Android系统启动流程（二）解析Zygote进程

前言

上一篇文章我们分析了init进程，init进程中主要做了三件事，其中一件就是创建了Zygote进程，那么Zygote进程是什么，它做了哪些事呢？这篇文章会给你这些问题的答案。

1.Zygote简介

在Android系统中，JavaVM(Java虚拟机)、应用程序进程以及运行系统的关键服务的SystemServer进程都是由Zygote进程来创建的，我们也将它称为孵化器。它通过fock(复制进程)的形式来创建应用程序进程和SystemServer进程，由于Zygote进程在启动时会创建JavaVM，因此通过fock而创建的应用程序进程和SystemServer进程可以在内部获取一个JavaVM的实例拷贝。 关于init启动zygote我们在上一篇文章已经提到了，这里就不赘述了，这篇文章主要分析Android7.0 Zygote的启动流程。

2.AppRuntime分析

我们从上篇文章得知init启动zygote时主要是调用app_main.cpp的main函数中的AppRuntime的start来启动zygote进程的，我们就从app_main.cpp的main函数开始分析，如下所示。 frameworks/base/cmds/app_process/app_main.cpp

注释1处如果startSystemServer为true的话(默认为true)，将"start-system-server"放入启动的参数args。

注释2处调用注释2处这里调用runtime的start函数来启动zygote进程，并将args传入，这样启动zygote进程后，zygote进程会将SystemServer进程启动。我们知道runtime指的就是AppRuntime，AppRuntime声明也在app_main.cpp中，它继承AndroidRuntime，也就是我们调用start其实是调用AndroidRuntime的start函数：

frameworks/base/core/jni/AndroidRuntime.cpp

注释1处调用startVm函数来创建JavaVm，注释2处调用startReg函数用来为JavaVm注册JNI。注释3处的代码用来找到ZygoteInit的main函数，其中startClass从app_main的main函数得知为com.android.internal.os.ZygoteInit。注释4处通过JNI调用ZygoteInit的main函数，因为ZygoteInit的main函数是Java编写的，因此需要通过JNI调用。

3.Zygote的Java框架层

上文我们通过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.java

注释1处通过registerZygoteSocket函数来创建一个Server端的Socket，这个Socket用来等待ActivityManagerService来请求Zygote来创建新的应用程序进程。注释2处用来预加载类和资源。注释3处用来启动SystemServer进程，这样系统的关键服务也会由SystemServer进程启动起来。注释4处调用runSelectLoop函数来等待客户端请求。由此得知，ZygoteInit的main函数主要做了4件事，接下来我们对主要的事件一一进行分析。

registerZygoteSocket

首先我们来查看registerZygoteSocket函数做了什么

注释1处用来创建LocalServerSocket，也就是服务端的Socket。当Zygote进程将SystemServer进程启动后，就会在这个服务端的Socket上来等待ActivityManagerService请求Zygote进程来创建新的应用程序进程。

启动SystemServer进程

接下来查看startSystemServer函数，代码如下所示。

注释1处的代码用来创建args数组，这个数组用来保存启动SystemServer的启动参数，其中可以看出SystemServer进程的用户id和用户组id被设置为1000；并且拥有用户组1001~1010，1018、1021、1032、3001~3010的权限；进程名为system_server；启动的类名为com.android.server.SystemServer。在注释2处将args数组封装成Arguments对象并供注释3的forkSystemServer函数调用。注释3处调用Zygote的forkSystemServer，主要通过fork函数在当前进程创建一个子进程，如果返回的pid 为0，也就是表示在新创建的子进程中执行的，则执行注释4处的handleSystemServerProcess来启动SystemServer进程。

runSelectLoop

启动启动SystemServer进程后，最后进入runSelectLoop函数，如下所示。

注释1处中的sServerSocket就是我们在registerZygoteSocket函数中创建的服务端Socket，调用sServerSocket.getFileDescriptor()用来获得该Socket的fd字段的值并添加到fd列表fds中。接下来无限循环用来等待ActivityManagerService请求Zygote进程创建新的应用程序进程。注释2处通过遍历将fds存储的信息转移到pollFds数组中。最后在注释3处对pollFds进行遍历，如果i==0则说明服务端Socket与客户端连接上，也就是当前Zygote进程与ActivityManagerService建立了连接。则在注释4处通过acceptCommandPeer函数得到ZygoteConnection类并添加到Socket连接列表peers中，接着将该ZygoteConnection的fd添加到fd列表fds中，以便可以接收到ActivityManagerService发送过来的请求。如果i的值大于0，则说明ActivityManagerService向Zygote进程发送了一个创建应用进程的请求，则在注释5处调用ZygoteConnection的runOnce函数来创建一个新的应用程序进程。并在成功创建后将这个连接从Socket连接列表peers和fd列表fds中清除。

4.Zygote进程总结

Zygote启动流程就讲到这，Zygote进程共做了如下几件事： 1.创建AppRuntime并调用其start方法，启动Zygote进程。 2.创建JavaVM并为JavaVM注册JNI. 3.通过JNI调用ZygoteInit的main函数进入Zygote的Java框架层。 4.通过registerZygoteSocket函数创建服务端Socket，并通过runSelectLoop函数等待ActivityManagerService的请求。 5.启动SystemServer进程。

参考资料 《Android系统源代码情景分析》 《深入理解Android卷1》 《深入理解Android系统》