Zygote进程的启动流程

本文主要是介绍Zygote进程的启动流程，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

Zygote进程被称为"进程孵化器"，我们所有的应用进程，以及SystemServer进程都是由它创建的，Zygote进程是由init进程创建而来。
在系统启动脚本system/core/rootdir/init.rc文件中，可以看到启动Zygote进程的脚本命令：

import /init.${ro.zygote}.rc

根据位数不同启动脚本有init.zygote32.rc、init.zygote32_64.rc、init.zygote64.rc、init.zygote64_32.rc。具体启动哪个脚本是由ro.zygote属性来决定的。

这里简单看下init.zygote64.rc，其他也是类似的。

service zygote /system/bin/app_process64 -Xzygote /system/bin --zygote --start-system-server//下面是一些optionclass mainpriority -20user rootgroup root readprocsocket zygote stream 660 root systemonrestart write /sys/android_power/request_state wakeonrestart write /sys/power/state ononrestart restart audioserveronrestart restart cameraserveronrestart restart mediaonrestart restart netdonrestart restart wificondwritepid /dev/cpuset/foreground/tasks

service 是关键字，表示创建进程名称为zygote的进程，执行程序为/system/bin/app_process64，-Xzygote /system/bin --zygote --start-system-server是参数。

zygote进程创建后会执行它的入口main函数，也就是为app_main.main()。

//app_main.cpp
int main(int argc, char* const argv[]){AppRuntime runtime(argv[0], computeArgBlockSize(argc, argv));// ignore argv[0]//忽略第0个参数，也就是执行程序的路径argc--;argv++;//解析传入的参数while (i < argc) {const char* arg = argv[i++];//如果有 "--zygote"参数，就将zygote设为trueif (strcmp(arg, "--zygote") == 0) {zygote = true;niceName = ZYGOTE_NICE_NAME;} else if (strcmp(arg, "--start-system-server") == 0) {//如果有 "--start-system-server" 参数，就将startSystemServer设为truestartSystemServer = true;} else if (strcmp(arg, "--application") == 0) {application = true;} else if (strncmp(arg, "--nice-name=", 12) == 0) {niceName.setTo(arg + 12);} else if (strncmp(arg, "--", 2) != 0) {className.setTo(arg);break;} else {--i;break;}}Vector<String8> args;if (!className.isEmpty()) {// We're not in zygote mode, the only argument we need to pass// to RuntimeInit is the application argument....} else {// We're in zygote mode.if (startSystemServer) {args.add(String8("start-system-server"));}char prop[PROP_VALUE_MAX];if (property_get(ABI_LIST_PROPERTY, prop, NULL) == 0) {return 11;}String8 abiFlag("--abi-list=");abiFlag.append(prop);args.add(abiFlag);// In zygote mode, pass all remaining arguments to the zygote// main() method.for (; i < argc; ++i) {args.add(String8(argv[i]));}}if (zygote) {//当前是zygote启动模式runtime.start("com.android.internal.os.ZygoteInit", args, zygote);} else if (className) {runtime.start("com.android.internal.os.RuntimeInit", args, zygote);}
}

可以看到，在启动脚本中是有配置"–zygote"和"–start-system-server"，所以zygote、startSystemServer会被设置为true。接着会进入runtime.start方法，runtime的类型是AppRuntime，AppRuntime继承自AndroidRuntime，因此会进入 AndroidRuntime::start方法。

//AndroidRuntime.cpp
//className是ZygoteInit的全类名
//options 参数
void AndroidRuntime::start(const char* className, const Vector<String8>& options, bool zygote)
{static const String8 startSystemServer("start-system-server");//创建java虚拟机JNIEnv* env;if (startVm(&mJavaVM, &env, zygote) != 0) {return;}onVmCreated(env);/** 注册一些android的jni方法*/if (startReg(env) < 0) {return;}jclass stringClass;jobjectArray strArray;jstring classNameStr;stringClass = env->FindClass("java/lang/String");assert(stringClass != NULL);strArray = env->NewObjectArray(options.size() + 1, stringClass, NULL);assert(strArray != NULL);classNameStr = env->NewStringUTF(className);assert(classNameStr != NULL);env->SetObjectArrayElement(strArray, 0, classNameStr);for (size_t i = 0; i < options.size(); ++i) {jstring optionsStr = env->NewStringUTF(options.itemAt(i).string());assert(optionsStr != NULL);env->SetObjectArrayElement(strArray, i + 1, optionsStr);}//传入"com.android.internal.os.ZygoteInit"，返回"com/android/internal/os/ZygoteInit"char* slashClassName = toSlashClassName(className);jclass startClass = env->FindClass(slashClassName);if (startClass == NULL) {} else {//获取ZygoteInit类的main方法jmethodID startMeth = env->GetStaticMethodID(startClass, "main","([Ljava/lang/String;)V");if (startMeth == NULL) {} else {//通过jni来调用ZygoteInit.java的main方法env->CallStaticVoidMethod(startClass, startMeth, strArray);}}free(slashClassName);
}

