindowManagerService wm = null;
// ...
// 关键点5：安装系统提供的ContentProviders
mActivityManagerService.installSystemProviders();
// 初始化看门狗监控
watchdog.init(context, mActivityManagerService);
// 创建WindowManagerService服务
wm = WindowManagerService.main(context, inputManager,
mFactoryTestMode != FactoryTest.FACTORY_TEST_LOW_LEVEL,
mActivityManagerService);
// 关键点6：为ActivityManagerService设置WindowManager
mActivityManagerService.setWindowManager(wm);
final boolean safeMode = wm.detectSafeMode();
if (safeMode) {// 检测安全模式
// 进入安全模式
mActivityManagerService.enterSafeMode();
// 禁用JIT编译
VMRuntime.getRuntime().disableJitCompilation();
} else {
// 启用JIT编译
VMRuntime.getRuntime().startJitCompilation();
}
if (safeMode) {// 如果处于安全模式，显示安全模式覆盖层
mActivityManagerService.showSafeModeOverlay();
}
// ...
// 通知PowerManagerService系统已准备好
mPowerManagerService.systemReady(mActivityManagerService.getAppOpsService());
// 关键点7：当ActivityManagerService准备好后执行的操作
mActivityManagerService.systemReady(new Runnable() {
@Override
public void run() {
// 启动系统服务管理器的下一个启动阶段
mSystemServiceManager.startBootPhase(
SystemService.PHASE_ACTIVITY_MANAGER_READY);
try {
//关键点8：开始监控本地崩溃
mActivityManagerService.startObservingNativeCrashes();
} catch (Throwable e) {
// 报告错误
reportWtf("observing native crashes", e);
}
// ...
WebViewFactory.prepareWebViewInSystemServer();
try {
// 尝试启动系统用户界面
startSystemUi(context);
} catch (Throwable e) {
reportWtf("starting System UI", e);
}
try {
//尝试通知挂载服务系统已准备就绪
if (mountServiceF != null) mountServiceF.systemReady();
} catch (Throwable e) {
reportWtf("making Mount Service ready", e);
}
//...
//其他各种服务准备就绪
//...
}
});
// ...
}以上代码通过关键点的标注，共列出了8个重要的调用，并对这些调用进行了简单的描述。整理如下：
- 关键点1：启动ActivityManagerService服务。
- 关键点2：为ActivityManagerService设置系统服务管理器。
- 关键点3：初始化电源管理。
- 关键点4：将当前进程设置为系统进程。
- 关键点5：安装系统提供的ContentProviders。
- 关键点6：为ActivityManagerService设置WindowManager。
- 关键点7：当ActivityManagerService准备好后执行的操作。
- 关键点8：开始监控本地崩溃。
接下来针对这8个关键点进行详细的解读。本章节主要关注关键点1-4部分，下一篇关注关键点5-8部分。
1 启动ActivityManagerService服务
这里从代码
java
mActivityManagerService = mSystemServiceManager.startService(
ActivityManagerService.Lifecycle.class).getService();开始分析，这里涉及的ActivityManagerService.Lifecycle是ActivityManagerService的一个内部类，它实现了 SystemService 接口。它的代码实现如下：
java
//ActivityManagerService
public static final class Lifecycle extends SystemService {
private final ActivityManagerService mService;
public Lifecycle(Context context) {
super(context);
mService = new ActivityManagerService(context);
}
@Override
public void onStart() {
mService.start();
}
public ActivityManagerService getService() {
return mService;
}
}接下来分析mSystemServiceManager.startService的代码实现，具体如下：
java
//SystemServiceManager
//...
