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一　概述

上一篇文章介绍了 SystemServer 的 main 函数是怎么被调用的，本篇主要分析 SystemServer 进程启动的时候，主要做了哪些事情，SystemServer 中运行的服务有八十多种，包括 ActivityManagerService(AMS)，WindowManagerService(WMS)，PackagManagerService(PMS)等，这些系统服务都是以一个线程的方式存在 Systemserver 进程中。接下来我们来看这些服务是怎么被启动的．

二　SystemServer启动流程

2.1 SystemServer.main

public static void main(String[] args) {       //new 一个SystemServer对象，再调用该对象的run()方法    new SystemServer().run();}

main 函数由 zygote 进程 fork 后运行，作用是 new 一个 SystemServer 对象，再调用该对象的 run() 方法．

2.2 SystemServer.run

private void run() {       try {           traceBeginAndSlog("InitBeforeStartServices");         // Record the process start information in sys props.        //从属性中读取system_server进程的一些信息        SystemProperties.set(SYSPROP_START_COUNT, String.valueOf(mStartCount));        SystemProperties.set(SYSPROP_START_ELAPSED, String.valueOf(mRuntimeStartElapsedTime));        SystemProperties.set(SYSPROP_START_UPTIME, String.valueOf(mRuntimeStartUptime));         EventLog.writeEvent(EventLogTags.SYSTEM_SERVER_START,                mStartCount, mRuntimeStartUptime, mRuntimeStartElapsedTime);         //如果一个设备的时钟是在1970年之前(0年之前)，        //那么很多api 都会因为处理负数而崩溃，尤其是java.io.File#setLastModified        //我把把时间设置为1970        if (System.currentTimeMillis() < EARLIEST_SUPPORTED_TIME) {               Slog.w(TAG, "System clock is before 1970; setting to 1970.");            SystemClock.setCurrentTimeMillis(EARLIEST_SUPPORTED_TIME);        }         //如果时区不存在，设置时区为GMT        String timezoneProperty = SystemProperties.get("persist.sys.timezone");        if (timezoneProperty == null || timezoneProperty.isEmpty()) {               Slog.w(TAG, "Timezone not set; setting to GMT.");            SystemProperties.set("persist.sys.timezone", "GMT");        }         //变更虚拟机的库文件，对于Android 10.0默认采用的是libart.so        SystemProperties.set("persist.sys.dalvik.vm.lib.2", VMRuntime.getRuntime().vmLibrary());         // Mmmmmm... more memory!        //清除vm内存增长上限，由于启动过程需要较多的虚拟机内存空间        VMRuntime.getRuntime().clearGrowthLimit();		........        //系统服务器必须一直运行，所以它需要尽可能高效地使用内存        //设置内存的可能有效使用率为0.8        VMRuntime.getRuntime().setTargetHeapUtilization(0.8f);         //一些设备依赖于运行时指纹生成，所以在进一步启动之前，请确保我们已经定义了它。        Build.ensureFingerprintProperty();         //访问环境变量前，需要明确地指定用户        //在system_server中，任何传入的包都应该被解除，以避免抛出BadParcelableException。        BaseBundle.setShouldDefuse(true);         //在system_server中，当打包异常时，信息需要包含堆栈跟踪        Parcel.setStackTraceParceling(true);         //确保当前系统进程的binder调用，总是运行在前台优先级(foreground priority)        BinderInternal.disableBackgroundScheduling(true);         //设置system_server中binder线程的最大数量,最大值为31        BinderInternal.setMaxThreads(sMaxBinderThreads);         //准备主线程lopper，即在当前线程运行        android.os.Process.setThreadPriority(                android.os.Process.THREAD_PRIORITY_FOREGROUND);        android.os.Process.setCanSelfBackground(false);        Looper.prepareMainLooper();        Looper.getMainLooper().setSlowLogThresholdMs(                SLOW_DISPATCH_THRESHOLD_MS, SLOW_DELIVERY_THRESHOLD_MS);         //加载android_servers.so库，初始化native service        System.loadLibrary("android_servers");         // Debug builds - allow heap profiling.        //如果是Debug版本，允许堆内存分析        if (Build.IS_DEBUGGABLE) {               initZygoteChildHeapProfiling();        }         //检测上次关机过程是否失败，这个调用可能不会返回        performPendingShutdown();         //初始化系统上下文        createSystemContext();         //创建系统服务管理--SystemServiceManager        mSystemServiceManager = new SystemServiceManager(mSystemContext);        mSystemServiceManager.setStartInfo(mRuntimeRestart,                mRuntimeStartElapsedTime, mRuntimeStartUptime);        //将mSystemServiceManager添加到本地服务的成员sLocalServiceObjects        LocalServices.addService(SystemServiceManager.class, mSystemServiceManager);        // Prepare the thread pool for init tasks that can be parallelized        //为可以并行化的init任务准备线程池        SystemServerInitThreadPool.get();    } finally {           traceEnd();  // InitBeforeStartServices    }    //启动服务    try {           traceBeginAndSlog("StartServices");        startBootstrapServices();   // 启动引导服务        startCoreServices();        // 启动核心服务        startOtherServices();       // 启动其他服务        SystemServerInitThreadPool.shutdown(); //停止线程池    } catch (Throwable ex) {           Slog.e("System", "******************************************");        Slog.e("System", "************ Failure starting system services", ex);        throw ex;    } finally {           traceEnd();    }     //为当前的虚拟机初始化VmPolicy    StrictMode.initVmDefaults(null);	........    //死循环执行    Looper.loop();    throw new RuntimeException("Main thread loop unexpectedly exited");}

