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通过fork#xff08;复制进程#xff09;的形式来创建应用程进程和SystemServer进程#xff0c;由于Zygote进程在启动时会创建DVM…概述

虚拟机和ART、应用程序进程以及运行系统的关键服务SystemServer进程都是由Zygote进程来创建的。

通过fork复制进程的形式来创建应用程进程和SystemServer进程由于Zygote进程在启动时会创建DVM或者ART因此通过

fork而创建的应用程序进程和SystemServer进程可以在内部获取DVM或者ART实例副本。

Zygote进程是init进程启动时创建的Zygote进程的名称并不是叫zygote而是叫app_process这个名称是在Android.mk中定义的Zygote进程启动后Linux

系统会调用app_process

init进程启动后会解析init.rc文件然后创建和加载service字段指定的进程。

在init.rc

文件中采用了Import类型语句来引人Zygote启动脚本这些启动脚本都是由Android初始化语言来编写的

import/init.${ro.zygote}.rcinit.rc不会直接引入一个固定的文件而是根据属性ro.zygote的内容来引入不同的文件。

Zygote有32位和64位的区别所以在这里用ro.zygote属性来控制使用不同的Zygote启动脚本从而也就启动了不同版本的Zygote进程ro.zygote属性的取值有以下4种:

init.zygote32.rcinit.zygote32_64.rcinit.zygote64.rcinit.zygote64_32.rc

这些Zygote启动脚本都放在system/core/rootdir目录中。

现在的主流厂家基本使用zygote64_32因此我们的rc文件为

Zygote

init进程启动Zygote时主要是调用app_main.cpp的main函数中的AppRuntime的start

/frameworks/base/cmds/app_process/app_main.cppint

main(int

为当前进程别名区别abi型号niceName.setTo(arg

12);}

设置昵称zygote\zygote64之前的名称是app_processruntime.setArgv0(niceName.string(),

true

如果运行在Zygote进程中则加载ZygoteInitruntime.start(com.android.internal.os.ZygoteInit,

args,

{//如果是application启动模式则加载RuntimeInitruntime.start(com.android.internal.os.RuntimeInit,

args,

{//没有指定类名或zygote参数错误fprintf(stderr,

Error:

supplied.\n);app_usage();LOG_ALWAYS_FATAL(app_process:

class

}Zygote进程都是通过fork自身来创建子进程的这样Zygote进程以及它的子进程都可以进入app_

main.cpp的main函数因此main函数中为了区分当前运行在哪个进程中会在注释1处判断参数arg中是否包含了–zygote如果包含了则说明main函数是运行在Zygote

进程中的并在注释2处将zygote置为ture。

在注释3处判断参数arg

start-system

server”如果包含了则说明main函数是运行在SystemServer进程中的并在注释4

处将startSystemServer设置为true。

在注释5处如果zygote为true就说明当前运行在

Zygote

进程中就会调用注释6处的AppRuntime的start函数来加载虚拟机并进入JAVA世界。

frameworks/base/core/jni/AndroidRuntime.cppvoid

char*

jni_invocation;jni_invocation.Init(NULL);JNIEnv*

env;//

env-FindClass(java/lang/String);assert(stringClass

NULL);strArray

env-NewObjectArray(options.size()

stringClass,

NULL);//从app_main的main函数得知className为com.android.internal.os.ZygoteinitclassNameStr

env-NewStringUTF(className);assert(classNameStr

NULL);env-SetObjectArrayElement(strArray,

classNameStr);for

env-NewStringUTF(options.itemAt(i).string());assert(optionsStr

NULL);env-SetObjectArrayElement(strArray,

optionsStr);}//

env-FindClass(slashClassName);if

(startClass

env-GetStaticMethodID(startClass,

main,([Ljava/lang/String;)V);//6if

(startMeth

方法env-CallStaticVoidMethod(startClass,

startMeth,

(env-ExceptionCheck())threadExitUncaughtException(env);

#endif}}//释放相应对象的内存空间free(slashClassName);...

