Android应用程序进程启动过程的源代码分析

Android应用程序框架层创建的应用程序进程具有两个特点，一是进程的入口函数是ActivityThread.main，二是进程天然支持Binder进程间通信机制；这两个特点都是在进程的初始化过程中实现的，本文将详细分析Android应用程序进程创建过程中是如何实现这两个特点的。

Android应用程序框架层创建的应用程序进程的入口函数是ActivityThread.main比较好理解，即进程创建完成之后，Android应用程序框架层就会在这个进程中将ActivityThread类加载进来，然后执行它的main函数，这个main函数就是进程执行消息循环的地方了。Android应用程序框架层创建的应用程序进程天然支持Binder进程间通信机制这个特点应该怎么样理解呢？前面我们在学习Android系统的Binder进程间通信机制时说到，它具有四个组件，分别是驱动程序、守护进程、Client以及Server，其中Server组件在初始化时必须进入一个循环中不断地与Binder驱动程序进行到交互，以便获得Client组件发送的请求，具体可参考Android系统进程间通信（IPC）机制Binder中的Server启动过程源代码分析一文，但是，当我们在Android应用程序中实现Server组件的时候，我们并没有让进程进入一个循环中去等待Client组件的请求，然而，当Client组件得到这个Server组件的远程接口时，却可以顺利地和Server组件进行进程间通信，这就是因为Android应用程序进程在创建的时候就已经启动了一个线程池来支持Server组件和Binder驱动程序之间的交互了，这样，极大地方便了在Android应用程序中创建Server组件。

在Android应用程序框架层中，是由ActivityManagerService组件负责为Android应用程序创建新的进程的，它本来也是运行在一个独立的进程之中，不过这个进程是在系统启动的过程中创建的。ActivityManagerService组件一般会在什么情况下会为应用程序创建一个新的进程呢？当系统决定要在一个新的进程中启动一个Activity或者Service时，它就会创建一个新的进程了，然后在这个新的进程中启动这个Activity或者Service，具体可以参考Android系统在新进程中启动自定义服务过程（startService）的原理分析、Android应用程序启动过程源代码分析和Android应用程序在新的进程中启动新的Activity的方法和过程分析这三篇文章。

ActivityManagerService启动新的进程是从其成员函数startProcessLocked开始的，在深入分析这个过程之前，我们先来看一下进程创建过程的序列图，然后再详细分析每一个步骤。

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Step 1. ActivityManagerService.startProcessLocked

这个函数定义在frameworks/base/services/java/com/android/server/am/ActivityManagerService.java文件中：

public final class ActivityManagerService extends ActivityManagerNative          implements Watchdog.Monitor, BatteryStatsImpl.BatteryCallback {        ......        private final void startProcessLocked(ProcessRecord app,                  String hostingType, String hostingNameStr) {            ......            try {              int uid = app.info.uid;              int[] gids = null;              try {                  gids = mContext.getPackageManager().getPackageGids(                      app.info.packageName);              } catch (PackageManager.NameNotFoundException e) {                  ......              }                            ......                int debugFlags = 0;                            ......                            int pid = Process.start("android.app.ActivityThread",                  mSimpleProcessManagement ? app.processName : null, uid, uid,                  gids, debugFlags, null);                            ......            } catch (RuntimeException e) {                            ......            }      }        ......    }

它调用了Process.start函数开始为应用程序创建新的进程，注意，它传入一个第一个参数为"android.app.ActivityThread"，这就是进程初始化时要加载的Java类了，把这个类加载到进程之后，就会把它里面的静态成员函数main作为进程的入口点，后面我们会看到。

Step 2. Process.start

这个函数定义在frameworks/base/core/java/android/os/Process.java文件中：

public class Process {......public static final int start(final String processClass,final String niceName,int uid, int gid, int[] gids,int debugFlags,String[] zygoteArgs){if (supportsProcesses()) {try {return startViaZygote(processClass, niceName, uid, gid, gids,debugFlags, zygoteArgs);} catch (ZygoteStartFailedEx ex) {......}} else {......return 0;}}......}

这里的supportsProcesses函数返回值为true，它是一个Native函数，实现在frameworks/base/core/jni/android_util_Process.cpp文件中：

jboolean android_os_Process_supportsProcesses(JNIEnv* env, jobject clazz){    return ProcessState::self()->supportsProcesses();}

