Android Framework实战视频--系统init到init.rc的Zygote的启动

Posted 2021-09-01 Android高级知识分享官

android 8.1 zygote 启动过程源码

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Android 8.1 zygote 启动过程源码
Android Framework实战视频–Zygote的fork进程篇
Android Framework实战视频–SystemServer启动篇
Android Framework实战视频–SystemServer启动FallbackHome篇
Android Framework实战视频–FallbackHome进程启动及Activity启动篇
Android Framework实战视频–FallbackHome结束启动Launcher篇

1、Zygote 简单介绍

在Android系统中，普通应用程序进程以及运行系统的服务system_server 进程都是由Zygote进程来fork的。也叫做孵化器。它通过linux中的fork形式创建应用程序进程和system_server 。由于zygote进程在启动的时候会创建java虚拟机环境，因此通过fork而创建的应用程序进程或者system_server进程可以在内部获得java虚拟机环境，不需要单独为每一个进程创建java虚拟机环境。

2、Zygote启动脚本

init.rc是以import方式来引入各个模块的rc的，包括前面讲过的bootanimation，surfaceflinger等也是，当然zygote也一样。
路径：system/core/rootdir/init.zygote32.rc
这里有多个zygote.rc那是因为android系统支持64位系统和32位的原因
分析32位这个文件既可以
service zygote /system/bin/app_process -Xzygote /system/bin --zygote --start-system-server
class main
priority -20
user root
group root readproc
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
关键即在第一句：
根据前面分析过的bootanimation，大概得知Zygote进程名称为zygote，执行程序为app_process ，class name为main。
所以接下来去分析app_process的源码既可以。
app_process到底代码在哪里呢？一般可以通过framework目录下grep app_process既可以
grep结果如下：
./app_process/Android.mk:45:LOCAL_MODULE:= app_process

代码路径：frameworks/base/cmds/app_process/

3、 app_process中app_main.cpp源码分析

int main(int argc, char* const argv[])
{
      //省略部分
    AppRuntime runtime(argv[0], computeArgBlockSize(argc, argv));//进行AppRuntime的构造
    // Process command line arguments
    // ignore argv[0]
    argc--;
    argv++;
  //省略。。。
    bool zygote = false;
    bool startSystemServer = false;
    bool application = false;
    String8 niceName;
    String8 className;

    ++i;  // Skip unused "parent dir" argument.
    while (i < argc) {
        const char* arg = argv[i++];
        if (strcmp(arg, "--zygote") == 0) {
            zygote = true;//变量zygote设置
            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;
        }
    }
	//省略
    Vector<String8> args;
    if (!className.isEmpty()) {
	//省略
        runtime.setClassNameAndArgs(className, argc - i, argv + i);
	//省略
    } else {//省略}

    if (!niceName.isEmpty()) {
        runtime.setArgv0(niceName.string(), true /* setProcName */);
    }

    if (zygote) {
    	//进入这里进行java类的启动
        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.");
    }

代码中关键只有2处注释：
AppRuntime的构造，源码可以看出AppRuntime继承AndroidRuntime，故只需要分析AndroidRuntime既可以：

class AppRuntime : public AndroidRuntime
{
public:
    AppRuntime(char* argBlockStart, const size_t argBlockLength)
        : AndroidRuntime(argBlockStart, argBlockLength)
        , mClass(NULL)
    {
    }

接下来属于zygote进程调用runtime.start(“com.android.internal.os.ZygoteInit”, args, zygote);即
AndroidRuntime的start方法

void AndroidRuntime::start(const char* className, const Vector<String8>& options, bool zygote)
{
   //省略
    /* start the virtual machine */
    JniInvocation jni_invocation;
    jni_invocation.Init(NULL);
    JNIEnv* env;
    if (startVm(&mJavaVM, &env, zygote) != 0) {
    //启动java需要的jvm环境，才可以运行java代码
        return;
    }
    onVmCreated(env);

    /*
     * Register android functions.
     */
    if (startReg(env) < 0) {
        ALOGE("Unable to register all android natives\\n");
        return;
    }
 //省略
    if (startClass == NULL) { //省略
    } else {
      //省略
        if (startMeth == NULL) {
        } else {
            //关键调用对应的"com.android.internal.os.ZygoteInit"类main方法
            env->CallStaticVoidMethod(startClass, startMeth, strArray);
        }
    }
    //省略
}

上面可以看出app_main主要做的工作就是准备虚拟机环境，让进程运行到了java世界的ZygoteInit的main方法

4、ZygoteInit的源码分析

路径：frameworks/base/core/java/com/android/internal/os/ZygoteInit.java

```cpp
 public static void main(String argv[]) {
 //构造ZygoteServer对象
        ZygoteServer zygoteServer = new ZygoteServer();
//省略

        final Runnable caller;
        try {
//省略
            boolean startSystemServer = false;
            String socketName = "zygote";
            String abiList = null;
            boolean enableLazyPreload = false;
            for (int i = 1; i < argv.length; i++) {
                if ("start-system-server".equals(argv[i])) {
                    startSystemServer = true;
                } 
                //省略
            }
            //创建SocketServer端
            zygoteServer.registerServerSocket(socketName);
         
            if (!enableLazyPreload) {
       //加载资源
                preload(bootTimingsTraceLog);
            } else {
                Zygote.resetNicePriority();
            }
//省略
            if (startSystemServer) {
                //进入循环等待
                Runnable r = forkSystemServer(abiList, socketName, zygoteServer);

                // {@code r == null} in the parent (zygote) process, and {@code r != null} in the
                // child (system_server) process.
                if (r != null) {
                    r.run();
                    return;
                }
            }
            //进入永久循环等待请求来创建新的进程
            caller = zygoteServer.runSelectLoop(abiList);
        } catch (Throwable ex) {
            //省略
        } finally {
            zygoteServer.closeServerSocket();
        }
        //省略
        if (caller != null) {
            caller.run();
        }
    }

    主要干了以下几件事情：
    1、创建出server端的socket，接受AMS创建新进程的请求
    2、预加载了类,资源t，opengl,so库等
    3、启动了system_server进程
    4、循环等待AMS请求来创建新的进程
    那Zygote自身启动部分就分析完成，后续文章在分析system server启动及普通app进程的启动