Android系统进程Zygote启动过程的源代码分析（1）-低调大师

Android系统进程Zygote启动过程的源代码分析（1）

2017-11-06 654

在Android系统中，所有的应用程序进程以及系统服务进程SystemServer都是由Zygote进程孕育（fork）出来的，这也许就是为什么要把它称为Zygote（受精卵）的原因吧。由于Zygote进程在Android系统中有着如此重要的地位，本文将详细分析它的启动过程。

在前面一篇文章Android应用程序进程启动过程的源代码分析中，我们看到了，当ActivityManagerService启动一个应用程序的时候，就会通过Socket与Zygote进程进行通信，请求它fork一个子进程出来作为这个即将要启动的应用程序的进程；在前面两篇文章Android应用程序安装过程源代码分析和Android系统默认Home应用程序（Launcher）的启动过程源代码分析中，我们又看到了，系统中的两个重要服务PackageManagerService和ActivityManagerService，都是由SystemServer进程来负责启动的，而SystemServer进程本身是Zygote进程在启动的过程中fork出来的。

我们知道，Android系统是基于Linux内核的，而在Linux系统中，所有的进程都是init进程的子孙进程，也就是说，所有的进程都是直接或者间接地由init进程fork出来的。Zygote进程也不例外，它是在系统启动的过程，由init进程创建的。在系统启动脚本system/core/rootdir/init.rc文件中，我们可以看到启动Zygote进程的脚本命令：

[plain]view plaincopy
service zygote /system/bin/app_process -Xzygote /system/bin --zygote --start-system-server  
    socket zygote stream 666  
    onrestart write /sys/android_power/request_state wake  
    onrestart write /sys/power/state on  
    onrestart restart media  
    onrestart restart netd  

前面的关键字service告诉init进程创建一个名为"zygote"的进程，这个zygote进程要执行的程序是/system/bin/app_process，后面是要传给app_process的参数。

接下来的socket关键字表示这个zygote进程需要一个名称为"zygote"的socket资源，这样，系统启动后，我们就可以在/dev/socket目录下看到有一个名为zygote的文件。这里定义的socket的类型为unix domain socket，它是用来作本地进程间通信用的，具体可以参考前面一篇文章Android学习启动篇提到的一书《Linux内核源代码情景分析》的第七章--基于socket的进程间通信。前面我们说到的ActivityManagerService就是通这个socket来和zygote进程通信请求fork一个应用程序进程的了。

最后的一系列onrestart关键字表示这个zygote进程重启时需要执行的命令。

关于init.rc文件的更多信息，请参考system/core/init/readme.txt文件。

了解了这个信息之后，我们就知道Zygote进程要执行的程序便是system/bin/app_process了，它的源代码位于frameworks/base/cmds/app_process/app_main.cpp文件中，入口函数是main。在继续分析Zygote进程启动的过程之前，我们先来看看它的启动序列图：

下面我们就详细分析每一个步骤。

Step 1. app_process.main

这个函数定义在frameworks/base/cmds/app_process/app_main.cpp文件中：

[cpp]view plaincopy
int main(int argc, const char* const argv[])  
{  
    // These are global variables in ProcessState.cpp  
    mArgC = argc;  
    mArgV = argv;  
  
    mArgLen = 0;  
    for (int i=0; i<argc; i++) {  
        mArgLen += strlen(argv[i]) + 1;  
    }  
    mArgLen--;  
  
    AppRuntime runtime;  
    const char *arg;  
    argv0 = argv[0];  
  
    // Process command line arguments  
    // ignore argv[0]  
    argc--;  
    argv++;  
  
    // Everything up to '--' or first non '-' arg goes to the vm  
  
    int i = runtime.addVmArguments(argc, argv);  
  
    // Next arg is parent directory  
    if (i < argc) {  
        runtime.mParentDir = argv[i++];  
    }  
  
    // Next arg is startup classname or "--zygote"  
    if (i < argc) {  
        arg = argv[i++];  
        if (0 == strcmp("--zygote", arg)) {  
            bool startSystemServer = (i < argc) ?  
                strcmp(argv[i], "--start-system-server") == 0 : false;  
            setArgv0(argv0, "zygote");  
            set_process_name("zygote");  
            runtime.start("com.android.internal.os.ZygoteInit",  
                startSystemServer);  
        } else {  
            set_process_name(argv0);  
  
            runtime.mClassName = arg;  
  
            // Remainder of args get passed to startup class main()  
            runtime.mArgC = argc-i;  
            runtime.mArgV = argv+i;  
  
            LOGV("App process is starting with pid=%d, class=%s.\n",  
                getpid(), runtime.getClassName());  
            runtime.start();  
        }  
    } else {  
        LOG_ALWAYS_FATAL("app_process: no class name or --zygote supplied.");  
        fprintf(stderr, "Error: no class name or --zygote supplied.\n");  
        app_usage();  
        return 10;  
    }  
  
}  

这个函数的主要作用就是创建一个AppRuntime变量，然后调用它的start成员函数。AppRuntime这个类我们在Android应用程序进程启动过程的源代码分析一文中已经有过介绍了，它同样是在frameworks/base/cmds/app_process/app_main.cpp文件中定义：[cpp] view plain copy

class AppRuntime : public AndroidRuntime  
{  
    ......  
};  

它约继承于AndroidRuntime类， AndroidRuntime类定义在frameworks/base/core/jni/AndroidRuntime.cpp文件中：

[cpp]view plaincopy
......  
  
static AndroidRuntime* gCurRuntime = NULL;  
  
......  
  
AndroidRuntime::AndroidRuntime()  
{  
    ......  
  
    assert(gCurRuntime == NULL);        // one per process  
    gCurRuntime = this;  
}  

当AppRuntime对象创建时，会调用其父类AndroidRuntime的构造函数，而在AndroidRuntime类的构造函数里面，会将this指针保存在静态全局变量gCurRuntime中，这样，当其它地方需要使用这个AppRuntime对象时，就可以通过同一个文件中的这个函数来获取这个对象的指针：

[cpp]view plaincopy
AndroidRuntime* AndroidRuntime::getRuntime()  
{  
    return gCurRuntime;  
}  

回到上面的main函数中，由于我们在init.rc文件中，设置了app_process启动参数--zygote和--start-system-server，因此，在main函数里面，最终会执行下面语句：

[cpp]view plaincopy
runtime.start("com.android.internal.os.ZygoteInit",  
rtSystemServer);  

这里的参数startSystemServer为true，表示要启动SystemServer组件。由于AppRuntime没有实现自己的start函数，它继承了父类AndroidRuntime的start函数，因此，下面会执行AndroidRuntime类的start函数。

本文转自 Luoshengyang 51CTO博客，原文链接：http://blog.51cto.com/shyluo/966541，如需转载请自行联系原作者

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