}从以上代码可以看出通过JNI调用Zygotelnit的main方法。

因为Zygotelnit的main方法是由Java语言编写的当前的运行逻辑在Native中这就需要通过JNI调用Java。

这样Zygote就从Native进入了Java框架层。

start()函数主要做了三件事情1.调用startVm函数开启虚拟机。

2.调用startReg注册JNI方法。

3.使用JNI把Zygote进程启动起来。

通过JNI调用ZygoteInit的main函数后Zygote便进入了Java框架层此前没有任何代码进入过Java框架层换句换说Zygote开创了Java框架层。

frameworks/base/core/java/com/android/internal/os/ZygoteInit.javapublic

static

调用native函数确保当前没有其它线程在运行ZygoteHooks.startZygoteNoThreadCreation();

try

设置pid为0Zygote进入自己的进程Os.setpgid(0,

0);}

(start-system-server.equals(argv[i]))

{//启动zygote时才会传入参数start-system-serverstartSystemServer

true;}

(--enable-lazy-preload.equals(argv[i]))

{enableLazyPreload

(argv[i].startsWith(ABI_LIST_ARG))

{abiList

argv[i].substring(ABI_LIST_ARG.length());}

else

(argv[i].startsWith(SOCKET_NAME_ARG))

{zygoteSocketName

argv[i].substring(SOCKET_NAME_ARG.length());}

else

name来决定是创建socket还是zygote_secondaryfinal

boolean

zygoteSocketName.equals(Zygote.PRIMARY_SOCKET_NAME);...//

在第一次zygote启动时enableLazyPreload为false执行preloadif

(!enableLazyPreload)

{bootTimingsTraceLog.traceBegin(ZygotePreload);EventLog.writeEvent(LOG_BOOT_PROGRESS_PRELOAD_START,SystemClock.uptimeMillis());//

3.预加载类和资源(详解下文1)

preload(bootTimingsTraceLog);EventLog.writeEvent(LOG_BOOT_PROGRESS_PRELOAD_END,SystemClock.uptimeMillis());bootTimingsTraceLog.traceEnd();

ZygotePreload}...//

4.调用ZygoteServer构造函数创建socket.(详解下文2)

zygoteServer

ZygoteServer(isPrimaryZygote);if

(startSystemServer)

zygoteServer.runSelectLoop(abiList);}catch

(Throwable

{zygoteServer.closeServerSocket();}}//

(caller

}Zygotelnit的main方法主要做了4件事1.创建一个Server端的Socket。

2.预加载类和资源。

3.

详解1preload()

在Zygote进程启动的时候就加载这样系统只在zygote执行一次加载操作所有APP用到该资源不需要再重新加载减少资源加载时间加快了应用启动速度一般情况下系统中App共享的资源会被列为预加载资源。

Zygote

fork子进程时根据fork的copy-on-write机制可知有些类如果不做改变甚至都不用复制子进程可以和父进程共享这部分数据从而省去不少内存的占用。

Zygote进程启动后将资源读取出来保存到Resources一个全局静态变量中下次读取系统资源的时候优先从静态变量中查找。

static

预加载类的列表preloadClasses();cacheNonBootClasspathClassLoaders();//

加载图片、颜色等资源文件部分定义在

/frameworks/base/core/res/res/values/arrays.xml中preloadResources();nativePreloadAppProcessHALs();maybePreloadGraphicsDriver();//

android、compiler_rt、jnigraphics等librarypreloadSharedLibraries();//

用于初始化文字资源preloadTextResources();//

用于初始化webviewWebViewFactory.prepareWebViewInZygote();//

预加载完成endPreload();warmUpJcaProviders();sPreloadComplete

true;

frameworks/base/core/java/com/android/internal/os/ZygoteServer.javaprivate

LocalServerSocket

mUsapPoolSocket;ZygoteServer(boolean

isPrimaryZygote)

Zygote.createManagedSocketFromInitSocket(Zygote.PRIMARY_SOCKET_NAME);//

创建socket并获取socket对象socketnameusap_pool_primarymUsapPoolSocket

Zygote.createManagedSocketFromInitSocket(Zygote.USAP_POOL_PRIMARY_SOCKET_NAME);}

else

创建socket并获取socket对象socketnamezygote_secondarymZygoteSocket

Zygote.createManagedSocketFromInitSocket(Zygote.SECONDARY_SOCKET_NAME);//

创建socket并获取socket对象socketnameusap_pool_secondarymUsapPoolSocket

Zygote.createManagedSocketFromInitSocket(Zygote.USAP_POOL_SECONDARY_SOCKET_NAME);}mUsapPoolSupported

true;fetchUsapPoolPolicyProps();