//关键流程step1
public SystemService startService(String className) {
final Class<SystemService> serviceClass;
//...
serviceClass = (Class<SystemService>)Class.forName(className);
//...
return startService(serviceClass);
}
//关键流程step2
public <T extends SystemService> T startService(Class<T> serviceClass) {
final String name = serviceClass.getName();
// 创建服务实例
if (!SystemService.class.isAssignableFrom(serviceClass)) {
throw new RuntimeException("..." + SystemService.class.getName());
}
final T service;
Constructor<T> constructor = serviceClass.getConstructor(Context.class);
// 使用构造函数创建服务实例，传入mContext作为参数
service = constructor.newInstance(mContext);
//...
mServices.add(service); // 将服务实例添加到服务列表中
//...
service.onStart(); // 调用服务的onStart方法，服务在这里进行初始化工作
//...
return service; // 返回创建的服务实例
}这里首先会调用的Lifecycle的构造器，实际上就是创建了一个ActivityManagerService对象，然后是执行Lifecycle的onStart方法，实际上是调用ActivityManagerService的start方法，start方法内容如下：
java
//ActivityManagerService
private void start() {
// 移除所有进程组。在Unix中，进程组是一个或多个进程的集合，它们可以一起接收信号。
// 这个调用确保在AMS启动时，系统中不会有遗留的进程组影响新的系统服务。
Process.removeAllProcessGroups();
// 启动处理CPU信息的线程。mProcessCpuThread是一个监控CPU使用情况的后台线程，
// 用于收集和更新CPU使用相关的统计信息。
mProcessCpuThread.start();
// 发布电池状态服务。电池状态服务（BatteryStatsService）负责监控设备的电池使用情况，
// 包括应用程序对电池的消耗等信息。
mBatteryStatsService.publish(mContext);
// 发布应用操作服务。应用操作服务（AppOpsService）负责管理应用的操作记录，
// 比如访问位置、联系人等敏感信息的权限检查。
mAppOpsService.publish(mContext);
// 将AppOpsService添加到本地服务中，以便其他系统组件可以访问它。
LocalServices.addService(ActivityManagerInternal.class, new LocalService());
}start方法在AMS启动时执行一系列初始化操作，包括移除进程组、启动CPU监控线程、发布电池状态服务和应用操作服务，以及添加本地服务。这些步骤确保了AMS及其依赖的服务能够正确初始化，并为其他系统组件提供必要的服务和信息。
注意：mSystemServiceManager.startService(ActivityManagerService.Lifecycle.class)这里返回的是一个Lifecycle类型的对象，最后通过Lifecycle的getService拿到创建好的ActivityManagerService对象。
整个过程中主要是做了一些ActivityManagerService初始化相关工作（start方法），然后返回了一个ActivityManagerService对象赋值给成员变量mActivityManagerService。
2 为ActivityManagerService设置系统服务管理器
这里从代码
java
mActivityManagerService.setSystemServiceManager(mSystemServiceManager);开始分析，代码实现上很简单，如下所示：
java
//ActivityManagerService
public void setSystemServiceManager(SystemServiceManager mgr) {
mSystemServiceManager = mgr;
}但我们要了解这样设计背后的意义：SystemServiceManager是负责启动和维护系统服务的关键组件。在ActivityManagerService中调用setSystemServiceManager(mSystemServiceManager)的目的主要是：
- 通信和协调：ActivityManagerService（AMS）作为Android系统中的核心服务之一，负责管理应用程序的生命周期。它需要与其他系统服务如PowerManagerService、WindowManagerService等紧密协作。通过设置SystemServiceManager，AMS可以确保这些服务之间能够顺利通信和协调工作，这对于整个系统的稳定性和性能至关重要。
- 管理生命周期：系统服务的生命周期管理是SystemServiceManager的重要职责之一。AMS通过SystemServiceManager来控制其他服务的启动、运行和停止，确保在系统启动和关闭过程中，所有服务都能够按照正确的顺序进行初始化和清理。