先初始化一些系统变量，加载类库，创建 Context 对象，创建 SystemServiceManager 对象等候再启动服务，启动引导服务、核心服务和其他服务

2.3 SystemServer.performPendingShutdown

private void performPendingShutdown() {       final String shutdownAction = SystemProperties.get(            ShutdownThread.SHUTDOWN_ACTION_PROPERTY, "");    if (shutdownAction != null && shutdownAction.length() > 0) {           boolean reboot = (shutdownAction.charAt(0) == '1');         final String reason;        if (shutdownAction.length() > 1) {               reason = shutdownAction.substring(1, shutdownAction.length());        } else {               reason = null;        }         //如果需要重新启动才能应用更新，一定要确保uncrypt在需要时正确执行。        //如果'/cache/recovery/block.map'还没有创建，停止重新启动，它肯定会失败，        //并有机会捕获一个bugreport时，这仍然是可行的。        if (reason != null && reason.startsWith(PowerManager.REBOOT_RECOVERY_UPDATE)) {               File packageFile = new File(UNCRYPT_PACKAGE_FILE);            if (packageFile.exists()) {                   String filename = null;                try {                       filename = FileUtils.readTextFile(packageFile, 0, null);                } catch (IOException e) {                       Slog.e(TAG, "Error reading uncrypt package file", e);                }                 if (filename != null && filename.startsWith("/data")) {                       if (!new File(BLOCK_MAP_FILE).exists()) {                           Slog.e(TAG, "Can't find block map file, uncrypt failed or " +                                "unexpected runtime restart?");                        return;                    }                }            }        }        Runnable runnable = new Runnable() {               @Override            public void run() {                   synchronized (this) {                       //当属性sys.shutdown.requested的值为1时，会重启                    //当属性的值不为空，且不为1时，会关机                    ShutdownThread.rebootOrShutdown(null, reboot, reason);                }            }        };         // ShutdownThread must run on a looper capable of displaying the UI.        //ShutdownThread必须在一个能够显示UI的looper上运行        //即UI线程启动ShutdownThread的rebootOrShutdown        Message msg = Message.obtain(UiThread.getHandler(), runnable);        msg.setAsynchronous(true);        UiThread.getHandler().sendMessage(msg);     }}

检测上次关机过程是否失败，这个调用可能不会返回

2.4 SystemServer.createSystemContext

private void createSystemContext() {       //创建system_server进程的上下文信息    ActivityThread activityThread = ActivityThread.systemMain();    mSystemContext = activityThread.getSystemContext();    //设置主题    mSystemContext.setTheme(DEFAULT_SYSTEM_THEME);     //获取systemui上下文信息，并设置主题    final Context systemUiContext = activityThread.getSystemUiContext();    systemUiContext.setTheme(DEFAULT_SYSTEM_THEME);}

