一：概述
众所周知，Android是一个基于Linux实现的操作系统。但对于Linux内核来说，Android也仅仅只是一个运行在内核之上的应用程序，与其他运行在内核之上的应用程序没有任何区别。所以Android也需要运行环境，需要Linux内核在启动完成后加载Android Framework运行所需要的资源。当Framework完成初始化后才能继续启动相应的APK应用程序。
背景知识&tips：1⃣️Android系统采用C/S架构；2⃣️绝大部分IPC通信采用Binder通信；3⃣️核心Service大多运行在System_server进程；4⃣️核心Service代码大部分都在frameworks/base/services目录下；5️⃣别一上来就看Binder！！！6⃣️别一开始看源码就钻牛角尖！！！
二：Framework的整体理解
其实我们写的App并不是一个完整的程序。我们写的只是一个套件组，就是一堆Activity，Service等等的组件。这个套件组给Framework框架组合在一起才是一个完整的程序。
在这里先说一个概念，也就是EIT模型。E是Engine发动机，I是Interface接口，T是tire轮胎。也就是发动机通过接口接上轮胎，然后车子才能跑。然后框架提供的就是E&I，一般框架都是提供发动机和接口，让我们来做轮胎，然后装上就可以跑起来了。（这里的I也可以理解为抽象函数，因为抽象函数就相当于接口嘛）抽象类也就是把发动机和接口，放在一个类里。
像Activity，提供了一个接口函数（卡隼函数）onCreate（），我们写myActivity，就要重写onCreate（），Activity这个抽象类就是发动机，onCreate（）就是接口，myActivity就是轮胎。当框架要Activity运行的时候调onCreate（）方法，就带动了myActivity的运行。我们写在onCreate（）中的代码就得到了执行。
Android框架这样做的好处就是牢牢掌握控制权，要求开发者必须在我给你的接口中装填代码，我框架内容千变万化你都不用管，你老老实实在我给你的接口填代码就行了，整个生命周期都由我框架来掌控。试想，如果不通过这种模式，不是给App开发者提供接口，而是直接的函数调用，那框架就要受制于App开发者，这个函数用的人越多，函数改动的成本就越高。框架就被迫不能改变，慢慢也就死了。而通过EIT模型，提供给开发者的只是一个接口，框架对App开发者就是透明的，你只需要在接口中做事就行了，这样就更规范和灵活。关于什么时候new Activity的对象是由Framework框架来控制的。Manifest文件里把Activity注册上，是因为Framework框架要new Activity的时候知道去哪找这个子类。而且这个对象有什么初始值，比如响应什么样的intent。这样App的启动也就好理解了，点击桌面图标，由FrameWork框架捕获这个事件，去找这个图标对应的App的Manifest里面找到要启动的第一个Activity，就是那个在Manifest里注明是main和luncher的。然后由Framework框架new出这个myActivity对象。自然也就new出了基类Activity对象，然后Framework框架调用Activity的onCreate（），实际对象是myActivity，执行的也就是myActivity的onCreate（）。这时候App就启动了。
由此可见，任何控制类程序都有一个入口，安卓应用程序同样也是。
三：Framework启动分析
Framework运行的第一个Java虚拟机进程为zygote（对应具体程序为app_process，该程序位于system/bin目录下），zygote是APK应用程序的父进程，此后所有的虚拟机进程都由zygote创建。
zygote有两个功能：
1.接受请求创建新的Dalvik进程
2.共享类和资源（需要加载的资源在preload-classes文本文件中声明）
3.1 Dalvik虚拟机进程间的关系
对于Android来说，每一个应用程序对应着一个Linux 进程，每一个进程都是一个Dalvik虚拟机，Dalvik虚拟机是一种类似Java虚拟机的实现。
zygote进程在启动时会预先装载共享类和共享资源，这些类及资源实际上就是SDK中定义的大部分类和资源。当zygote进程创建新进程时，新的APK进程只需装载自身类和资源即可。共享的资源位于同一段物理内存空间中，zygote进程及其创建的Dalvik进程都可以访问，这就解决了多个APK共享Framework资源的问题。
zygote创建的第一个进程名为SystemServer，SystemServer创建了一个Socket客户端，并创建了ActivityManagerService线程来管理该客户端。之后所有的Dalvik进程都是由该客户端启动的。当需要启动新的APK进程时，AmS会通过该Socket客户端向zygote进程的Socket服务端发送一个启动命令，然后zygote就会创建(使用fork()创建新进程)出新的应用程序进程。
3.2 系统服务
SystemServer进程内部运行着APK应用中能够直接交互的大部分系统服务。比如WindowManagerService（简称WmS），ActivityManagerService（简称AmS），PackageManagerService（简称PmS）等。这些系统服务都是以一个线程的方式生存在SystemServer进程中。SystemServer启动的各种服务线程如下所示：
- PowerManagerService电源管理服务
- ActivityManagerService管理Activity
- PackageManagerService程序包管理服务
- BatteryService电池管理服务
- LightService自然光强度感应传感器服务
- VibratorService震动传感器服务
- ClipboardService剪切板服务
- NetworkManagerService网络管理服务
- InputMethodManagerService输入法管理服务
- BluetoothService蓝牙服务
- ...