ProcessState::supportsProcesses函数定义在frameworks/base/libs/binder/ProcessState.cpp文件中：

bool ProcessState::supportsProcesses() const{    return mDriverFD >= 0;}

这里的mDriverFD是设备文件/dev/binder的打开描述符，如果成功打开了这个设备文件，那么它的值就会大于等于0，因此，它的返回值为true。

回到Process.start函数中，它调用startViaZygote函数进一步操作。

Step 3.Process.startViaZygote

这个函数定义在frameworks/base/core/java/android/os/Process.java文件中：

public class Process {......private static int startViaZygote(final String processClass,final String niceName,final int uid, final int gid,final int[] gids,int debugFlags,String[] extraArgs)throws ZygoteStartFailedEx {int pid;synchronized(Process.class) {ArrayList<String> argsForZygote = new ArrayList<String>();// --runtime-init, --setuid=, --setgid=,// and --setgroups= must go firstargsForZygote.add("--runtime-init");argsForZygote.add("--setuid=" + uid);argsForZygote.add("--setgid=" + gid);if ((debugFlags & Zygote.DEBUG_ENABLE_SAFEMODE) != 0) {argsForZygote.add("--enable-safemode");}if ((debugFlags & Zygote.DEBUG_ENABLE_DEBUGGER) != 0) {argsForZygote.add("--enable-debugger");}if ((debugFlags & Zygote.DEBUG_ENABLE_CHECKJNI) != 0) {argsForZygote.add("--enable-checkjni");}if ((debugFlags & Zygote.DEBUG_ENABLE_ASSERT) != 0) {argsForZygote.add("--enable-assert");}//TODO optionally enable debuger//argsForZygote.add("--enable-debugger");// --setgroups is a comma-separated listif (gids != null && gids.length > 0) {StringBuilder sb = new StringBuilder();sb.append("--setgroups=");int sz = gids.length;for (int i = 0; i < sz; i++) {if (i != 0) {sb.append(',');}sb.append(gids[i]);}argsForZygote.add(sb.toString());}if (niceName != null) {argsForZygote.add("--nice-name=" + niceName);}argsForZygote.add(processClass);if (extraArgs != null) {for (String arg : extraArgs) {argsForZygote.add(arg);}}pid = zygoteSendArgsAndGetPid(argsForZygote);}}......}

这个函数将创建进程的参数放到argsForZygote列表中去，如参数"--runtime-init"表示要为新创建的进程初始化运行时库，然后调用zygoteSendAndGetPid函数进一步操作。

Step 4. Process.zygoteSendAndGetPid

这个函数定义在frameworks/base/core/java/android/os/Process.java文件中：

public class Process {......private static int zygoteSendArgsAndGetPid(ArrayList<String> args)throws ZygoteStartFailedEx {int pid;openZygoteSocketIfNeeded();try {/*** See com.android.internal.os.ZygoteInit.readArgumentList()* Presently the wire format to the zygote process is:* a) a count of arguments (argc, in essence)* b) a number of newline-separated argument strings equal to count** After the zygote process reads these it will write the pid of* the child or -1 on failure.*/sZygoteWriter.write(Integer.toString(args.size()));sZygoteWriter.newLine();int sz = args.size();for (int i = 0; i < sz; i++) {String arg = args.get(i);if (arg.indexOf('\n') >= 0) {throw new ZygoteStartFailedEx("embedded newlines not allowed");}sZygoteWriter.write(arg);sZygoteWriter.newLine();}sZygoteWriter.flush();// Should there be a timeout on this?pid = sZygoteInputStream.readInt();if (pid < 0) {throw new ZygoteStartFailedEx("fork() failed");}} catch (IOException ex) {......}return pid;}......}

