android12 ActivityManagerService开机启动分析

ActivityManagerService (AMS) 是系统最核心的服务之一，运行在 system_server 进程。可以把它理解为 Android 系统的"大总管"，负责统一调度所有应用组件（Activity、Service、BroadcastReceiver、ContentProvider）的生命周期，并管理应用进程与系统内存。

AMS 的启动流程

启动前奏：SystemServer 的准备

1. main() -> run() ：SystemServer 的入口从 main() 方法开始，它创建一个 SystemServer 实例并调用 run() 方法。
2. 准备主线程 ：run() 方法首先调用 Looper.prepareMainLooper() 为该进程准备消息队列，使其能处理后续的异步事务。
3. 加载 Native 库 ：System.loadLibrary("android_servers") 加载系统服务所需的本地代码。

//frameworks/base/services/java/com/android/server/SystemServer.java
private void run() {
  ...
 
  // 1. 启动主线程的消息循环
  Looper.prepareMainLooper();
  ...
  //2. 加载 native 库
  System.loadLibrary("android_servers");
  ...
  // 3. 创建系统 Context
  createSystemContext();

  try {
     // 4. 启动引导服务、核心服务、其他服务
     startBootstrapServices(t);
     startCoreServices(t);
     startOtherServices(t);
  } catch (Throwable ex) {
     throw ex;
  } finally {
   
  }
  ...
  Looper.loop();
}

核心启动：startBootstrapServices

这是启动 AMS 最关键的一步，在 startBootstrapServices() 方法中完成。

1. 先启动 ATMS ：ActivityTaskManagerService 作为 AMS 的依赖，必须率先启动 。它的 Lifecycle 类通过 SystemServiceManager 反射创建并启动。它负责管理所有与 Activity 任务栈相关的复杂逻辑。

2. 再启动 AMS ：随后通过 ActivityManagerService.Lifecycle.startService() 创建 AMS 实例。关键之处在于，正在创建的 ATMS 实例会作为参数传递给 AMS 的构造函数，建立起依赖关系。

   • AMS 构造函数内部 ：会进行一系列初始化，如创建 "ActivityManager" 和 "android.ui" 线程、初始化前台/后台广播队列 (BroadcastQueue)、ActiveServices、ProcessList 等核心数据结构。

3. setSystemProcess() ：这是让 AMS "持证上岗"的关键一步。它向系统的 ServiceManager 注册 "activity" 等一系列 Binder 服务，使得其他进程可以通过 Binder 机制与 AMS 通信。

4. installSystemProviders() ：为 system_server 自身安装核心的 SettingsProvider，确保系统服务能访问设置数据库。

//frameworks/base/services/java/com/android/server/SystemServer.java
private void startBootstrapServices(@NonNull TimingsTraceAndSlog t) {
    ...
    //1. 先启动 ATMS
    ActivityTaskManagerService atm = mSystemServiceManager.startService(
            ActivityTaskManagerService.Lifecycle.class).getService();
    // 2. 再启动 AMS，并将 ATMS 实例作为参数传入
    mActivityManagerService = ActivityManagerService.Lifecycle.startService(
            mSystemServiceManager, atm);
    // 3. 设置 SystemServiceManager 引用
    mActivityManagerService.setSystemServiceManager(mSystemServiceManager);
    // 4. 设置 Installer 引用
    //`Installer` 是与 `installd` 守护进程通信的接口，负责应用的安装、卸载、
    //目录创建等底层操作。AMS 需要它来在应用安装/卸载时更新进程管理相关的状态
    mActivityManagerService.setInstaller(installer);
    ...
    //注册一系列 Binder 服务
    mActivityManagerService.setSystemProcess();
   