3.3 Dalvik与Android Runtime（ART）
Dalvik是一种类Java虚拟机的实现，其执行的是class优化后的dex字节码文件。Dalvik通过一个JIT（Just-In-Time）编译器去解释字节码，但执行效率并不理想。
自动Android 4.4后安卓就内置了ART实现，从5.0开始更是直接抛弃了Dalvik全面使用ART。ART通过AOT机制（Ahead-Of-Time）在应程序安装时将字节码编译成机器语言，因此执行速度更快。并且ART也完全兼容Dalvik。
四：应用程序启动分析
在计算机的世界里每个程序都有一个main()方法，程序代码都是从main()方法开始执行，Android应用程序也不例外。
当应用程序启动时系统首先会为其创建一个Dalvik虚拟机进程，并加载APK应用程序类及资源。然后，APK应用程序从ActivityThred的main()方法处开始执行。
首先main()方法为UI线程创建一个消息队列（MessageQueue）。然后创建ActivityThread对象，ActivityThread初始化时会创建一个Handler和一个Binder。Binder负责接收远程AmS的IPC调用，接收到调用后通过Handler将消息发送到消息队列，UI主线程会异步地从消息队列中取出消息并执行相应操作，比如start,stop,pause等。
接着UI主线程调用Looper.loop()方法进入消息循环体，进入后就会不断从消息队列中读取并处理消息。
ActivityThread是APK程序的UI线程，也就是我们所说的主线程。主线程要求执行时间不能超过5秒，超过就会报ANR，这个5秒就是UI线程消息队列循环一次的最大时间阈值。
当ActivityThread接收到AmS发送的start某个Activity消息后，就会创建指定Activity对象。Activity又会创建PhoneWindow类，PhoneWindow创建DecorView，DecorView内部包含Activity.setContentView(R.layout.xxx)指定的布局。
创建完成后，Activity需要将布局显示在屏幕上，于是调用WindowManager.addView()方法。WindowManager为Activity对应的窗口（Window）创建一个ViewRoot对象（每一个窗口对应一个ViewRoot对象），然后调用WmS提供的远程接口将窗口（布局）显示到屏幕上。至此应用程序中的Activity就显示在屏幕上了。
4.1 APK中的线程
在现在操作系统中，任何应用程序都运行在线程之中。客户端在启动时系统会首先为其分配一个线程，然后该线程从程序的入口处开始执行。对于包含Activity的客户端程序，至少包含三个线程：
- 主线程，又称UI线程，也就是应用程序本身所在的线程，主要用于处理用户消息以及绘制程序界面。
- ViewRoot.W对象对应的线程，Activity启动后会创建一个ViewRoot.W对象，W对象继承自Binder，因此会启动一个对象负责接收Linux Binder驱动的IPC调用。
- ApplicationThread对象所对应的线程，该对象也继承自Binder，因此也会启动一个线程用于IPC调用。
4.2 自定义Thread与UI线程的区别
客户端小伙伴至少包含三个线程小弟，Activity启动后会创建一个ViewRoot.W对象，同时ActivityThread会创建一个ApplicationThread对象，这两个对象继承消息总管Binder，每个Binder对应一个线程，负责接收Linux Binder驱动发送的IPC调用。还有一个是UI线程呗。
对于UI线程，在启动时已经创建了消息队列（MessageQueue），既在ActivityThread的main()方法中已经使用Looper.prepareMainLooper()方法为UI线程添加了Looper对象。程序员可以直接在Activity中定义Handler对象发送处理消息。
而对于普通线程，需要手动调用Looper.prepareLooper()方法为Thread创建消息队列，这样才能定义Handler处理消息。即不能直接在Thread中定义Handler。
从使用场景上说，就是不能直接给Thread对象发消息，但是却可以给UI线程发消息。
UI线程是从ActivityThread运行的，在该类的main()方法中已经使用了Looper.prepareMainLooper()为该线程添加了Looper对象，已经为该线程创建了消息队列，是自带秘书光环的。因此，我们才可以在Activity中去定义Handler对象，因为创建Handler对象时其线程必须已经创建了消息队列，装卸工得配运输带要不然没法干活。而普通的Thread则没有默认创建消息队列，所以不能直接在Thread中直接定义Handler，这个就是我们不懂程序运行原理导致的困惑。
具体Handler的使用及解释请移步Android异步通信机制详解
五：一些重要的类
下面是一些系统中常见的类及其功能介绍，通读一遍会对理解Android源码很有帮助。
两个重要的系统服务
- WindowManagerService，管理所有的窗口，包括创建删除窗口，隐藏显示窗口，决定窗口的层级顺序，指定当前正在与应用程序交互的窗口。
- ActivityManagerService，内存管理，进程管理，统一调度所有应用程序中的Activity。所有Activity的启动必须通知AmS，AmS也决定了某个进程会不会被杀死。
两个消息处理类
- KeyQ类：该类是WmS的内部类，继承自KeyInputQueue，一旦创建就立即启动一个线程，该线程会不断读取用户UI操作消息，比如按键、触摸屏、等，并把这些消息放到一个消息队列QueueEvent类中。