这里的sZygoteWriter是一个Socket写入流，是由openZygoteSocketIfNeeded函数打开的：

public class Process {....../*** Tries to open socket to Zygote process if not already open. If* already open, does nothing.  May block and retry.*/private static void openZygoteSocketIfNeeded()throws ZygoteStartFailedEx {int retryCount;if (sPreviousZygoteOpenFailed) {/** If we've failed before, expect that we'll fail again and* don't pause for retries.*/retryCount = 0;} else {retryCount = 10;}/** See bug #811181: Sometimes runtime can make it up before zygote.* Really, we'd like to do something better to avoid this condition,* but for now just wait a bit...*/for (int retry = 0; (sZygoteSocket == null) && (retry < (retryCount + 1)); retry++ ) {if (retry > 0) {try {Log.i("Zygote", "Zygote not up yet, sleeping...");Thread.sleep(ZYGOTE_RETRY_MILLIS);} catch (InterruptedException ex) {// should never happen}}try {sZygoteSocket = new LocalSocket();sZygoteSocket.connect(new LocalSocketAddress(ZYGOTE_SOCKET,LocalSocketAddress.Namespace.RESERVED));sZygoteInputStream= new DataInputStream(sZygoteSocket.getInputStream());sZygoteWriter =new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(sZygoteSocket.getOutputStream()),256);Log.i("Zygote", "Process: zygote socket opened");sPreviousZygoteOpenFailed = false;break;} catch (IOException ex) {......}}......}......}

这个Socket由frameworks/base/core/java/com/android/internal/os/ZygoteInit.java文件中的ZygoteInit类在runSelectLoopMode函数侦听的。
Step 5.ZygoteInit.runSelectLoopMode
这个函数定义在frameworks/base/core/java/com/android/internal/os/ZygoteInit.java文件中：

public class ZygoteInit {....../*** Runs the zygote process's select loop. Accepts new connections as* they happen, and reads commands from connections one spawn-request's* worth at a time.** @throws MethodAndArgsCaller in a child process when a main() should* be executed.*/private static void runSelectLoopMode() throws MethodAndArgsCaller {ArrayList<FileDescriptor> fds = new ArrayList();ArrayList<ZygoteConnection> peers = new ArrayList();FileDescriptor[] fdArray = new FileDescriptor[4];fds.add(sServerSocket.getFileDescriptor());peers.add(null);int loopCount = GC_LOOP_COUNT;while (true) {int index;/** Call gc() before we block in select().* It's work that has to be done anyway, and it's better* to avoid making every child do it.  It will also* madvise() any free memory as a side-effect.** Don't call it every time, because walking the entire* heap is a lot of overhead to free a few hundred bytes.*/if (loopCount <= 0) {gc();loopCount = GC_LOOP_COUNT;} else {loopCount--;}try {fdArray = fds.toArray(fdArray);index = selectReadable(fdArray);} catch (IOException ex) {throw new RuntimeException("Error in select()", ex);}if (index < 0) {throw new RuntimeException("Error in select()");} else if (index == 0) {ZygoteConnection newPeer = acceptCommandPeer();peers.add(newPeer);fds.add(newPeer.getFileDesciptor());} else {boolean done;done = peers.get(index).runOnce();if (done) {peers.remove(index);fds.remove(index);}}}}......}

当Step 4将数据通过Socket接口发送出去后，就会下面这个语句：

done = peers.get(index).runOnce();

这里从peers.get(index)得到的是一个ZygoteConnection对象，表示一个Socket连接，因此，接下来就是调用ZygoteConnection.runOnce函数进一步处理了。

Step 6.ZygoteConnection.runOnce

这个函数定义在frameworks/base/core/java/com/android/internal/os/ZygoteConnection.java文件中：

class ZygoteConnection {......boolean runOnce() throws ZygoteInit.MethodAndArgsCaller {String args[];Arguments parsedArgs = null;FileDescriptor[] descriptors;try {args = readArgumentList();descriptors = mSocket.getAncillaryFileDescriptors();} catch (IOException ex) {......return true;}....../** the stderr of the most recent request, if avail */PrintStream newStderr = null;if (descriptors != null && descriptors.length >= 3) {newStderr = new PrintStream(new FileOutputStream(descriptors[2]));}int pid;try {parsedArgs = new Arguments(args);applyUidSecurityPolicy(parsedArgs, peer);applyDebuggerSecurityPolicy(parsedArgs);applyRlimitSecurityPolicy(parsedArgs, peer);applyCapabilitiesSecurityPolicy(parsedArgs, peer);int[][] rlimits = null;if (parsedArgs.rlimits != null) {rlimits = parsedArgs.rlimits.toArray(intArray2d);}pid = Zygote.forkAndSpecialize(parsedArgs.uid, parsedArgs.gid,parsedArgs.gids, parsedArgs.debugFlags, rlimits);} catch (IllegalArgumentException ex) {......} catch (ZygoteSecurityException ex) {......}if (pid == 0) {// in childhandleChildProc(parsedArgs, descriptors, newStderr);// should never happenreturn true;} else { /* pid != 0 */// in parent...pid of < 0 means failurereturn handleParentProc(pid, descriptors, parsedArgs);}}......}