初始化系统上下文， 该过程会创建对象有 ActivityThread，Instrumentation，ContextImpl，LoadedApk，Application

2.5 SystemServer.startBootstrapServices

private void startBootstrapServices() {       traceBeginAndSlog("StartWatchdog");    //启动watchdog    //尽早启动watchdog，如果在早起启动时发生死锁，我们可以让system_server    //崩溃，从而进行详细分析    final Watchdog watchdog = Watchdog.getInstance();    watchdog.start();    traceEnd();     ........    //添加PLATFORM_COMPAT_SERVICE，Platform compat服务被ActivityManagerService、PackageManagerService    //以及将来可能出现的其他服务使用。    traceBeginAndSlog("PlatformCompat");    ServiceManager.addService(Context.PLATFORM_COMPAT_SERVICE,            new PlatformCompat(mSystemContext));    traceEnd();     //阻塞等待installd完成启动，以便有机会创建具有适当权限的关键目录，如/data/user。    //我们需要在初始化其他服务之前完成此任务。    traceBeginAndSlog("StartInstaller");    Installer installer = mSystemServiceManager.startService(Installer.class);    traceEnd();    ........    //启动服务ActivityManagerService,并为其设置mSystemServiceManager和installer    traceBeginAndSlog("StartActivityManager");    ActivityTaskManagerService atm = mSystemServiceManager.startService(            ActivityTaskManagerService.Lifecycle.class).getService();    mActivityManagerService = ActivityManagerService.Lifecycle.startService(mSystemServiceManager, atm);    mActivityManagerService.setSystemServiceManager(mSystemServiceManager);    mActivityManagerService.setInstaller(installer);    mWindowManagerGlobalLock = atm.getGlobalLock();    traceEnd();     //启动服务PowerManagerService    //Power manager需要尽早启动，因为其他服务需要它。    //本机守护进程可能正在监视它的注册，    //因此它必须准备好立即处理传入的绑定器调用(包括能够验证这些调用的权限)    traceBeginAndSlog("StartPowerManager");    mPowerManagerService = mSystemServiceManager.startService(    PowerManagerService.class);    traceEnd();    ........    //初始化power management    traceBeginAndSlog("InitPowerManagement");    mActivityManagerService.initPowerManagement();    traceEnd();     //启动recovery system，以防需要重新启动    traceBeginAndSlog("StartRecoverySystemService");    mSystemServiceManager.startService(RecoverySystemService.class);    traceEnd();    ........    //启动服务LightsService    //管理led和显示背光，所以我们需要它来打开显示    traceBeginAndSlog("StartLightsService");    mSystemServiceManager.startService(LightsService.class);    traceEnd();    ........    //启动服务DisplayManagerService    //显示管理器需要在包管理器之前提供显示指标    traceBeginAndSlog("StartDisplayManager");    mDisplayManagerService = mSystemServiceManager.startService(DisplayManagerService.class);    traceEnd();     // Boot Phases: Phase100: 在初始化package manager之前，需要默认的显示.    traceBeginAndSlog("WaitForDisplay");    mSystemServiceManager.startBootPhase(SystemService.PHASE_WAIT_FOR_DEFAULT_DISPLAY);    traceEnd();     //当设备正在加密时，仅运行核心    String cryptState = VoldProperties.decrypt().orElse("");    if (ENCRYPTING_STATE.equals(cryptState)) {           Slog.w(TAG, "Detected encryption in progress - only parsing core apps");        mOnlyCore = true;    } else if (ENCRYPTED_STATE.equals(cryptState)) {           Slog.w(TAG, "Device encrypted - only parsing core apps");        mOnlyCore = true;    }    ........    //启动服务PackageManagerService    traceBeginAndSlog("StartPackageManagerService");    try {           Watchdog.getInstance().pauseWatchingCurrentThread("packagemanagermain");        mPackageManagerService = PackageManagerService.main(mSystemContext, installer,                mFactoryTestMode != FactoryTest.FACTORY_TEST_OFF, mOnlyCore);    } finally {           Watchdog.getInstance().resumeWatchingCurrentThread("packagemanagermain");    }    ........    //启动服务UserManagerService，新建目录/data/user/    traceBeginAndSlog("StartUserManagerService");    mSystemServiceManager.startService(UserManagerService.LifeCycle.class);    traceEnd();     // Set up the Application instance for the system process and get  started.    //为系统进程设置应用程序实例并开始。    //设置AMS    traceBeginAndSlog("SetSystemProcess");    mActivityManagerService.setSystemProcess();    traceEnd();     //使用一个ActivityManager实例完成watchdog设置并监听重启，    //只有在ActivityManagerService作为一个系统进程正确启动后才能这样做    traceBeginAndSlog("InitWatchdog");    watchdog.init(mSystemContext, mActivityManagerService);    traceEnd();     //传感器服务需要访问包管理器服务、app ops服务和权限服务，    //因此我们在它们之后启动它。    //在单独的线程中启动传感器服务。在使用它之前应该检查完成情况。    mSensorServiceStart = SystemServerInitThreadPool.get().submit(() -> {           TimingsTraceLog traceLog = new TimingsTraceLog(                SYSTEM_SERVER_TIMING_ASYNC_TAG, Trace.TRACE_TAG_SYSTEM_SERVER);        traceLog.traceBegin(START_SENSOR_SERVICE);        startSensorService(); //启动传感器服务        traceLog.traceEnd();    }, START_SENSOR_SERVICE);}