}frameworks/base/core/java/com/android/internal/os/Zygote.java

static

createManagedSocketFromInitSocket(String

socketName)

在进程被创建时就会创建对应的文件描述符并加入到环境变量中,并取出对应的环境变量String

env

System.getenv(fullSocketName);fileDesc

catch

socket的文件描述符fd.setInt$(fileDesc);return

new

构造函数初始化时根据传入的参数利用LocalServerSocket创建了4个本地服务端的socket用来建立连接分别是zygote、usap_pool_primary、zygote_secondary、usap_pool_secondary。

详解3forkSystemServer

frameworks/base/core/java/com/android/internal/os/ZygoteInit.javaprivate

static

{...//来创建args数组这个数组用来保存启动SystemServer

args[]

{--setuid1000,--setgid1000,--setgroups1001,1002,1003,1004,1005,1006,1007,1008,1009,1010,1018,1021,1023,

1024,1032,1065,3001,3002,3003,3006,3007,3009,3010,3011,--capabilities

capabilities

capabilities,--nice-namesystem_server,--runtime-args,--target-sdk-version

VMRuntime.SDK_VERSION_CUR_DEVELOPMENT,com.android.server.SystemServer,};ZygoteArguments

parsedArgs

{//将args数组封装成Arguments对象并供下面的SystemServer

函数调用parsedArgs

ZygoteArguments(args);Zygote.applyDebuggerSystemProperty(parsedArgs);Zygote.applyInvokeWithSystemProperty(parsedArgs);if

(Zygote.nativeSupportsTaggedPointers())

{/*

Zygote.MEMORY_TAG_LEVEL_TBI;}/*

Enable

Zygote.GWP_ASAN_LEVEL_LOTTERY;if

Zygote.PROFILE_SYSTEM_SERVER;}//

SystemServer

Zygote.forkSystemServer(parsedArgs.mUid,

parsedArgs.mGid,parsedArgs.mGids,parsedArgs.mRuntimeFlags,null,parsedArgs.mPermittedCapabilities,parsedArgs.mEffectiveCapabilities);}

catch

/需要等待第二个Zygote创建完成waitForSecondaryZygote(socketName);}//

关闭连接zygoteServer.closeServerSocket();//

SystemServer进程return

handleSystemServerProcess(parsedArgs);}return

null;

}调用Zygote的forkSystemServer方法其内部会调用nativeForkSystemServer这个Native方法nativeForkSystemServer方法最终会通过fork函数在当前进程创建一个子进程也就是SystemServer进程如果forkSystemServer方法返回的pid的值为0就表示当前的代码运行在新创建的子进程中。

详解4runSelectLoop

frameworks/base/core/java/com/android/internal/os/ZygoteServer.javaRunnable

runSelectLoop(String

ArrayList();ArrayListZygoteConnection

peers

该Socket的fd字段的值并添加到socketFDs列表socketFDs.add(mZygoteSocket.getFileDescriptor());//

(true)

Os.poll(pollFDs,pollTimeoutMs);}

catch

倒序处理即优先处理已建立链接的信息后处理新建链接的请求while

(--pollIndex

收到新的建立通信的请求建立通信连接ZygoteConnection

newPeer

acceptCommandPeer(abiList);peers.add(newPeer);//加入到peers和fds,

即下一次也开始监听

socketFDs.add(newPeer.getFileDescriptor());}

else

{//有socket连接创建ZygoteConnection对象,并添加到fdsZygoteConnection

connection

connection.processOneCommand(this);}

}...}}Zygote进程启动总结

创建AppRuntime并调用其start方法启动Zygote进程。

创建Java虚拟机并为Java虚拟机注册JNI方法。

通过JNI调用Zygotelnit的main函数进入Zygote的Java框架层。

通过ZygoteServer创建服务端Socket预加载类和资源并通过runSelectLoop方法等待AMS的请求来创建新的应用程序进程。

启动SystemServer进程。