真正创建进程的地方就是在这里了：

pid = Zygote.forkAndSpecialize(parsedArgs.uid, parsedArgs.gid,parsedArgs.gids, parsedArgs.debugFlags, rlimits);

有Linux开发经验的读者很容易看懂这个函数调用，这个函数会创建一个进程，而且有两个返回值，一个是在当前进程中返回的，一个是在新创建的进程中返回，即在当前进程的子进程中返回，在当前进程中的返回值就是新创建的子进程的pid值，而在子进程中的返回值是0。因为我们只关心创建的新进程的情况，因此，我们沿着子进程的执行路径继续看下去：

    if (pid == 0) {// in childhandleChildProc(parsedArgs, descriptors, newStderr);// should never happenreturn true;    } else { /* pid != 0 */......    }

这里就是调用handleChildProc函数了。

Step 7.ZygoteConnection.handleChildProc
这个函数定义在frameworks/base/core/java/com/android/internal/os/ZygoteConnection.java文件中：

class ZygoteConnection {......private void handleChildProc(Arguments parsedArgs,FileDescriptor[] descriptors, PrintStream newStderr)throws ZygoteInit.MethodAndArgsCaller {......if (parsedArgs.runtimeInit) {RuntimeInit.zygoteInit(parsedArgs.remainingArgs);} else {......}}......}

由于在前面的Step 3中，指定了"--runtime-init"参数，表示要为新创建的进程初始化运行时库，因此，这里的parseArgs.runtimeInit值为true，于是就继续执行RuntimeInit.zygoteInit进一步处理了。

Step 8.RuntimeInit.zygoteInit

这个函数定义在frameworks/base/core/java/com/android/internal/os/RuntimeInit.java文件中：

public class RuntimeInit {......public static final void zygoteInit(String[] argv)throws ZygoteInit.MethodAndArgsCaller {// TODO: Doing this here works, but it seems kind of arbitrary. Find// a better place. The goal is to set it up for applications, but not// tools like am.System.setOut(new AndroidPrintStream(Log.INFO, "System.out"));System.setErr(new AndroidPrintStream(Log.WARN, "System.err"));commonInit();zygoteInitNative();int curArg = 0;for ( /* curArg */ ; curArg < argv.length; curArg++) {String arg = argv[curArg];if (arg.equals("--")) {curArg++;break;} else if (!arg.startsWith("--")) {break;} else if (arg.startsWith("--nice-name=")) {String niceName = arg.substring(arg.indexOf('=') + 1);Process.setArgV0(niceName);}}if (curArg == argv.length) {Slog.e(TAG, "Missing classname argument to RuntimeInit!");// let the process exitreturn;}// Remaining arguments are passed to the start class's static mainString startClass = argv[curArg++];String[] startArgs = new String[argv.length - curArg];System.arraycopy(argv, curArg, startArgs, 0, startArgs.length);invokeStaticMain(startClass, startArgs);}......}

这里有两个关键的函数调用，一个是zygoteInitNative函数调用，一个是invokeStaticMain函数调用，前者就是执行Binder驱动程序初始化的相关工作了，正是由于执行了这个工作，才使得进程中的Binder对象能够顺利地进行Binder进程间通信，而后一个函数调用，就是执行进程的入口函数，这里就是执行startClass类的main函数了，而这个startClass即是我们在Step 1中传进来的"android.app.ActivityThread"值，表示要执行android.app.ActivityThread类的main函数。

我们先来看一下zygoteInitNative函数的调用过程，然后再回到RuntimeInit.zygoteInit函数中来，看看它是如何调用android.app.ActivityThread类的main函数的。

step 9.RuntimeInit.zygoteInitNative

这个函数定义在frameworks/base/core/java/com/android/internal/os/RuntimeInit.java文件中：

public class RuntimeInit {......public static final native void zygoteInitNative();......}

这里可以看出，函数zygoteInitNative是一个Native函数，实现在frameworks/base/core/jni/AndroidRuntime.cpp文件中：

static void com_android_internal_os_RuntimeInit_zygoteInit(JNIEnv* env, jobject clazz){    gCurRuntime->onZygoteInit();}

这里它调用了全局变量gCurRuntime的onZygoteInit函数，这个全局变量的定义在frameworks/base/core/jni/AndroidRuntime.cpp文件开头的地方：

static AndroidRuntime* gCurRuntime = NULL;