用于启动系统 Boot 级服务，有 ActivityManagerService，PowerManagerService，LightsService，DisplayManagerService，PackageManagerService， UserManagerService， sensor 等服务.

2.6 SystemServer.startCoreServices

private void startCoreServices() {       //启动服务BatteryService，用于统计电池电量，需要LightService.    mSystemServiceManager.startService(BatteryService.class);     //启动服务UsageStatsService，用于统计应用使用情况    mSystemServiceManager.startService(UsageStatsService.class);    mActivityManagerService.setUsageStatsManager(            LocalServices.getService(UsageStatsManagerInternal.class));     //启动服务WebViewUpdateService    //跟踪可更新的WebView是否处于就绪状态，并监视更新安装    if (mPackageManager.hasSystemFeature(PackageManager.FEATURE_WEBVIEW)) {           mWebViewUpdateService = mSystemServiceManager.startService(WebViewUpdateService.class);    }     //启动CachedDeviceStateService，跟踪和缓存设备状态    mSystemServiceManager.startService(CachedDeviceStateService.class);     //启动BinderCallsStatsService, 跟踪在绑定器调用中花费的cpu时间    traceBeginAndSlog("StartBinderCallsStatsService");    mSystemServiceManager.startService(BinderCallsStatsService.LifeCycle.class);    traceEnd();     //启动LooperStatsService，跟踪处理程序中处理消息所花费的时间。    traceBeginAndSlog("StartLooperStatsService");    mSystemServiceManager.startService(LooperStatsService.Lifecycle.class);    traceEnd();     //启动RollbackManagerService，管理apk回滚    mSystemServiceManager.startService(RollbackManagerService.class);     //启动BugreportManagerService，捕获bugreports的服务    mSystemServiceManager.startService(BugreportManagerService.class);     //启动GpuService，为GPU和GPU驱动程序提供服务。    mSystemServiceManager.startService(GpuService.class);}

启动核心服务 BatteryService，UsageStatsService，WebViewUpdateService、BugreportManagerService、GpuService 等

