Android系统启动流程--zygote进程的启动流程
在上一篇init进程启动流程中已经提到，在init中会解析一个init.rc文件，解析后会执行其中的命令来启动zygote进程、serviceManager进程等，下面我们来看一下：
//文件路径：system/core/init/init.cpp
static void LoadBootScripts(ActionManager& action_manager, ServiceList& service_list) {
//创建解析器
Parser parser = CreateParser(action_manager, service_list);
std::string bootscript = GetProperty("ro.boot.init_rc", "");
if (bootscript.empty()) {
//解析init.rc ,这个是手机设备上的路径，和源码中system/core/rootdir/init.rc是一个文件
parser.ParseConfig("/system/etc/init/hw/init.rc");
if (!parser.ParseConfig("/system/etc/init")) {
late_import_paths.emplace_back("/system/etc/init");
}
// late_import is available only in Q and earlier release. As we don't
// have system_ext in those versions, skip late_import for system_ext.
parser.ParseConfig("/system_ext/etc/init");
if (!parser.ParseConfig("/product/etc/init")) {
late_import_paths.emplace_back("/product/etc/init");
}
if (!parser.ParseConfig("/odm/etc/init")) {
late_import_paths.emplace_back("/odm/etc/init");
}
if (!parser.ParseConfig("/vendor/etc/init")) {
late_import_paths.emplace_back("/vendor/etc/init");
}
} else {
parser.ParseConfig(bootscript);
}
}我们来看一下这个init.rc中和zygote相关的部分：
#文件路径：system/core/rootdir/init.rc 或设备上 /system/etc/init/hw/init.rc
#引入子rc文件，${ro.zygote}是一个变量，取值范围zygote32、zygote64、zygote32_64、zygote64_32，会根据实际设备是32位还是64位进行选择
import /system/etc/init/hw/init.${ro.zygote}.rc
# Mount filesystems and start core system services.
on late-init
# Now we can start zygote for devices with file based encryption
#在init启动后的一个时机，触发启动zygote进程
trigger zygote-start
on zygote-start && property:ro.crypto.state=unencrypted
# A/B update verifier that marks a successful boot.
exec_start update_verifier_nonencrypted
start statsd
start netd
start zygote #启动zygote进程，那么这个zygote是什么呢？
start zygote_secondary
#还记得文件开头处的import 引入的子rc文件吗？我们以init.zygote64.rc为例：
#文件路径： system/core/rootdir/init.zygote64.rc
#service zygote 服务名为zygote
#对应的可执行程序路径：/system/bin/app_process64 （设备上的路径）
#-Xzygote /system/bin --zygote --start-system-server 执行app_process64时传入的参数
service zygote /system/bin/app_process64 -Xzygote /system/bin --zygote --start-system-server
class main
priority -20
user root #用户角色
group root readproc reserved_disk
socket zygote stream 660 root system
socket usap_pool_primary stream 660 root system
#如果意外挂掉需要重启的服务
onrestart exec_background - system system -- /system/bin/vdc volume abort_fuse
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
和上一篇中的init一样，zygote进程也具化到了设备中的执行程序，即app_process，我们来看下他是由那个文件编译出来的。
//文件路径 frameworks/base/cmds/app_process/Android.bp
cc_binary {
name: "app_process",
srcs: ["app_main.cpp"], //是同目录的app_main.cpp
...
}至于怎么去找这么文件的路径目前没有发现太好的办法，只能是多熟悉每一层的bp编译脚本+关键字搜索。
打开app_main.cpp文件：
//文件路径：framesworks/base/cmds/app_process/app_main.cpp
//argv :-Xzygote /system/bin --zygote --start-system-server
int main(int argc, char* const argv[])
{
//创建了android运行时环境
AppRuntime runtime(argv[0], computeArgBlockSize(argc, argv));
//根据传入的参数设置变量值
bool zygote = false;
bool startSystemServer = false;
bool application = false;
String8 niceName;
String8 className;
while (i < argc) {
const char* arg = argv[i++];
if (strcmp(arg, "--zygote") == 0) { //传入参数中有--zygote，所以zygote = true
zygote = true;
niceName = ZYGOTE_NICE_NAME;
} else if (strcmp(arg, "--start-system-server") == 0) { //同理startSystemServer = true
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;
}
}
Vector args;
if (!className.isEmpty()) {
...
}else {
// We're in zygote mode.
maybeCreateDalvikCache();
if (startSystemServer) { //上面已经赋值为true
// args中又添加了这个参数
args.add(String8("start-system-server"));
}
...