- 提供服务上下文：SystemServiceManager持有系统级的上下文（Context），AMS需要这个上下文来执行其管理应用程序和进程的职责。系统级上下文提供了对系统资源和权限的访问，这对于AMS来说是必不可少的。
总之，设置一个系统服务管理器的引用，这样AMS就可以在需要时获取和控制其他系统服务，从而实现整个系统服务的协调和管理。
3 初始化电源管理
这里从代码
java
mActivityManagerService.initPowerManagement();开始分析，对应代码实现如下：
java
//ActivityManagerService
public void initPowerManagement() {
mStackSupervisor.initPowerManagement();
mBatteryStatsService.initPowerManagement();
}接下来分成2个部分来解读
- mStackSupervisor.initPowerManagement();
- mBatteryStatsService.initPowerManagement();
3.1 mStackSupervisor.initPowerManagement解读
mStackSupervisor.initPowerManagement()的代码实现如下：
java
//ActivityStackSupervisor
void initPowerManagement() {
// 获取系统服务中的电源管理器服务
PowerManager pm = (PowerManager)mService.mContext.getSystemService(Context.POWER_SERVICE);
// 创建一个WakeLock，用于防止设备进入睡眠状态
// PARTIAL_WAKE_LOCK: 用于防止CPU进入睡眠，但允许屏幕关闭
// "ActivityManager-Sleep": WakeLock的标签，用于识别这个WakeLock
mGoingToSleep = pm.newWakeLock(PowerManager.PARTIAL_WAKE_LOCK, "ActivityManager-Sleep");
// 创建另一个WakeLock，用于在启动活动时防止设备进入睡眠状态
// "ActivityManager-Launch": WakeLock的标签
mLaunchingActivity = pm.newWakeLock(PowerManager.PARTIAL_WAKE_LOCK, "ActivityManager-Launch");
// 设置mLaunchingActivity这个WakeLock为非引用计数模式
// 这意味着即使只有一个持有者释放了WakeLock，它也不会被释放
mLaunchingActivity.setReferenceCounted(false);
}mStackSupervisor.initPowerManagement方法的主要作用是初始化ActivityManagerService中使用的电源管理相关的WakeLock。这些WakeLock用于在特定情况下防止设备进入睡眠状态，确保系统的稳定性和响应性。通过创建和管理这些WakeLock，ActivityManagerService可以更好地控制设备的电源状态，特别是在处理活动启动和睡眠过程中。
3.2 mBatteryStatsService.initPowerManagement解读
mBatteryStatsService.initPowerManagement()的代码实现如下：
java
//BatteryStatsService
public void initPowerManagement() {
// 获取PowerManagerInternal服务的实例
mPowerManagerInternal = LocalServices.getService(PowerManagerInternal.class);
// 注册当前ActivityManagerService作为低功耗模式的观察者
// 这样，当系统低功耗模式发生变化时，AMS可以接收到通知并作出相应的调整。
mPowerManagerInternal.registerLowPowerModeObserver(this);
// 记录当前低功耗模式是否启用,这有助于系统分析和优化电源使用。
mStats.noteLowPowerMode(mPowerManagerInternal.getLowPowerModeEnabled());
// 创建并启动一个WakeupReasonThread线程,该线程用于监控和分析设备唤醒的原因
// 这对于电源管理和系统性能优化很有帮助
(new WakeupReasonThread()).start();
}mBatteryStatsService.initPowerManagement方法在AMS中初始化电源管理相关的功能，包括获取电源管理器内部服务、注册低功耗模式观察者、记录低功耗模式状态，以及启动一个线程来监控设备唤醒的原因。这些步骤有助于AMS更好地管理系统的电源使用，优化系统性能，同时确保设备在需要时能够及时响应用户操作。
4 将当前进程设置为系统进程
这里从代码
java
mActivityManagerService.setSystemProcess();开始分析，对应代码实现如下：
java
//ActivityManagerService
public void setSystemProcess() {
try {
// 向ServiceManager注册ActivityManagerService，使其能被其他组件访问
ServiceManager.addService(Context.ACTIVITY_SERVICE, this, true);