2.7 SystemServer.startOtherServices

private void startOtherServices() {   	........    //启动TelecomLoaderService，通话相关核心服务    mSystemServiceManager.startService(TelecomLoaderService.class);     //启动TelephonyRegistry    telephonyRegistry = new TelephonyRegistry(context);    ServiceManager.addService("telephony.registry", telephonyRegistry);	........	//启动AlarmManagerService，时钟管理	mSystemServiceManager.startService(new AlarmManagerService(context));	........	//启动InputManagerService	inputManager = new InputManagerService(context);	ServiceManager.addService(Context.INPUT_SERVICE, inputManager,            /* allowIsolated= */ false, DUMP_FLAG_PRIORITY_CRITICAL);	........	inputManager.setWindowManagerCallbacks(wm.getInputManagerCallback());    inputManager.start();	........	//Phase480:在接收到此启动阶段后，服务可以获得锁设置数据    mSystemServiceManager.startBootPhase(SystemService.PHASE_LOCK_SETTINGS_READY);     //Phase500:在接收到这个启动阶段之后，服务可以安全地调用核心系统服务，    //如PowerManager或PackageManager。    mSystemServiceManager.startBootPhase(SystemService.PHASE_SYSTEM_SERVICES_READY);		mActivityManagerService.systemReady(() -> {           //Phase550:在接收到此引导阶段后，服务可以广播意图。        mSystemServiceManager.startBootPhase(                SystemService.PHASE_ACTIVITY_MANAGER_READY); 		//Phase600:在接收到这个启动阶段后，服务可以启动/绑定到第三方应用程序。        //此时，应用程序将能够对服务进行绑定调用。        mSystemServiceManager.startBootPhase(        SystemService.PHASE_THIRD_PARTY_APPS_CAN_START);	}}

启动其他的服务，开始处理一大堆尚未重构和整理的东西，这里的服务太多，大体启动过程类似，就不详细说明

三　服务启动分析

服务启动流程如下，从阶段0到阶段1000，一共8个阶段。

其中PHASE_BOOT_COMPLETED=1000，该阶段是发生在Boot完成和home应用启动完毕。系统服务更倾向于监听该阶段，而不是注册广播ACTION_BOOT_COMPLETED，从而降低系统延迟。

3.1 Phase0

startBootstrapServices() 启动引导级服务，主要启动以下10个服务：

Installer DeviceIdentifiersPolicyService UriGrantsManagerService ActivityTaskManagerService ActivityManagerService PowerManagerService ThermalManagerService RecoverySystemService LightsService DisplayManagerService 启动完后，进入PHASE_WAIT_FOR_DEFAULT_DISPLAY=100， 即Phase100阶段

........    //1.启动DeviceIdentifiersPolicyService    mSystemServiceManager.startService(DeviceIdentifiersPolicyService.class);     //2.启动UriGrantsManagerService    mSystemServiceManager.startService(UriGrantsManagerService.Lifecycle.class);     //3.启动ActivityTaskManagerService    atm = mSystemServiceManager.startService(                ActivityTaskManagerService.Lifecycle.class).getService();     //4.启动PowerManagerService    mPowerManagerService = mSystemServiceManager.startService(PowerManagerService.class);     //5.启动ThermalManagerService    mSystemServiceManager.startService(ThermalManagerService.class);     //6.启动RecoverySystemService    mSystemServiceManager.startService(RecoverySystemService.class);     //7.启动LightsService    mSystemServiceManager.startService(LightsService.class);     //8.启动DisplayManagerService    mDisplayManagerService = mSystemServiceManager.startService(DisplayManagerService.class);        //执行回调函数 onBootPhase，把PHASE_WAIT_FOR_DEFAULT_DISPLAY=100， 传入各个service的 onBootPhase    mSystemServiceManager.startBootPhase(SystemService.PHASE_WAIT_FOR_DEFAULT_DISPLAY);    ........}

3.2 Phase100

进入阶段 PHASE_WAIT_FOR_DEFAULT_DISPLAY = 100 回调服务，启动阶段-Boot Phase，该阶段需要等待 Display 有默认显示，startBootPhase(100) -> onBootPhase(100)．

从以下源码可以看到这里遍历了一下服务列表，然后回调到各服务的 onBootPhase() 方法中了。每个服务的 onBootPhase() 处理都不相同，这里不详细分析

public void startBootPhase(final int phase) {           ........        mCurrentPhase = phase;        ........        final int serviceLen = mServices.size();        for (int i = 0; i < serviceLen; i++) {               final SystemService service = mServices.get(i);            ........            try {                   service.onBootPhase(mCurrentPhase); // 轮训前面加过的service，把phase加入服务回调            } catch (Exception ex) {                   ........            }            ........        }        ........    }