AndroidRuntime::start先启动java虚拟机，我们知道java代码是运行在java虚拟机的，在启动java虚拟机前是没有执行过任何java代码的,之后通过JNI调用了ZygoteInit的main方法，进入java世界。

//ZygoteInit.java
public static void main(String argv[]) {ZygoteServer zygoteServer = new ZygoteServer();boolean startSystemServer = false;String socketName = "zygote";boolean enableLazyPreload = false;for (int i = 1; i < argv.length; i++) {if ("start-system-server".equals(argv[i])) {startSystemServer = true;} else if ("--enable-lazy-preload".equals(argv[i])) {enableLazyPreload = true;} else if (argv[i].startsWith(ABI_LIST_ARG)) {abiList = argv[i].substring(ABI_LIST_ARG.length());} else if (argv[i].startsWith(SOCKET_NAME_ARG)) {socketName = argv[i].substring(SOCKET_NAME_ARG.length());} else {throw new RuntimeException("Unknown command line argument: " + argv[i]);}}//注册Zygote进程服务端套接字zygoteServer.registerServerSocket(socketName);if (!enableLazyPreload) {//预加载资源preload(bootTimingsTraceLog);}//启动SystemServer进程if (startSystemServer) {startSystemServer(abiList, socketName, zygoteServer);}//等待AMS发送请求zygoteServer.runSelectLoop(abiList);1zygoteServer.closeServerSocket();}}

可以看到ZygoteInit.main()主要做了4件事。

• 注册Zygote进程服务端套接字，用来和AMS跨进程交互。
• 预加载资源
• 启动SystemServer进程，最终会通过fork创建SystemServer进程。
• 前面创建了服务端套接字，接着就是等待AMS发送请求，AMS会通过socket连接到Zygote进程的服务端套接字，来请求创建应用进程，然后Zygote就可以通过fork创建应用进程，根据传入的参数，执行应用进程入口函数了。

1、注册Zygote进程服务端套接字

//ZygoteServer.java
/*** Registers a server socket for zygote command connections*/
void registerServerSocket(String socketName) {if (mServerSocket == null) {int fileDesc;final String fullSocketName = ANDROID_SOCKET_PREFIX + socketName;try {String env = System.getenv(fullSocketName);fileDesc = Integer.parseInt(env);}try {FileDescriptor fd = new FileDescriptor();fd.setInt$(fileDesc);//创建服务端套接字mServerSocket = new LocalServerSocket(fd);} }}

2、预加载资源

//ZygoteInit.java
static void preload(BootTimingsTraceLog bootTimingsTraceLog) {//预加载类preloadClasses();//预加载资源preloadResources();//预加载OpenGLpreloadOpenGL();//预加载一些库文件preloadSharedLibraries();//预加载一些文本资源preloadTextResources();...}

这里简单看看preloadClasses是如何预加载类的。

//ZygoteInit.java
private static void preloadClasses() {InputStream is;try {//预加载哪些类，保存的都是类的路径is = new FileInputStream(PRELOADED_CLASSES);}try {BufferedReader br= new BufferedReader(new InputStreamReader(is), 256);int count = 0;String line;while ((line = br.readLine()) != null) {// Skip comments and blank lines.line = line.trim();if (line.startsWith("#") || line.equals("")) {continue;}...//加载类的class对象Class.forName(line, true, null);}} catch (IOException e) {} finally {IoUtils.closeQuietly(is);...}
}

这样就完成了类的加载。之后通过Zygotet来fork应用进程时，由于fork出来的子进程会拥有父进程的资源(写时复制)，这样我们的应用进程就拥有自己的java虚拟机实例，还有这些预加载的资源。预加载类的好处是，之后创建对象时，由于这些类已经被加载过了，就不需要先执行类加载了。

