XJBX-3-Android启动Zygote

IsaacBan
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Zygote简介

Zygote作为Android核心进程三剑客（Init,SystemServer,Zygote）之一，本身是一个Native程序，一堆C代码，与驱动，内核无关。核心功能是初始化Android进程运行的环境，主要是由Init进程在rc文件中以Service的形式启动的。

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
    onrestart write /sys/android_power/request_state wake
    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

不同设备会有不同版本的RC文件,不过核心功能大同小异。通过import /init.${ro.zygote}.rc 来引入。
image.png

Zygote核心功能

一张图概括Zygoute的核心功能 image.png

Zygote源码目录在/frameworks/base/cmds/app_process/app_main.cpp，一个C++文件。根据流程图显示，Zygote的核心功能分布在C++ 层和Java层。下面依次简单介绍。
1、分析启动参数
rc脚本中以service形式启动zygote，参数格式就是 app_process [虚拟机参数] 运行目录 参数 [Java类]

  • 虚拟机参数：以符号 - 开头，启动虚拟机时传递给虚拟机
  • 运行目录：程序运行目录，一般都是/system/bin
  • 参数：以符号 -- 开头，参数 --zygote表示要启动zygote进程。参数 --application 表示要以普通进程执行Java代码。
  • Java类：将要执行Java类，必须要有一个静态方法main。使用参数 --Zygote 时不会执行这个类，而是固定执行ZygoteInit类。
    while (i < argc) {
        const char* arg = argv[i++];
        if (strcmp(arg, "--zygote") == 0) {
            zygote = true;
            niceName = ZYGOTE_NICE_NAME;
        } else if (strcmp(arg, "--start-system-server") == 0) {
            startSystemServer = 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;
        }
    }

2、初始化AndroidRuntime
AndroidRuntime是底层非常重要的一个类，负责启动虚拟机和Java线程，一个进程中只有一个实例对象。像老夫这样的菜鸟经常遇到AndroidRuntime的报错（狗头！！！）Zygote运行Java代码之前，需要初始化整个Java环境，所以在Zygote代码末端，AndroidRuntime的start方法执行了整个过程。

if (zygote) {
        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.");
    }
}

start方法会获取系统目录，基本默认是/system,创建虚拟机，注册JNI函数，初始化好了Java环境，就会调用到核心的Java类ZygoteInit的main方法。根据流程图显示，从此处进入Java环境。
ZygoteInit初始化任务
Zygote来这里只做三件事：公平，公平，还是他妈的公平......
1、preload方法初始化系统资源，包括预加载类，Framework资源和OpenGL资源。这就是面试官的装逼问题，为什么APP进程要从Zyogte进程Fork？，因为这些预加载资源和类，已经初始化好了，根据Fork机制可以继承，大大节省了启动时间。
2、调用startSystemServer方法启动SystemServer进程，这个进程是Android开发们的最爱了。 3、最后创建本地socket，并且进入Loop，随时响应socket消息，如AMS启动APP进程。Linux的一些知识点有助于理解Android系统原理，简单列举Fork,Socket,Select,Epoll等机制。

PS：Init进程和Zygote进程创建进程有些区别，exec其实就是Linux启动程序的方式，所以很多守护进程本质就是Linux中运行一个bin文件。而load的方式其实就是Linux通过fork的方式初始化一个进程，借用JVM去加载一堆Java代码。 image.png

Zygote启动APP进程

前期的初始化工作完毕后，Zygote最后的任务就是化作守护进程，去Fork出APP进程。在Android系统中，有很多原因导致系统去启动一个新的进程，比如启动Activity，AMS最终还是会通过Socket通信，向Zygote请求创建进程。所以前面介绍的ZgoteInit类创建本地socket就是有此作用,开启loop监听socket事件，接受连接请求，并且接受socket消息等一系列逻辑。详情后续专门通过APP进程启动流程讲解。

预加载资源

image.png Zygote的预加载资源，主要包含系统Java类的jar包，资源文件，核心lib库，这些都是与APP进程共享，所以省去了大量重新加载的时间。

源码好无聊，有兴趣自己去看吧，说了那么多，面试的时候你知道该怎么吹了吧......

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