创建以下80多个服务：

• BatteryService
• UsageStatsService
• WebViewUpdateService
• CachedDeviceStateService
• BinderCallsStatsService
• LooperStatsService
• RollbackManagerService
• BugreportManagerService
• GpuService
  …

3.3 Phase480

进入阶段 PHASE_LOCK_SETTINGS_READY=480 回调服务，该阶段后， 服务可以获取到锁屏设置的数据了，480到500之间没有任何操作，直接进入500．

3.4 Phase500

PHASE_SYSTEM_SERVICES_READY=500，进入该阶段服务能安全地调用核心系统服务，该阶段后，服务可以安全地调用核心系统服务，比如 PowerManager 或 PackageManager．

启动以下两个服务： PermissionPolicyService eviceSpecificServices

3.5 Phase520

PHASE_DEVICE_SPECIFIC_SERVICES_READY = 520，在接收到这个引导阶段之后，服务可以安全地调用特定于设备的服务。告诉AMS可以运行第三方代码，Making services ready，mActivityManagerService.systemReady()

3.6 Phase550

PHASE_ACTIVITY_MANAGER_READY = 550，该阶段后，服务可以接收到广播 Intents，AMS 启动 native crash 监控，启动 SystemUI，其余服务调用 systemReady()

• AMS 启动native crash 监控

mActivityManagerService.startObservingNativeCrashes();

• 启动 systemUI
  startSystemUi()
• 其余服务调用 systemReady()
  networkManagementF.systemReady()，ipSecServiceF.systemReady()，networkStatsF.systemReady()，
  connectivityF.systemReady()，networkPolicyF.systemReady(networkPolicyInitReadySignal)

3.7 Phase600

PHASE_THIRD_PARTY_APPS_CAN_START = 600，该阶段后，服务可以启动/绑定到第三方应用程序。此时，应用程序将能够对服务进行绑定调用，各种服务调用systemRunning方法：locationF.systemRunning()，countryDetectorF.systemRunning()，networkTimeUpdaterF.systemRunning()，inputManagerF.systemRunning()．．．．．．

3.8 Phase1000

PHASE_BOOT_COMPLETED = 1000，该阶段后，服务可以允许用户与设备交互。此阶段在引导完成且主应用程序启动时发生。系统服务可能更倾向于监听此阶段，而不是为完成的操作注册广播接收器，以减少总体延迟。在经过一系列流程，再调用 AMS.finishBooting() 时，则进入阶段Phase1000．到此，系统服务启动阶段完成就绪，system_server 进程启动完成则进入 Looper.loop() 状态，随时待命，等待消息队列 MessageQueue 中的消息到来，则马上进入执行状态

四　服务分类

system_server 进程启动的服务，从源码角度划分为引导服务、核心服务和其他服务三大类

• 引导服务 Boot Service (10个)：Installer，DeviceIdentifiersPolicyService，UriGrantsManagerService，ActivityTaskManagerService，ActivityManagerService，PowerManagerService，ThermalManagerService，RecoverySystemService，LightsService，DisplayManagerService
• 核心服务 Core Service(9个)：BatteryService、UsageStatsService、WebViewUpdateService，CachedDeviceStateService，BinderCallsStatsService，LooperStatsService，RollbackManagerService，BugreportManagerService，GpuService
• 其他服务 Other Service(70个+)：
  

五　总结

• zygote 启动后 fork 的第一个进程为 SystemServer，进程别名为 “system_server”，主要用来启动系统中的服务
• zygote fork 后，进入 SystemServer 的 main()
• SystemServer 在启动过程中，先初始化一些系统变量，加载类库，创建 Context 对象，创建 SystemServiceManager 对象等候再启动服务
• 启动的服务分为 引导服务(Boot Service)、核心服务(Core Service)和其他服务(Other Service)三大类，共90多个服务
• 启动的服务都单独运行在 SystemServer 的各自线程中，同属于 SystemServer 进程