Android zygote启动流程详解

目录

• 对zygote的理解

• 作用

• 启动流程

• 启动入口

• 脚本讲解

• 启动过程

• App_main::main

• AndroidRuntime::start

对zygote的理解

在Android系统中，zygote是一个native进程，是所有应用进程的父进程。而zygote则是Linux系统用户空间的第一个进程——init进程，通过fork的方式创建并启动的。

作用

zygote进程在启动时，会创建一个Dalvik虚拟机实例，每次孵化新的应用进程时，都会将这个Dalvik虚拟机实例复制到新的应用程序进程里面，从而使得每个应用程序进程都有一个独立的Dalvik虚拟机实例。

zygote进程的主要作用有两个：

启动SystemServer。
孵化应用进程。

启动流程

启动入口

Zygote进程在init进程中，通过解析init.zygote.rc配置文件，以service(服务)的方式启动并创建的。

以init.zygote32.rc为例来看下：

脚本讲解

//  system\core\rootdir\init.zygote32.rc
service zygote /system/bin/app_process -Xzygote /system/bin --zygote --start-system-server
 class main
 priority -20
 user root
 group root readproc reserved_disk
 socket zygote stream 660 root system
 socket usap_pool_primary stream 660 root system
 onrestart write /sys/power/state on
 onrestart restart audioserver
 onrestart restart cameraserver
 onrestart restart media
 onrestart restart netd
 onrestart restart wificond
 writepid /dev/cpuset/foreground/tasks

这段脚本要求 init 进程创建一个名为 zygote 的进程，该进程要执行的程序是“/system/bin/app_process”。并且为 zygote 进程创建一个 socket 资源 (用于进程间通信，ActivityManagerService 就是通过该 socket 请求 zygote 进程 fork 一个应用程序进程)。

后面的**--zygote**是参数，表示启动的是zygote进程。在app_process的main函数中会依据该参数决定执行ZygoteInit还是Java类。

启动过程

zygote要执行的程序便是system/bin/app_process，它的源代码在frameworks/base/cmds/app_process/app_main.cpp

App_main::main

int main(int argc, char* const argv[])
{
 ...
 while (i < argc) {
   const char* arg = argv[i++];
   if (strcmp(arg, "--zygote") == 0) {//是否有--zygote参数。这个是启动zygote进程的时候的参数
     zygote = true;
//进程名称，设置为zygote
     niceName = ZYGOTE_NICE_NAME;
   } else if (strcmp(arg, "--start-system-server") == 0) {//是否有--start-system-server
     startSystemServer = true;
....
 if (zygote) {
//最最重要方法。。。如果是zygote进程，则启动ZygoteInit。
   runtime.start("com.android.internal.os.ZygoteInit", args, zygote);
 } else if (className) {
   runtime.start("com.android.internal.os.RuntimeInit", args, zygote);
 } else {
   fprintf(stderr, "Error: no class name or --zygote supplied.\n");
   app_usage();
   LOG_ALWAYS_FATAL("app_process: no class name or --zygote supplied.");
 }
}

AndroidRuntime::start

void AndroidRuntime::start(const char* className, const Vector<String8>& options, bool zygote)
{
 ...
 JNIEnv* env;
//重点方法   创建VM虚拟机，参数是指针，可以用于获取返回的值，可以使用env来和Java层来做交互
 if (startVm(&mJavaVM, &env, zygote) != 0) {
   return;
 }
 onVmCreated(env);
 //重点方法   给虚拟机注册一些JNI函数，（系统so库、用户自定义so库 、加载函数等。）
 if (startReg(env) < 0) {
   ALOGE("Unable to register all android natives\n");
   return;
 }

//找到类的main方法，并调用。如果是zygote的话，这里就会启动ZygoteInit类的main方法
   jmethodID startMeth = env->GetStaticMethodID(startClass, "main",
     "([Ljava/lang/String;)V");
   if (startMeth == NULL) {
     ALOGE("JavaVM unable to find main() in '％s'\n", className);
     /* keep going */
   } else {
   //调用main方法。这里通过JNI调用Java方法之后，Zygote(Native层)就进入了Java的世界，从而开启了Android中Java的世界。
     env->CallStaticVoidMethod(startClass, startMeth, strArray);
}

App_main.main
AndroidRuntime.start
 startVm//创建虚拟机
 startReg//注册JNI函数
 ZygoteInit.main//这里就进入到了Java层了
   registerZygoteSocket//建立IPC的通讯机制
   preload//预加载类和资源
   startSystemServer//启动system_server
   runSelectLoop//等待进程创建的请求

对应的源码地址： /frameworks/base/cmds/app_process/App_main.cpp （内含AppRuntime类） /frameworks/base/core/jni/AndroidRuntime.cpp /frameworks/base/core/java/com/android/internal/os/ZygoteInit.java /frameworks/base/core/java/com/android/internal/os/Zygote.java /frameworks/base/core/java/android/net/LocalServerSocket.java

Zygote进程的启动过程中，除了会创建一个Dalvik虚拟机实例之外，还会将Java运行时库加载到进程中，以及注册一些Android核心类的JNI方法到创建的Dalvik虚拟机实例中。

zygote进程初始化时启动虚拟，并加载一些系统资源。这样zygote fork出子进程之后，子进程也会继承能正常工作的虚拟机和各种系统资源，剩下的只需要装载APK文件的字节码就可以运行程序，。

Java应用程序不能以本地进程的形态运行，必须在一个独立的虚拟机中运行。如果每次都重新启动虚拟机，肯定就会拖慢应用程序的启动速度。

注意：APK应用程序进程被zygote进程孵化出来以后，不仅会获得Dalvik虚拟机实例拷贝，还会与Zygote一起共享Java运行时库。

来源：https://juejin.cn/post/6944949447503642632