这里可以看出，它的类型为AndroidRuntime，它是在AndroidRuntime类的构造函数中初始化的，AndroidRuntime类的构造函数也是定义在frameworks/base/core/jni/AndroidRuntime.cpp文件中：

AndroidRuntime::AndroidRuntime(){    ......    assert(gCurRuntime == NULL);        // one per process    gCurRuntime = this;}

那么这个AndroidRuntime类的构造函数又是什么时候被调用的呢？AndroidRuntime类的声明在frameworks/base/include/android_runtime/AndroidRuntime.h文件中，如果我们打开这个文件会看到，它是一个虚拟类，也就是我们不能直接创建一个AndroidRuntime对象，只能用一个AndroidRuntime类的指针来指向它的某一个子类，这个子类就是AppRuntime了，它定义在frameworks/base/cmds/app_process/app_main.cpp文件中：

int main(int argc, const char* const argv[]){......AppRuntime runtime;......}

而AppRuntime类继续了AndroidRuntime类，它也是定义在frameworks/base/cmds/app_process/app_main.cpp文件中：

class AppRuntime : public AndroidRuntime{......};

因此，在前面的com_android_internal_os_RuntimeInit_zygoteInit函数，实际是执行了AppRuntime类的onZygoteInit函数。

Step 10.AppRuntime.onZygoteInit
这个函数定义在frameworks/base/cmds/app_process/app_main.cpp文件中：

class AppRuntime : public AndroidRuntime{......virtual void onZygoteInit(){sp<ProcessState> proc = ProcessState::self();if (proc->supportsProcesses()) {LOGV("App process: starting thread pool.\n");proc->startThreadPool();}}......};

这里它就是调用ProcessState::startThreadPool启动线程池了，这个线程池中的线程就是用来和Binder驱动程序进行交互的了。
Step 11.ProcessState.startThreadPool
这个函数定义在frameworks/base/libs/binder/ProcessState.cpp文件中：

void ProcessState::startThreadPool(){AutoMutex _l(mLock);if (!mThreadPoolStarted) {mThreadPoolStarted = true;spawnPooledThread(true);}}

ProcessState类是Binder进程间通信机制的一个基础组件，它的作用可以参考浅谈Android系统进程间通信（IPC）机制Binder中的Server和Client获得Service Manager接口之路、 Android系统进程间通信（IPC）机制Binder中的Server启动过程源代码分析和 Android系统进程间通信（IPC）机制Binder中的Client获得Server远程接口过程源代码分析这三篇文章。这里它调用spawnPooledThread函数进一步处理。

Step 12.ProcessState.spawnPooledThread

这个函数定义在frameworks/base/libs/binder/ProcessState.cpp文件中：

void ProcessState::spawnPooledThread(bool isMain){    if (mThreadPoolStarted) {        int32_t s = android_atomic_add(1, &mThreadPoolSeq);        char buf[32];        sprintf(buf, "Binder Thread #%d", s);        LOGV("Spawning new pooled thread, name=%s\n", buf);        sp<Thread> t = new PoolThread(isMain);        t->run(buf);    }}

这里它会创建一个PoolThread线程类，然后执行它的run函数，最终就会执行PoolThread类的threadLoop函数了。

Step 13.PoolThread.threadLoop

这个函数定义在frameworks/base/libs/binder/ProcessState.cpp文件中：

class PoolThread : public Thread{public:    PoolThread(bool isMain)        : mIsMain(isMain)    {    }protected:    virtual bool threadLoop()    {        IPCThreadState::self()->joinThreadPool(mIsMain);        return false;    }    const bool mIsMain;};

这里它执行了IPCThreadState::joinThreadPool函数进一步处理。IPCThreadState也是Binder进程间通信机制的一个基础组件，它的作用可以参考浅谈Android系统进程间通信（IPC）机制Binder中的Server和Client获得Service Manager接口之路、 Android系统进程间通信（IPC）机制Binder中的Server启动过程源代码分析和 Android系统进程间通信（IPC）机制Binder中的Client获得Server远程接口过程源代码分析这三篇文章。