3、启动SystemServer进程

//ZygoteInit.java
private static boolean startSystemServer(String abiList, String socketName, ZygoteServer zygoteServer)throws Zygote.MethodAndArgsCaller, RuntimeException {//这些参数是SystemServer进程需要的String args[] = {"--setuid=1000","--setgid=1000","--setgroups=1001,1002,1003,1004,1005,1006,1007,1008,1009,1010,1018,1021,1023,1032,3001,3002,3003,3006,3007,3009,3010","--capabilities=" + capabilities + "," + capabilities,"--nice-name=system_server","--runtime-args","com.android.server.SystemServer",};ZygoteConnection.Arguments parsedArgs = null;int pid;try {parsedArgs = new ZygoteConnection.Arguments(args);//在native层最终会调用到fork函数，fork处出一个子进程pid = Zygote.forkSystemServer(parsedArgs.uid, parsedArgs.gid,parsedArgs.gids,parsedArgs.debugFlags,null,parsedArgs.permittedCapabilities,parsedArgs.effectiveCapabilities);} catch (IllegalArgumentException ex) {}/* For child process */if (pid == 0) {//当前代码运行在子进程//子进程不需要从zygot进程继承来的套接字，因此关闭它zygoteServer.closeServerSocket();//执行SystemServer进程相关的代码handleSystemServerProcess(parsedArgs);}return true;}

关于SystemServer进程相关代码的执行会在下一篇博客说明，这里先不涉及。

4、等待AMS发送请求

//ZygoteServer.java
//注释是个好东西
/*** Runs the zygote process's select loop. Accepts new connections as* they happen, and reads commands from connections one spawn-request's* worth at a time.** @throws Zygote.MethodAndArgsCaller in a child process when a main()* should be executed.*/void runSelectLoop(String abiList) throws Zygote.MethodAndArgsCaller {ArrayList<FileDescriptor> fds = new ArrayList<FileDescriptor>();ArrayList<ZygoteConnection> peers = new ArrayList<ZygoteConnection>();//注意这里把服务端的mServerSocket fd添加到第0个位置fds.add(mServerSocket.getFileDescriptor());peers.add(null);//死循环等待AMS请求while (true) {StructPollfd[] pollFds = new StructPollfd[fds.size()];for (int i = 0; i < pollFds.length; ++i) {pollFds[i] = new StructPollfd();pollFds[i].fd = fds.get(i);pollFds[i].events = (short) POLLIN;}try {//当pollFds有事件到来则会往下执行，否则阻塞在这里Os.poll(pollFds, -1);} catch (ErrnoException ex) {}for (int i = pollFds.length - 1; i >= 0; --i) {//采用I/O多路复用机制，当接收到客户端发出连接请求或创建应用进程的请求，才往下执行if ((pollFds[i].revents & POLLIN) == 0) {continue;}if (i == 0) {//即fds[0]，代表的是sServerSocket，表示有客户端发起连接请求ZygoteConnection newPeer = acceptCommandPeer(abiList);//把连接保存起来peers.add(newPeer);fds.add(newPeer.getFileDesciptor());} else {//i>0表示通过连接来处理AMS发送过来的创建应用进程的请求boolean done = peers.get(i).runOnce(this);if (done) {//处理完成就把连接移除peers.remove(i);fds.remove(i);}}}}}

peers.get(i).runOnce(this)就是执行ZygoteConnection的runOnce函数

boolean runOnce(ZygoteServer zygoteServer) throws Zygote.MethodAndArgsCaller {String args[];Arguments parsedArgs = null;FileDescriptor[] descriptors;try {//读取AMS发送过来的启动应用进程的参数args = readArgumentList();} parsedArgs = new Arguments(args);fd = null;//fork子进程pid = Zygote.forkAndSpecialize(parsedArgs.uid...);} try {if (pid == 0) {//当前代码运行在子进程//子进程不需要从zygot进程继承来的套接字，因此关闭它zygoteServer.closeServerSocket();IoUtils.closeQuietly(serverPipeFd);serverPipeFd = null;//处理应用进程的相关代码，最终会执行应用进程的入口函数handleChildProc(parsedArgs, descriptors, childPipeFd, newStderr);return true;} else {// in parent...pid of < 0 means failurereturn handleParentProc(pid, descriptors, serverPipeFd, parsedArgs);}} finally {IoUtils.closeQuietly(childPipeFd);IoUtils.closeQuietly(serverPipeFd);}}

到这里Zygote进程的启动就分析完成了。从Zygote进程等待AMS请求的循环语句可以看出没有break语句，所以应该是一个死循环，Zygote进程的代码最终会停在这个循环，不停处理AMS发来的创建应用进程的请求。

这篇关于Zygote进程的启动流程的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！

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