Android入门进阶教程(15)-进程创建zygote 详解

在android中，应用程序的入口是ActivityThead中的main函数，那么之后系统是怎样为应用程序创建进程的呢？SystemService又是怎样创建的？答案是：zygote

zygote翻译成中文是受精卵的意思，名字比较奇怪、但是很有意思。在android中，大部分的应用程序进程都是由zygote来创建的，为什么用大部分，因为还有一些进程比如系统引导进程、init进程等不是有zygote创建的。相反，zygote还是在init进程之后才被创建的。在android中提到zygote，主要两块，一个是C/C++编写的zygote，主要用来为应用和SystemService fork进程的。一个是java编写的zygote接口，负责为应用和service调用C/C++ zygote的接口执行fork，从而创建VM进程。说明：在android中，service主要有NativeService和SystemService。SystemService主要是指系统中service，比如，InputMethodService、ActivityManagerService等。

zygote在android中主要有两个作用：

建立运行时环境并启动虚拟机，执行com.android.internal.os.ZygoteInit的main函数，从而fork SystemService
[java] view plain copy
1. runtime.start("com.android.internal.os.ZygoteInit",startSystemServer);
为应用程序创建DVM进程。
启动SystemServer：

我们来看看zygote是怎样创建SystemService进程的。在../base/cmds/app_process/app_main.cpp的主函数中，有这样一段代码，它执行了

runtime.start("com.android.internal.os.ZygoteInit", startSystemServer); //runtime继承自AndroidRuntime

也就是说，在主函数中，初始化了运行时环境，并且建立虚拟机，然后运行再com.android.internal.os.ZygoteInit的main函数

再来看看com.android.internal.os.ZygoteInit的main中都做了哪些事情。在看ZygoteInit之前，有必要先来看下相关的类，类图如下：

在ZygoteInit的main函数中，主要执行了：

[java] view plain copy
1. registerZygoteSocket();//登记Listen端口
2. startSystemServer();//启动SystemServer
startSystemServer()调用Zygote的native方法 forkSystemServer(); 到这里，java端的Zygote的准备工作就结束了，接下来就交给C/C++端的Zygote来执行fork任务了。来看下代码：

在 ../dalvik/vm/native/dalvik_system_Zygote.c 中

[java] view plain copy
1. staticvoidDalvik_dalvik_system_Zygote_forkSystemServer(
2. constu4*args,JValue*pResult)
3. {
4. pid_tpid;
5. /*调用forkAndSpecializeCommon，执行fork*/
6. pid=forkAndSpecializeCommon(args,true);
7. /*检查fork后返回的进程pid*/
8. if(pid>0){
9. intstatus;
10. LOGI("Systemserverprocess%dhasbeencreated",pid);
11. gDvm.systemServerPid=pid;
12. if(waitpid(pid,&status,WNOHANG)==pid){
13. LOGE("Systemserverprocess%dhasdied.RestartingZygote!",pid);
14. kill(getpid(),SIGKILL);
15. }
16. }
17. RETURN_INT(pid);
18. }
在这个里面的fork进程主要是使用linux的fork进程。

经过这样的过程SystemServer进程就创建起来了。android中的所有服务循环框架都是建立咋SystemServer上，接下来在SystemServer上，就可以建立所有系统服务。可参看：SystemServer.main();

系统服务启动后会调用ActivityManagerService的systemReady方法，并最终启动HomeActivity。

启动应用进程：

我们在上一篇介绍ActivityThread和ActivityManagerService时已经讲过，程序的主入口是在ActivityThread的main函数，activity的startActivity最终是在ActivityManagerService中执行的，那么应用程序的进程是怎么创建的？看下类图：

我们再来看看ActivityManagerService中的startProcessLocked方法。

[java] view plain copy
1. intpid=Process.start("android.app.ActivityThread",
2. mSimpleProcessManagement?app.processName:null,uid,uid,
3. gids,debugFlags,null);
通过Process的start方法来创建进程。

[java] view plain copy
1. /**
2. *通过Zygote进程来创建新的vm进程
3. */
5. publicstaticfinalintstart(finalStringprocessClass,finalStringniceName,intuid,intgid,int[]gids,intdebugFlags,String[]zygoteArgs)
6. {
7. if(supportsProcesses()){
8. try{
9. returnstartViaZygote(processClass,niceName,uid,gid,gids,
10. debugFlags,zygoteArgs);//argsForZygote.add("--runtime-init")初始化运行环境
11. }catch(ZygoteStartFailedExex){
12. Log.e(LOG_TAG,
13. "StartingVMprocessthroughZygotefailed");
14. thrownewRuntimeException(
15. "StartingVMprocessthroughZygotefailed",ex);
16. }
18. }else{
20. //Runninginsingle-processmode
21. Runnablerunnable=newRunnable(){
22. publicvoidrun(){
23. Process.invokeStaticMain(processClass);
24. }
25. };
26. //Threadconstructorsmustnotbecalledwithnullnames(seespec).
27. if(niceName!=null){
28. newThread(runnable,niceName).start();
29. }else{
30. newThread(runnable).start();
31. }
32. return0;
33. }
34. }
在ZygoteConnection中获取套接字连接，并解析启动参数。来看下runOnce方法：

从LocalSocket. mSocket中解析参数

[java] view plain copy
1. try{
2. args=readArgumentList();
3. descriptors=mSocket.getAncillaryFileDescriptors();
4. }catch(IOExceptionex){
5. Log.w(TAG,"IOExceptiononcommandsocket"+ex.getMessage());
6. closeSocket();
7. returntrue;
8. }
调用Zygote的native方法forkAndSpecialize，执行进程的创建工作。本地方法的实现也是在 ../dalvik/vm/native/dalvik_system_Zygote.c 中，底层调用linux的fork。
[java] view plain copy
1. pid=Zygote.forkAndSpecialize(parsedArgs.uid,parsedArgs.gid,
3. parsedArgs.gids,parsedArgs.debugFlags,rlimits);
这样应用程序的进程就创建起来了。从ActivityManagerService开始的时序图如下：

总结：
在android中SystemService的启动是在Zygote进程创建好后进行的，并且由Zygote进程建立好DVM运行环境，加载ZygoteInit的main函数，最终调用Zygote的本地方法forkSystemServer，并执行linux的fork方法创建SystemServer进程。
应用程序的进程也是由Zygote创建的，在ActivityManagerService中的startProcessLocked中调用了Process.start()方法。并通过连接调用Zygote的native方法forkAndSpecialize，执行fork任务。
应用进程和服务进程位于不同的进程中，他们之间是通过IPC进行数据传递的。接下来一篇会介绍在android中的进程间通信机制：Binder

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