Step 14.IPCThreadState.joinThreadPool

这个函数定义在frameworks/base/libs/binder/IPCThreadState.cpp文件中：

void IPCThreadState::joinThreadPool(bool isMain){......mOut.writeInt32(isMain ? BC_ENTER_LOOPER : BC_REGISTER_LOOPER);......status_t result;do {int32_t cmd;......// now get the next command to be processed, waiting if necessaryresult = talkWithDriver();if (result >= NO_ERROR) {size_t IN = mIn.dataAvail();if (IN < sizeof(int32_t)) continue;cmd = mIn.readInt32();......result = executeCommand(cmd);}......} while (result != -ECONNREFUSED && result != -EBADF);......mOut.writeInt32(BC_EXIT_LOOPER);talkWithDriver(false);}

这个函数首先告诉Binder驱动程序，这条线程要进入循环了：

mOut.writeInt32(isMain ? BC_ENTER_LOOPER : BC_REGISTER_LOOPER);

然后在中间的while循环中通过talkWithDriver不断与Binder驱动程序进行交互，以便获得Client端的进程间调用：

result = talkWithDriver();

获得了Client端的进程间调用后，就调用excuteCommand函数来处理这个请求：

result = executeCommand(cmd);

最后，线程退出时，也会告诉Binder驱动程序，它退出了，这样Binder驱动程序就不会再在Client端的进程间调用分发给它了：

mOut.writeInt32(BC_EXIT_LOOPER);talkWithDriver(false);

我们再来看看talkWithDriver函数的实现。

Step 15. talkWithDriver

这个函数定义在frameworks/base/libs/binder/IPCThreadState.cpp文件中：

status_t IPCThreadState::talkWithDriver(bool doReceive){......binder_write_read bwr;// Is the read buffer empty?const bool needRead = mIn.dataPosition() >= mIn.dataSize();// We don't want to write anything if we are still reading// from data left in the input buffer and the caller// has requested to read the next data.const size_t outAvail = (!doReceive || needRead) ? mOut.dataSize() : 0;bwr.write_size = outAvail;bwr.write_buffer = (long unsigned int)mOut.data();// This is what we'll read.if (doReceive && needRead) {bwr.read_size = mIn.dataCapacity();bwr.read_buffer = (long unsigned int)mIn.data();} else {bwr.read_size = 0;}......// Return immediately if there is nothing to do.if ((bwr.write_size == 0) && (bwr.read_size == 0)) return NO_ERROR;bwr.write_consumed = 0;bwr.read_consumed = 0;status_t err;do {......#if defined(HAVE_ANDROID_OS)if (ioctl(mProcess->mDriverFD, BINDER_WRITE_READ, &bwr) >= 0)err = NO_ERROR;elseerr = -errno;#elseerr = INVALID_OPERATION;#endif......}} while (err == -EINTR);....if (err >= NO_ERROR) {if (bwr..write_consumed > 0) {if (bwr.write_consumed < (ssize_t)mOut.dataSize())mOut.remove(0, bwr.write_consumed);elsemOut.setDataSize(0);}if (bwr.read_consumed > 0) {mIn.setDataSize(bwr.read_consumed);mIn.setDataPosition(0);}......return NO_ERROR;}return err;}

这个函数的具体作用可以参考 Android系统进程间通信（IPC）机制Binder中的Server启动过程源代码分析一文，它只要就是通过ioctl文件操作函数来和Binder驱动程序交互的了：

ioctl(mProcess->mDriverFD, BINDER_WRITE_READ, &bwr)

有了这个线程池之后，我们在开发Android应用程序的时候，当我们要和其它进程中进行通信时，只要定义自己的Binder对象，然后把这个Binder对象的远程接口通过其它途径传给其它进程后，其它进程就可以通过这个Binder对象的远程接口来调用我们的应用程序进程的函数了，它不像我们在C++层实现Binder进程间通信机制的Server时，必须要手动调用IPCThreadState.joinThreadPool函数来进入一个无限循环中与Binder驱动程序交互以便获得Client端的请求，这样就实现了我们在文章开头处说的Android应用程序进程天然地支持Binder进程间通信机制。

细心的读者可能会发现，从Step 1到Step 9，都是在Android应用程序框架层运行的，而从Step 10到Step 15，都是在Android系统运行时库层运行的，这两个层次中的Binder进程间通信机制的接口一个是用Java来实现的，而别一个是用C++来实现的，这两者是如何协作的呢？这就是通过JNI层来实现的了，具体可以参考Android系统进程间通信Binder机制在应用程序框架层的Java接口源代码分析一文。