// 向ServiceManager注册ProcessStats服务，用于监控进程统计信息
ServiceManager.addService(ProcessStats.SERVICE_NAME, mProcessStats);
// 向ServiceManager注册内存信息服务
ServiceManager.addService("meminfo", new MemBinder(this));
// 向ServiceManager注册图形信息服务
ServiceManager.addService("gfxinfo", new GraphicsBinder(this));
// 向ServiceManager注册数据库信息服务
ServiceManager.addService("dbinfo", new DbBinder(this));
// 如果启用了监控CPU使用率，则注册CPU信息服务
if (MONITOR_CPU_USAGE) {
ServiceManager.addService("cpuinfo", new CpuBinder(this));
}
// 向ServiceManager注册权限服务
ServiceManager.addService("permission", new PermissionController(this));
// 获取系统应用（android）的ApplicationInfo
ApplicationInfo info = mContext.getPackageManager().getApplicationInfo(
"android", STOCK_PM_FLAGS);
// 安装系统应用的ApplicationInfo
mSystemThread.installSystemApplicationInfo(info, getClass().getClassLoader());
synchronized (this) {
// 创建系统进程记录
ProcessRecord app = newProcessRecordLocked(info, info.processName, false, 0);
app.persistent = true; // 系统进程是持久的
app.pid = MY_PID; // 设置进程ID为当前进程ID
app.maxAdj = ProcessList.SYSTEM_ADJ; // 设置进程的调整级别为系统级别
// 激活系统进程
app.makeActive(mSystemThread.getApplicationThread(), mProcessStats);
// 将系统进程记录添加到进程名称map中
mProcessNames.put(app.processName, app.uid, app);
synchronized (mPidsSelfLocked) {
mPidsSelfLocked.put(app.pid, app); // 将PID与进程记录关联
}
// 更新最近最少使用的(LRU)进程缓存
updateLruProcessLocked(app, false, null);
// 更新OOM调整级别
updateOomAdjLocked();
}
} catch (PackageManager.NameNotFoundException e) {
throw new RuntimeException(
"Unable to find android system package", e);
}
}setSystemProcess方法在AMS中将当前进程设置为系统进程，并注册了一系列关键服务。这些服务包括活动管理、进程统计、内存信息、图形信息、数据库信息、CPU信息和权限控制。此外，该方法还负责创建和激活系统进程记录，确保系统进程在系统中具有最高的优先级和持久性。这个过程是Android系统启动的关键部分，确保了系统服务能够正确注册和初始化。
同时这里对 获取系统应用（android）的ApplicationInfo 和安装系统应用的ApplicationInfo做进一步的解读。
代码通过调用getPackageManager().getApplicationInfo()方法并传入参数"android"，获取的是系统应用本身的ApplicationInfo。这里的"android"指的是系统应用的包名。
系统应用（android包）是Android操作系统的核心组成部分，它包含了Android框架的基本类库和系统服务。这些类库和系统服务为所有应用提供了运行时环境，包括但不限于以下内容：
- 核心库：如android.app、android.content、android.view等。
- 系统服务：如ActivityManagerService、WindowManagerService、PackageManagerService等。
- 系统资源：如系统字体、颜色、样式等。
接下来对获取系统应用（android）的ApplicationInfo 和安装系统应用的ApplicationInfo 这2句话的目的和用途进行更详细的解读：
- 初始化系统环境：这两步操作确保了系统应用的环境被正确设置，为系统服务的运行提供了必要的上下文和资源。
- 提供系统服务访问权限：通过安装ApplicationInfo，系统服务获得了对系统应用资源的访问权限，这对于执行系统级别的任务是必要的。
- 确保系统应用的类加载：为系统应用设置正确的类加载器，确保系统服务可以加载系统应用的类，这对于系统服务的扩展性和模块化设计至关重要。
- 系统服务的自我识别：在Android系统中，系统服务本身也是以应用的形式运行的。通过获取和安装ApplicationInfo，系统服务能够识别自己的身份和角色，从而正确地执行其职责。
总结来说，这两步操作是系统服务启动和初始化过程的一部分，确保了系统服务能够正确地访问系统应用的资源，并为其执行系统级别的任务提供了必要的环境和权限。