// In zygote mode, pass all remaining arguments to the zygote
// main() method.
for (; i < argc; ++i) {
args.add(String8(argv[i]));
}
}
...
if (zygote) {
//启动运行时环境,这里就是有native转到到java层的入口，这也是为什么说zygote是java层进程的鼻祖
runtime.start("com.android.internal.os.ZygoteInit", args, zygote);
} else if (className) { //而这个分支是启动app相关的流程，可以先有个印象后续分析到应用的启动流程可能还会看到这里
// 将上面的args参数数组传入
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.");
}
}
继续跟踪runtime.start()方法，runtime是AppRuntime类型，但AppRuntime并没有start(),因为是定义在AppRuntime的父类中，找到此方法看下具体操作：
//文件路径： frameworks/base/core/jni/AndroidRuntime.cpp
void AndroidRuntime::start(const char* className, const Vector& options, bool zygote)
{
bool primary_zygote = false;
/*
* 'startSystemServer == true' means runtime is obsolete and not run from
* init.rc anymore, so we print out the boot start event here.
*/
//根据options参数判断是否是第一次启动zygote
for (size_t i = 0; i < options.size(); ++i) {
if (options[i] == startSystemServer) {
primary_zygote = true;
/* track our progress through the boot sequence */
const int LOG_BOOT_PROGRESS_START = 3000;
LOG_EVENT_LONG(LOG_BOOT_PROGRESS_START, ns2ms(systemTime(SYSTEM_TIME_MONOTONIC)));
}
}
//设置android root目录环境变量
const char* rootDir = getenv("ANDROID_ROOT");
if (rootDir == NULL) {
rootDir = "/system";
if (!hasDir("/system")) {
LOG_FATAL("No root directory specified, and /system does not exist.");
return;
}
setenv("ANDROID_ROOT", rootDir, 1);
}
JNIEnv* env;
if (startVm(&mJavaVM, &env, zygote, primary_zygote) != 0) { //启动虚拟机，设置虚拟机的参数默认值
return;
}
if (startReg(env) < 0) { //注册JNI方法，系统api中涉及的jni方法都是在这里注册的
ALOGE("Unable to register all android natives\n");
return;
}
char* slashClassName = toSlashClassName(className != NULL ? className : "");
jclass startClass = env->FindClass(slashClassName);
if (startClass == NULL) {
}else {
jmethodID startMeth = env->GetStaticMethodID(startClass, "main",
"([Ljava/lang/String;)V");
if (startMeth == NULL) {
ALOGE("JavaVM unable to find main() in '%s'\n", className);
/* keep going */
} else {
//jni 执行ZygoteInit.java 的main()方法，由此过渡到java层
env->CallStaticVoidMethod(startClass, startMeth, strArray);
}
}
} 这里放一张图用于表示进程与虚拟机的关系，即每个进程都有独立的虚拟机，而虚拟机就是一块大的内存区域，这块大内存又划分为堆、线程栈、方法区、程序计数器、本地方法栈等等更小的内存块。
继续上面的流程，进入java层的com.android.internal.os.ZygoteInit的main()函数：
// 文件路径：frameworks\base\core\java\com\android\internal\os\ZygoteInit.java
public static void main(String argv[]) {
ZygoteServer zygoteServer = null;
//根据传入的参数设置变量
for (int i = 1; i < argv.length; i++) {
if ("start-system-server".equals(argv[i])) { //由层传入，所以startSystemServer = true
startSystemServer = true;
} else if ("--enable-lazy-preload".equals(argv[i])) {
enableLazyPreload = true;
} else if (argv[i].startsWith(ABI_LIST_ARG)) {
abiList = argv[i].substring(ABI_LIST_ARG.length());
} else if (argv[i].startsWith(SOCKET_NAME_ARG)) {
zygoteSocketName = argv[i].substring(SOCKET_NAME_ARG.length());
} else {
throw new RuntimeException("Unknown command line argument: " + argv[i]);
}
}
if (!enableLazyPreload) {
bootTimingsTraceLog.traceBegin("ZygotePreload");
EventLog.writeEvent(LOG_BOOT_PROGRESS_PRELOAD_START,
SystemClock.uptimeMillis());
//预加载系统资源文件，应用进程都是zygote进程fork出来的，在此进行预加载就不用在应用进程中再去重复加载资源文件，提升应用启动速度
preload(bootTimingsTraceLog);
EventLog.writeEvent(LOG_BOOT_PROGRESS_PRELOAD_END,
SystemClock.uptimeMillis());
bootTimingsTraceLog.traceEnd(); // ZygotePreload
}
...
zygoteServer = new ZygoteServer(isPrimaryZygote);
if (startSystemServer) {
//启动SystemServer进程,有zygote fork而来
Runnable r = forkSystemServer(abiList, zygoteSocketName, 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;
}
}
Log.i(TAG, "Accepting command socket connections");
// The select loop returns early in the child process after a fork and
// loops forever in the zygote.
//死循环，等待Ams发出的创建应用进程的消息
caller = zygoteServer.runSelectLoop(abiList);
}
zygote进程重要事项总结：
c++层：
- 创建Android runtime
- 启动虚拟机
- 注册JNI方法
- 通过JNI调用ZygoteInit.java的main(),转入到java层
java层：
- 预加载一些系统资源，如一些java类，resources文件，Graphics驱动、hal层的资源、动态库相关的操作等等
- 创建zygoteServer 服务端socket，等待AMS发出的创建应用进程的消息。
- fork 出systemServer进程