故事：《安卓工厂的“工人”诞生记与退休制度》​

想象 Android 系统是一个庞大的工厂（手机），里面需要运行很多“工人”（App）。但工厂不能随便招人（创建进程），也不能养闲人（浪费内存），所以有一套严格的“工人”管理制度。

​​1. 工厂的启动与“祖师爷”：Zygote (受精卵)​​

• ​​故事：​​ 工厂刚通电启动（开机），第一个员工叫 init（初始化专员）。他的重要任务之一就是孵化出一个特殊的“祖师爷”工人——​​Zygote​​。Zygote 可不是普通工人，他天生就带着整个工厂的基础技能包（核心类库如 android.os.*, android.view.*，基本工具如 Drawable 图片模板、颜色模板等）。他启动的方式也很特别：/system/app_process --start-system-server 这条指令就像给他的启动手册。

• ​​技术核心：​​

  • Zygote 由 init 进程启动。
  • 它预加载了大量 Java 核心类（Preload Classes, 参考 frameworks/base/preloaded-classes）和系统资源（Preload Drawables/Color State List, 参考 res/values/arrays.xml）。
  • 它启动后，会建立一个“招聘信箱”（Unix Domain Socket, 名字就叫 zygote），专门用来接收来自“大管家”（后面会讲到）的招工请求。
  • Zygote 启动完，它的“大脑”（地址空间）里就装满了工厂的基础设施蓝图（预加载的类库资源）。

​​2. “大管家”诞生：System Server (系统服务)​​

• ​​故事：​​ Zygote 祖师爷孵化出来后，做的第一件大事就是按照“启动手册”的指示（--start-system-server），生下了工厂的“​​大管家​​”—— ​​System Server​​ 进程。这个大管家是整个工厂运作的核心，权力很大（拥有很高的权限 CAP_KILL 等，参考 capability.h）。大管家一出生（startSystemServer），就由 Zygote 帮忙配置好了身份（用户组 ID AID_SYSTEM，参考 android_filesystem_config.h）。

• ​​技术核心：​​

  • System Server 是 Zygote fork 出来的第一个子进程。
  • 它继承了 Zygote 预加载的类库。
  • 它启动后，首先初始化底层硬件驱动（Init1() - Native 层服务），然后启动所有重要的 Java 层管理服务（Init2() - ServerThread.run()），比如负责管理工人的“人事部”（ActivityManagerService - AMS）、负责管理工人窗口位置的“调度部”（WindowManagerService - WMS）等等。这些服务共同构成了 Android 框架的核心。
  • 大管家启动后，它的“大脑”里也装满了基础蓝图，并且开始运行工厂的核心管理程序。

​​3. 招聘新“工人”：应用程序进程启动​​

• ​​故事：​​ 当用户想打开一个 App（比如微信），就相当于工厂需要招聘一个新的“微信工人”。这个请求会先提交给大管家（ActivityManagerService）。

  • 大管家（AMS）检查需求后，发出招聘指令：startProcessLocked()。
  • 指令层层下达：Process.start() -> Process.startViaZygote()。
  • 最终，一个“招聘请求”（包含 App 包名、需要的权限等参数）被塞进了祖师爷 Zygote 的“招聘信箱”（Socket）。

• ​​技术核心：​​

  • ActivityManagerService.startProcessLocked() 是起点。

  • Process 类通过 zygote Socket 发送参数（zygoteSendArgsAndGetResult）。

  • Zygote 从 Socket (ZygoteConnection.runOnce()) 收到请求。

  • Zygote 使用 ​​fork() 魔法​​（快照复制自己），瞬间“克隆”出一个新的、几乎空白的“工人胚胎”进程（handleChildProc）。

  • 新工人胚胎立刻开始“培训”（RuntimeInit.zygoteInit()）：

    • 建立自己的通信渠道（nativeZygoteInit() - 启动 Binder 线程池）。
    • 加载 App 自己的技能包（applicationInit() - 调用 ActivityThread.main()），成为真正的“微信工人”开始工作。

  • ​​关键魔法：​​ Zygote 的 fork() 利用了 Linux 的 ​​Copy-on-Write (COW)​​ 机制。新进程（工人）刚诞生时，和 Zygote（祖师爷）共享大部分“基础技能”（预加载的类库和资源）。只有当新工人需要修改某些“技能”时，才会真正复制一份出来。这​​极大提高了“招工”效率，节省了内存​​！

