Android 10.0系统启动之Zygote进程（一）-「Android取经之路」

前几节已经讲完了Android10.0的Init启动过程。

这一节主要来讲解Android10.0 的Zygote进程启动流程。

1.概述

上一节讲解了InIt进程的整个启动流程。Init进程启动后，最重要的一个进程就是Zygote进程,Zygote是所有应用的鼻祖。SystemServer和其他所有Dalivik虚拟机进程都是由Zygote fork而来。

Zygote进程由app_process启动，Zygote是一个C/S模型，Zygote进程作为服务端，其他进程作为客户端向它发出“孵化-fork”请求，而Zygote接收到这个请求后就“孵化-fork”出一个新的进程。

由于Zygote进程在启动时会创建Java虚拟机，因此通过fork而创建的应用程序进程和SystemServer进程可以在内部获取一个Java虚拟机的实例拷贝。

2.核心源码

/system/core/rootdir/init.rc
/system/core/init/main.cpp
/system/core/init/init.cpp
/system/core/rootdir/init.zygote64_32.rc
/frameworks/base/cmds/app_process/app_main.cpp
/frameworks/base/core/jni/AndroidRuntime.cpp
/libnativehelper/JniInvocation.cpp
/frameworks/base/core/java/com/android/internal/os/Zygote.java
/frameworks/base/core/java/com/android/internal/os/ZygoteInit.java
/frameworks/base/core/java/com/android/internal/os/ZygoteServer.java
/frameworks/base/core/java/com/android/internal/os/ZygoteConnection.java
/frameworks/base/core/java/com/android/internal/os/RuntimeInit.java
/frameworks/base/core/java/android/net/LocalServerSocket.java
/system/core/libutils/Threads.cpp

3.架构

3.1 架构图

3.2 Zygote 是如何被启动的

rc解析和进程调用：
Init进程启动后，会解析init.rc文件，然后创建和加载service字段指定的进程。zygote进程就是以这种方式，被init进程加载的。

3.2.1 init.zygote64_32.rc

第一个Zygote进程：

进程名为：zygote

进程通过 /system/bin/app_process64来启动

启动参数：-Xzygote /system/bin --zygote --start-system-server --socket-name=zygote

socket的名称：zygote

service zygote /system/bin/app_process64 -Xzygote /system/bin --zygote --start-system-server --socket-name=zygote
 class main
 priority -20
 user root //用户为root
 group root readproc reserved_disk //访问组支持 root readproc reserved_disk
 socket zygote stream 660 root system //创建一个socket，名字叫zygote，以tcp形式 ，可以在/dev/socket 中看到一个 zygote的socket
 socket usap_pool_primary stream 660 root system
 onrestart write /sys/android_power/request_state wake // onrestart

当进程重启时执行后面的命令

 onrestart write /sys/power/state on
 onrestart restart audioserver
 onrestart restart cameraserver
 onrestart restart media
 onrestart restart netd
 onrestart restart wificond
 onrestart restart vendor.servicetracker-1-1
 writepid /dev/cpuset/foreground/tasks // 创建子进程时，向 /dev/cpuset/foregrou

nd/tasks 写入pid

第二个Zygote进程：zygote_secondary

进程通过 /system/bin/app_process32来启动

启动参数：-Xzygote /system/bin --zygote --socket-name=zygote_secondary --enable-lazy-preload

socket的名称：zygote_secondary

service zygote_secondary /system/bin/app_process32 -Xzygote /system/bin --zygote --socket-name=zygote_secondary --enable-lazy-preload
 class main
 priority -20
 user root
 group root readproc reserved_disk
 socket zygote_secondary stream 660 root system //创建一个socket，名字叫zygote_secondary，以tcp形式 ，可以在/dev/socket 中看到一个 zygote_secondary的socket
 socket usap_pool_secondary stream 660 root system
 onrestart restart zygote
 writepid /dev/cpuset/foreground/tasks

从上面我们可以看出，zygote是通过进程文件 /system/bin/app_process64 和/system/bin/app_process32 来启动的。

对应的代码入口为：frameworks/base/cmds/app_process/app_main.cpp

3.2.2 Zygote进程在什么时候会被重启

Zygote进程重启，主要查看rc文件中有没有 “restart zygote” 这句话。在整个Android系统工程中搜索“restart zygote”，会发现以下文件：

/frameworks/native/services/inputflinger/host/inputflinger.rc 
对应进程：inputflinger

/frameworks/native/cmds/servicemanager/servicemanager.rc 
对应进程：servicemanager

/frameworks/native/services/surfaceflinger/surfaceflinger.rc 
对应进程：surfaceflinger

/system/netd/server/netd.rc 对应进程：netd

通过上面的文件可知，zygote进程能够重启的时机：

1. inputflinger 进程被杀 （onrestart）

2. servicemanager 进程被杀 （onrestart）

3. surfaceflinger 进程被杀 （onrestart）

4. netd 进程被杀 （onrestart）

5. zygote进程被杀 (oneshot=false)

6. system_server进程被杀（waitpid）

3.3 Zygote 启动后做了什么

1. init进程通过init.zygote64_32.rc来调用/system/bin/app_process64 来启动zygote进程，入口app_main.cpp

2. 调用AndroidRuntime的startVM()方法创建虚拟机，再调用startReg()注册JNI函数；

3. 通过JNI方式调用ZygoteInit.main()，第一次进入Java世界；

4. registerZygoteSocket()建立socket通道，zygote作为通信的服务端，用于响应客户端请求；

5. preload()预加载通用类、drawable和color资源、openGL以及共享库以及WebView，用于提高app启动效率；

6. zygote完毕大部分工作，接下来再通过startSystemServer()，fork得力帮手system_server进程，也是上层framework的运行载体。

7. zygote任务完成，调用runSelectLoop()，随时待命，当接收到请求创建新进程请求时立即唤醒并执行相应工作。

3.4 Zygote启动相关主要函数：

C空间：

[app_main.cpp] main()
[AndroidRuntime.cpp] start()
[JniInvocation.cpp] Init()
[AndroidRuntime.cpp] startVm()
[AndroidRuntime.cpp] startReg()
[Threads.cpp] androidSetCreateThreadFunc
[AndroidRuntime.cpp] register_jni_procs() --> gRegJNI.mProc

Java空间：

 [ZygoteInit.java] main()
 [ZygoteInit.java] preload()
 [ZygoteServer.java] ZygoteServer
 [ZygoteInit.java] forkSystemServer
 [Zygote.java] forkSystemServer
 [Zygote.java] nativeForkSystemServer
 [ZygoteServer.java] runSelectLoop

下一节我们会对代码细节进行详细的讲解