回到Step 8中的RuntimeInit.zygoteInit函数中，在初始化完成Binder进程间通信机制的基础设施后，它接着就要进入进程的入口函数了。

Step 16.RuntimeInit.invokeStaticMain

这个函数定义在frameworks/base/core/java/com/android/internal/os/RuntimeInit.java文件中：

public class ZygoteInit {......static void invokeStaticMain(ClassLoader loader,String className, String[] argv)throws ZygoteInit.MethodAndArgsCaller {Class<?> cl;try {cl = loader.loadClass(className);} catch (ClassNotFoundException ex) {......}Method m;try {m = cl.getMethod("main", new Class[] { String[].class });} catch (NoSuchMethodException ex) {......} catch (SecurityException ex) {......}int modifiers = m.getModifiers();....../** This throw gets caught in ZygoteInit.main(), which responds* by invoking the exception's run() method. This arrangement* clears up all the stack frames that were required in setting* up the process.*/throw new ZygoteInit.MethodAndArgsCaller(m, argv);}......}

前面我们说过，这里传进来的参数className字符串值为"android.app.ActivityThread"，这里就通ClassLoader.loadClass函数将它加载到进程中：

cl = loader.loadClass(className);

然后获得它的静态成员函数main：

m = cl.getMethod("main", new Class[] { String[].class });

函数最后并没有直接调用这个静态成员函数main，而是通过抛出一个异常ZygoteInit.MethodAndArgsCaller，然后让ZygoteInit.main函数在捕获这个异常的时候再调用android.app.ActivityThread类的main函数。为什么要这样做呢？注释里面已经讲得很清楚了，它是为了清理堆栈的，这样就会让android.app.ActivityThread类的main函数觉得自己是进程的入口函数，而事实上，在执行android.app.ActivityThread类的main函数之前，已经做了大量的工作了。

我们看看ZygoteInit.main函数在捕获到这个异常的时候做了什么事：

public class ZygoteInit {......public static void main(String argv[]) {try {......} catch (MethodAndArgsCaller caller) {caller.run();} catch (RuntimeException ex) {......}}......}

它执行MethodAndArgsCaller的run函数：

public class ZygoteInit {......public static class MethodAndArgsCaller extends Exceptionimplements Runnable {/** method to call */private final Method mMethod;/** argument array */private final String[] mArgs;public MethodAndArgsCaller(Method method, String[] args) {mMethod = method;mArgs = args;}public void run() {try {mMethod.invoke(null, new Object[] { mArgs });} catch (IllegalAccessException ex) {......} catch (InvocationTargetException ex) {......}}}......}

这里的成员变量mMethod和mArgs都是在前面构造异常对象时传进来的，这里的mMethod就对应android.app.ActivityThread类的main函数了，于是最后就通过下面语句执行这个函数：

mMethod.invoke(null, new Object[] { mArgs });

这样，android.app.ActivityThread类的main函数就被执行了。

Step 17.ActivityThread.main

这个函数定义在frameworks/base/core/java/android/app/ActivityThread.java文件中：

public final class ActivityThread {......public static final void main(String[] args) {SamplingProfilerIntegration.start();Process.setArgV0("<pre-initialized>");Looper.prepareMainLooper();if (sMainThreadHandler == null) {sMainThreadHandler = new Handler();}ActivityThread thread = new ActivityThread();thread.attach(false);if (false) {Looper.myLooper().setMessageLogging(newLogPrinter(Log.DEBUG, "ActivityThread"));}Looper.loop();if (Process.supportsProcesses()) {throw new RuntimeException("Main thread loop unexpectedly exited");}thread.detach();String name = (thread.mInitialApplication != null)? thread.mInitialApplication.getPackageName(): "<unknown>";Slog.i(TAG, "Main thread of " + name + " is now exiting");}......}

从这里我们可以看出，这个函数首先会在进程中创建一个ActivityThread对象：

ActivityThread thread = new ActivityThread();

然后进入消息循环中：

Looper.loop();

这样，我们以后就可以在这个进程中启动Activity或者Service了。

至此，Android应用程序进程启动过程的源代码就分析完成了，它除了指定新的进程的入口函数是ActivityThread的main函数之外，还为进程内的Binder对象提供了Binder进程间通信机制的基础设施，由此可见，Binder进程间通信机制在Android系统中是何等的重要，而且是无处不在，想进一步学习Android系统的Binder进程间通信机制，请参考Android进程间通信（IPC）机制Binder简要介绍和学习计划一文。

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