}

//frameworks/base/services/core/java/com/android/server/am/ActivityManagerService.java
public void setSystemProcess() {
    try {
        // 1. 注册核心服务 "activity"，这是 AMS 的主业,
        //`allowIsolated=true`：允许隔离进程（如 WebView 渲染进程）
        //访问 `activity` 服务。Android 8.0+ 引入了隔离进程，默认无法访问系统服务，
        //这里显式放行
        //`DUMP_FLAG_PRIORITY_*`：控制 `dumpsys` 命令的输出优先级，
        //`CRITICAL` 级别的信息在系统负载高时仍会输出
        ServiceManager.addService(Context.ACTIVITY_SERVICE, this, /* allowIsolated= */ true,
                DUMP_FLAG_PRIORITY_CRITICAL | DUMP_FLAG_PRIORITY_NORMAL | DUMP_FLAG_PROTO);
        // 2. 注册一系列辅助调试和服务管理的 Binder 服务
        ServiceManager.addService(ProcessStats.SERVICE_NAME, mProcessStats);
        ServiceManager.addService("meminfo", new MemBinder(this), /* allowIsolated= */ false,
                DUMP_FLAG_PRIORITY_HIGH);
        ServiceManager.addService("gfxinfo", new GraphicsBinder(this));
        ...
        //通过PMS查询 "android" 包的 ApplicationInfo
        //`"android"` 是系统框架包，对应 `/system/framework/framework-res.apk`
        //，包含了系统级别的资源（如 `android.R` 中的资源）。
        //`STOCK_PM_FLAGS` 通常包含 `GET_SHARED_LIBRARY_FILES` 等标志
        //`MATCH_SYSTEM_ONLY` 确保只匹配系统应用，防止第三方包名冲突
        ApplicationInfo info = mContext.getPackageManager().getApplicationInfo(
                "android", STOCK_PM_FLAGS | MATCH_SYSTEM_ONLY);
        //为 system_server 进程安装 ApplicationInfo
        //`mSystemThread` 是 `ActivityThread` 实例，代表 system_server 
        //进程的主线程。 这个方法将查询到的 `ApplicationInfo` 注入到
        //系统 Context 中，完成系统进程的 Context 初始化。
        //之后，system_server 就能正确访问 `android` 包中的资源文件了
        mSystemThread.installSystemApplicationInfo(info, getClass().getClassLoader());

        synchronized (this) {
            //为 system_server 进程创建 ProcessRecord 并加入管理
            //new HostingRecord("system")标记这个进程是由系统直接托管的，
            //而不是由某个应用组件（如 Activity）触发的
            ProcessRecord app = mProcessList.newProcessRecordLocked(info, info.processName,
                    false,
                    0,
                    new HostingRecord("system"));
            //设置为持久化进程，系统会永远保留它，不会被 Low Memory Killer 杀死
            app.setPersistent(true);
            //`MY_PID` 是 `Process.myPid()`，即 system_server 自身的 PID
            app.setPid(MY_PID);
            //设置进程的最大 OOM 调整值为 `SYSTEM_ADJ`（约 -900），这是极高的优先级
            app.mState.setMaxAdj(ProcessList.SYSTEM_ADJ);
            //将进程标记为活跃状态，关联其 `ApplicationThread`
            app.makeActive(mSystemThread.getApplicationThread(), mProcessStats);
            //将 PID 加入 AMS 的 PID 映射表，用于快速查找进程
            addPidLocked(app);
            //将 system_server 加入 LRU 管理列表
            updateLruProcessLocked(app, false, null);
            //立即计算一次所有进程的 OOM 优先级，确保 system_server 处于最高优先级
            updateOomAdjLocked(OomAdjuster.OOM_ADJ_REASON_NONE);
        }
    } catch (PackageManager.NameNotFoundException e) {
        throw new RuntimeException(
                "Unable to find android system package", e);
    }

   ...
}

//frameworks/base/services/java/com/android/server/SystemServer.java
private void startOtherServices(@NonNull TimingsTraceAndSlog t) {
 //实际调用的是 `ContentProviderHelper` 的 `installSystemProviders()`方法 
 //查找需要安装的Provider，即SettingsProvider，将 Provider 注册到 AMS 中
 mActivityManagerService.getContentProviderHelper().installSystemProviders();
}

就绪与收尾

1. 启动其他服务 ：AMS 启动后，SystemServer 会继续启动 startCoreServices() 和 startOtherServices() 中定义的其他大量系统服务。
2. systemReady() ：当所有服务准备就绪，会调用 AMS 的 systemReady() 方法，这标志着系统进入就绪状态。在此方法中，系统会启动 SystemUI 并最终启动 Launcher 桌面应用，完成整个开机流程。