​​4. 工厂内存紧张：“工人”退休制度 (进程回收)​​

• ​​故事：​​ 工厂空间（内存）有限。当订单太多（运行 App 太多），空间快不够用时，就需要让一些不太重要的工人“退休”（杀死进程），腾出空间给更重要的工作。工厂有两套退休方案：

  • ​​方案A：自动清洁机器人 - Low Memory Killer (LMK)​​

    • 大管家（AMS）给每个工人贴了一个​​“重要等级”标签（oom_adj 值）​​，范围是 -16 (最重要) 到 15 (最不重要)。

    • ​​等级规则：​​

      • -16 (SYSTEM_ADJ)：大管家自己（System Server），绝不能退休。
      • -12 (PERSISTENT_PROC_ADJ)：常驻工头（如电话 App），非常重要。
      • 0 (FOREGROUND_APP_ADJ)：正在和用户直接交流的工人（有前台 Activity）。
      • 1 (VISIBLE_APP_ADJ)：用户能看到的工人（有可见 Activity）。
      • 2 (PERCEPTIBLE_APP_ADJ)：用户能感知到的工人（比如在放音乐的服务）。
      • 5 (SERVICE_ADJ)：普通后台服务工人。
      • 6 (HOME_APP_ADJ)：桌面工人。
      • 7 (PREVIOUS_APP_ADJ)：用户上一个使用的工人。
      • 9-15 (HIDDEN_APP_MIN_ADJ - MAX_ADJ)：完全躲在后台的工人，很久没干活的等级就高（越不重要）。

    • ​​特殊规则：​​ 如果一个工人（A）正在为另一个更重要的工人（B，等级低）干活（比如提供数据或服务），那么工人A的等级会被提升（降低 oom_adj），变得和工人B一样重要（或至少不会低于前台App等级）。

    • ​​清洁流程：​​ LMK 机器人监控着工厂的剩余空间（内存）。当空间降到某个阈值（比如只剩很少了），它就根据预先设定的规则表（oom_adj_to_min），查找当前哪个等级（oom_adj >= j）的工人可以被清理。它会优先干掉 ​​等级最高（最不重要）且占空间最大​​ 的工人。

  • ​​方案B：大管家主动裁员 - AMS / WMS​​

    • 大管家（AMS）和调度部（WMS）非常聪明，它们会在工人状态发生​​关键变化时主动检查​​是否该让某些工人退休：

      • 工人停止了一项重要任务（activityStopped）。
      • 工厂规定了最多只能有多少工人（setProcessLimit）。
      • 工人注销了广播接收器（unregisterReceiver / finishReceiver）。

    • 它们也负责清理那些“公司已经倒闭”（App 被卸载）但工人还在的幽灵进程。

• ​​技术核心：​​

  • ​​oom_adj 是核心：​​ 由 AMS 根据进程中运行的组件（Activity/Service 等）状态动态计算。
  • ​​LMK 驱动：​​ 内核模块，基于 oom_adj 和内存阈值进行回收。
  • ​​主动回收：​​ AMS 在特定生命周期回调点调用 updateOomAdjLocked() 更新进程 oom_adj 并可能触发回收 (killProcessesLocked)。

​​总结：Android 工厂的“工人”管理哲学​​

1. ​​高效“造人”：​​ 利用 Zygote ​​预加载​​ + ​​fork() + Copy-on-Write​​，让创建新 App 进程变得极其快速且节省内存。
2. ​​精细化管理：​​ 通过 oom_adj 值​​精确量化​​每个 App 进程的重要性（优先级）。
3. ​​内存危机应对：​​ 结合被动监控（​​Low Memory Killer​​ 驱动）和主动管理（​​AMS/WMS​​），在内存不足时，​​严格按优先级从低到高​​（oom_adj 从大到小）回收进程，优先保障前台用户体验和系统核心服务的运行。
4. ​​依赖关系处理：​​ 如果一个进程服务于更重要的进程，它的重要性会相应提升（oom_adj 降低），避免误杀关键后台服务。

这篇文章就是详细讲解了 Android 系统如何像一个精密的工厂一样，高效地创建（孵化）应用程序进程，并在内存资源紧张时，智能地根据重要性（优先级）回收（退休）进程，从而保证整个系统流畅、稳定运行的核心机制。Zygote、System Server、AMS、WMS 和 Low Memory Killer 就是这套机制的五大关键角色。