【Android技能点】一张图理清 开机、App启动流程

Android 开机链路 + 桌面 App「用户点击图标」启动链路（端到端梳理）

目的：把 开机到桌面可用 的关键链路，以及 用户在桌面点击图标 → 目标 App Activity 展示首帧 的完整主干流程串起来。

说明：不同 Android 版本实现细节略有差异（Android 10+ 引入 ATMS 分工更明显），本文以 通用主干 为主，必要处点出关键分工。

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1) 开机链路（Boot Chain）：Kernel → init → zygote → system_server → launcher

1.1 Kernel 启动 init（Native）

• Kernel 启动完成后启动用户态第一个进程：/init
• init 负责：
  • 挂载分区、初始化 SELinux、安全策略
  • 解析 init.rc / *.rc
  • 启动关键守护/服务：servicemanager、zygote、surfaceflinger 等

关键产物

• Binder 驱动就绪 + servicemanager 提供服务注册/发现
• 图形基础（surfaceflinger）启动，为后续 SystemUI/Launcher 出图打底

1.2 init 启动 Zygote（Native → Java 孵化器）

• 通过 rc 启动 zygote/zygote64
• Zygote 做两件核心事：
  1. 预加载（classes、resources、常用库）以提升后续 fork 性能
  2. 提供 fork ：派生 system_server 和各 App 进程

常见入口：

• com.android.internal.os.ZygoteInit.main()
  • preload()
  • forkSystemServer()

1.3 system_server 启动：SystemServer 拉起核心系统服务（Java）

• com.android.server.SystemServer.main() → run()
• 分阶段启动大量 System Services（版本略有差异），关键与"启动/桌面"强相关的包括：
  • AMS（ActivityManagerService）：进程/广播/服务/ANR 等
  • ATMS（ActivityTaskManagerService，Android 10+）：Activity/Task 启动与任务栈
  • WMS（WindowManagerService）：窗口管理与显示策略
  • PMS（PackageManagerService）：包解析、组件解析、权限
  • InputManagerService：输入
  • PowerManagerService：电源与唤醒
  • DisplayManagerService：显示
  • 以及 SystemUI、网络、音频等

关键节点：systemReady / bootCompleted

• 系统服务启动完成后会进入 systemReady()，随后发出 BOOT_COMPLETED（对三方 app 影响很大）

1.4 SystemUI/Launcher 出现（桌面可用）

• 一般会先启动 SystemUI（状态栏、导航栏、锁屏等）
• 解锁后/或满足条件后，启动 Launcher（桌面应用）

桌面启动方式（概念）

• SystemServer 选择一个 HOME Activity（Launcher）
  • Intent：ACTION_MAIN + CATEGORY_HOME
• 走一次标准的 Activity 启动链路（见第 2 部分）

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2) 桌面用户点击图标：Launcher → SystemServer → 目标 App 首帧

场景：用户在桌面点击某个 App 图标（目标 Activity 可能是 LAUNCHER Activity），系统完成从点击到界面显示。

2.1 触摸事件到 Launcher：Input → View → onClick

• 触摸从硬件到应用的主链路（高层概念）：
  1. Input 驱动产生事件
  2. InputManagerService 分发
  3. 通过 WMS 选择焦点窗口/目标应用
  4. 事件到达 Launcher 进程（ViewRootImpl → DecorView → View）
  5. 点击触发 Launcher 的图标点击逻辑

2.2 Launcher 组装 Intent 并发起 startActivity

• Launcher 通常为目标 App 组装：
  • 显式 Intent：ComponentName(包名/Activity)
  • 或隐式 Intent（较少用于图标）
  • 常带 flag：FLAG_ACTIVITY_NEW_TASK（因 Launcher 非目标 app 内部页面跳转）

Launcher 侧常见入口（概念）：

• Activity.startActivity() / Context.startActivity()
• Instrumentation.execStartActivity()
• 进入系统服务（Binder）：
  • Android 10+ 常见：IActivityTaskManager.startActivity(...)

2.3 进入 SystemServer：ATMS 做 Activity 启动决策（任务栈/复用/权限）

SystemServer 侧关键流程（高层语义）：

1. 权限校验、调用者校验（是否允许启动、后台启动限制等）
2. 通过 PMS 解析目标组件（ActivityInfo/ProcessName/UID 等）
3. 计算任务栈归属与启动模式（standard/singleTask...）
4. 判断是 冷/温/热启动 ：
   • 进程是否存在
   • 目标 Activity 是否已存在于任务栈

结论：ATMS 负责"Activity/Task 怎么启动、放哪、复用谁 "；而"进程怎么来"交给 AMS。

2.4 冷启动分支：目标进程不存在 → AMS 创建进程（zygote fork）

触发条件

• 目标 App 进程尚未创建，或被杀

关键链路（概念）

• ATMS：需要进程 → 请求 AMS
• AMS：准备 ProcessRecord（uid/selinux/abi/进程名）
• ZygoteProcess.start(...)：
  • 通过 socket 与 zygote 通信
  • zygote fork 出目标 App 进程

2.5 目标 App 进程起来：ActivityThread.main → attach 到 AMS

App 进程入口：

• android.app.ActivityThread.main()
  • 建立主线程 Looper
  • attach(false)：
    • Binder → IActivityManager.attachApplication(appThread)

SystemServer（AMS）收到 attach：

• 记录进程已上线
• 回调到 App 进程：
  • IApplicationThread.bindApplication(...)

2.6 bindApplication：创建 Application / 初始化运行环境

App 进程执行：

• ActivityThread.handleBindApplication()
  • 创建 LoadedApk
  • 创建 Application
  • Application.onCreate()
  • 安装 ContentProviders（如有）

到这一步：进程与应用级初始化完成，但 Activity 还未真正 onCreate（下一步由 ATMS 发起 Launch）。

2.7 真正启动 Activity：SystemServer 下发事务 → App 执行 onCreate/onResume

Android P+ 常用事务机制（概念）：

• SystemServer（ATMS）构造 ClientTransaction
  • 包含 LaunchActivityItem、ResumeActivityItem 等
• Binder → App：IApplicationThread.scheduleTransaction(transaction)

App 侧执行：

• TransactionExecutor.execute()
• ActivityThread.handleLaunchActivity()
  • 创建 Activity 实例
  • Activity.attach()
  • Activity.onCreate()
• 随后 onStart()、onResume()

2.8 首帧显示：WMS/Surface + App 绘制管线

并行协作点：

• ATMS/WMS 控制窗口可见性、转场动画、焦点
• App 在 onResume 前后触发视图树创建
• 首帧绘制：
  • Choreographer 驱动 measure/layout/draw
  • Surface 提交给 SurfaceFlinger 合成显示

用户可见结果

• 屏幕从桌面切到目标 App，展示首帧

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3) 冷/温/热启动对比（用户点击图标时常见）

• 冷启动（Cold）：无进程 → fork + bindApplication + LaunchActivity + 首帧
• 温启动（Warm）：进程在，但 Activity 不在前台/需新建 → 省掉 fork 和 Application.onCreate（多数情况）
• 热启动（Hot）：Activity 实例仍在 → 多为 task 切前台 + onRestart/onStart/onResume + 窗口切换

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4) 一张"时序图"（从点击到首帧）

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5) 你可以拿来对照的观测手段

• adb shell am start -W <intent>：粗看启动耗时
• adb shell dumpsys activity activities：任务栈/Activity 状态
• adb shell dumpsys activity processes：进程状态
• adb shell dumpsys window windows：窗口状态
• perfetto/atrace：精确看 bindApplication、launch、首帧绘制 slice