- InputDispatcherThread类：该类一旦创建也会启动一个线程，该线程会不断地从QueueEvent中读取用户消息，并进行一定的过滤，过滤后发送给当前活动的而应用程序中。
其他常用类
- ActivityThread类，应用程序主线程类，所有的APK都有且仅有一个ActivityThread类，程序的入口为该类中的static main()方法，ActivityThread所在的线程即为UI线程或主线程。
- ViewRoot类，WmS管理客户端窗口时，需要通知客户端进行某种操作，这些都是通过IPC调用来完成的，而客户端在接收到IPC后，都需要将该调用转换成本地异步调用。ViewRoot继承自Handler，其作用就是将远程接口调用转换成本地异步调用。
- W类，ViewRoot内部类，继承自Binder，Wms通知客户端时就是该类进行IPC调用。该类内部会向其所在的ViewRoot发送一个Handler消息，以便进行异步处理。
- Window类，是一个抽象类，提供了一套操作窗口的通用方法（Callback接口）。Activity就是通过实现这个Callback接口来获得对消息的处理机会。因为消息首先会由WmS传递给窗口中的View树，View树不处理消息的话才会传递给Window，这时候就会回调Activity实现的Callback方法使Activity有机会处理事件。
- PhoneWindow类，是Window的具体实现类，其内部保存有DecorView对象。
- DecorView类，应用程序视图的根布局View，该类继承自FrameLayout。客户端使用WindowManager添加窗口就是将该类（及其子View）添加到WmS中，并将其所代表的视图绘制到屏幕上。
- Activity类，该类APK程序最小运行单元。ActivityThread根据用户的操作选择加载哪个Activity。
- WindowManager类，该类是WindowManagerService在客户端的管理类，客户端通过WindowManager申请创建一个窗口，而具体创建窗口的任务是由WMS来完成的。
六:Android framework形象化理解之：三个小伙伴
Android framework包含三个小伙伴：服务端、客户端、linux驱动。
服务端
服务端主要包含两个很重要的类：WindowManagerService（WMS）和ActivityManagerService（AMS）。（两个大佬管理者服务）
客户端
客户端包含以下类：
ActivityThread：是安卓应用程序的主线程类，也就是UI线程或者称为主线程，所有的处理用户消息，以及绘制页面的工作都在该线程中完成。
Activity： ActivityThread会根据用户的操作选择让哪个Activity对象上它的船。
PhoneWindow：富二代，继承于牛气的Window类，自己屋里住着一个DecorView对象，像它老爸喜欢制定规则提供了一些通用窗口操作API。
Window：富一代，长得比较抽象，喜欢制定规则提供了一些通用的窗口操作API。它不喜欢被人管。所以呢，注意：WindowManagerService管理的窗口不是Window类，其实是View和ViewGroup。
DecorView：很能干的家伙，家产来自FrameLayout，比较注重外在喜欢打扮，DecorView是对FrameLayout进行了一些修饰，从名字就可以看出来。
ViewRoot：小管家。继承于Handler，主要作用是把WMS的IPC调用转换为本地的一个异步调用。
W类：ViewRoot小助手，继承于binder，是ViewRoot内部类。主要帮助ViewRoot实现把WMS的IPC调用转换为本地的一个异步调用。
WindowManager：客户端如果想创建一个窗口得先告诉WindowManager一声，然后它再和WindowManagerService交流一下看看能不能创建，客户端不能直接和WMS交互。
Linux驱动
Linux驱动和Framework相关的主要是两个部分：画家SurfaceFlingger和快递员Binder。
每一个窗口都对应一个画Surface，SF主要是把各个Surface显示到同一屏幕上。Binder是提供跨进程的消息传递。
从apk程序的运行过程去看看上面各个组件在啥时候干啥活的
ActivityThread从main()函数中就开始动起来，然后调用prepareMainLooper()为UI线程创建一个消息快递通道即MessageQueue。
接着创建ActivityThread对象，创建过程会创建一个消息装卸工Handler对象和一个快递员Binder对象，其中Binder负责接收远程Ams的IPC调用，接收到调用后让Handler把消息装到消息快递队列，UI线程很忙的都是异步的从消息快递队列中取出消息并执行相应操作，比如 start、stop、pause。
然后UI线程让队列调用Looper.loop()方法进入消息循环体，进入后就会不断地从消息队列中读取并处理消息。
当ActivityThread接收到Ams发送start某个Activity的快递后就会创建指定的Activity对象。Activity会先按窗户再去按玻璃和贴窗花，所以先创建PhoneWindow->DecorView->创建相应的View或ViewGroup。创建完成后就可以让大家欣赏了，调用WindowManager把界面显示到屏幕上，然后创建ViewRoot，然后调用Wms提供的远程接口添加一个窗口并显示到屏幕上。
接下来就是用户的操作，事件线程不断的把消息快递发到事件队列中去，然后事件分发线程秘书逐个取出消息，然后调用Wms中的相应函数处理该消息。
文章的优秀参考资料：