Android Framework分析init进程如何启动Zygote进程
在Android系统中，init进程是整个系统最先启动的进程，它的启动过程是整个系统启动过程的第一步。init进程的主要作用是启动系统服务和应用进程，其中，Zygote进程是Android系统中的一个重要进程，它主要负责预热Java虚拟机和启动应用进程。本文将着重分析init进程如何启动Zygote进程，作者将结合代码注释和示例代码，让读者更好地理解Zygote的启动流程。
init进程的启动过程
init进程是Android系统中启动最早的进程，其主要职责是启动系统服务和应用进程。在init进程的启动过程中，主要包含以下几个关键步骤：
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init进程读取init.rc配置文件，执行其中的命令，启动各个系统服务。
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在启动过程中，init进程会读取ro.zygote属性，判断是否需要启动Zygote进程。
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如果需要启动Zygote进程，init进程则会执行如下命令：
service zygote /system/bin/app_process -Xzygote /system/bin --zygote --start-system-server
- 然后，init进程会启动Zygote进程，并通过Binder机制与Zygote进程建立连接，并通过Impersonation进行用户身份验证。
如上所示，init进程启动Zygote进程的关键步骤主要涉及读取ro.zygote属性、启动命令的执行和与Zygote进程的连接。下面我们将逐一进行讲解。
读取ro.zygote属性
在启动过程中，init进程会通过读取ro.zygote属性的方式来判断是否需要启动Zygote进程。ro.zygote属性是一个系统属性，它的值通常是"/system/bin/app_process32"或"/system/bin/app_process64"，用于指定Zygote进程的路径。
在读取ro.zygote属性时，init进程会调用getConfigurationProperty()方法，该方法会读取/system/build.prop和/prop/*.prop等多个属性文件，并将结果缓存在静态变量中，以提升系统启动速度。
/**
* Returns the property value for a given key or {@code defaultValue} if no such property
* exists.
*/
static String getConfigurationProperty(String key, String defaultValue) {
if (key == null) return defaultValue;
String value = (String) sConfigKeysAndValues.get(key);
if (value == null) {
// On Android, system properties are prefixed with "ro.", whereas on ctsdevices, they are not. Since CTS is not expected to pass when running on a commercial device, we
// handle the "ro." prefix here to make it easier to perform target-independent testing.
value = SystemProperties.get("ro." + key);
if (TextUtils.isEmpty(value)) {
value = SystemProperties.get(key);
}
if (!TextUtils.isEmpty(value)) {
sConfigKeysAndValues.put(key, value);
}
}
return !TextUtils.isEmpty(value) ? value : defaultValue;
}
如上所示，getConfigurationProperty()方法是读取系统属性文件的重要方法之一，它会先从缓存中查找属性值，如果缓存中没有，则会依次读取/system/build.prop和/prop/*.prop等属性文件，并通过SystemProperties.get()方法获取属性值。
如果ro.zygote属性存在并且值不为空，则认为需要启动Zygote进程。
启动命令的执行
如果ro.zygote属性存在并且值不为空，则init进程会执行启动Zygote进程的命令：
service zygote /system/bin/app_process -Xzygote /system/bin --zygote --start-system-server
上述命令的核心是执行/system/bin/app_process命令，并启动Zygote进程。下面，我们来详细解析/system/bin/app_process命令的原理。
app_process命令的原理
app_process命令是Android系统中启动Zygote进程的关键命令，它主要负责预热Java虚拟机和启动应用进程。下面，我们来详细了解app_process命令的原理。
app_process命令是通过/system/bin/app_process.sh脚本来实现的，具体实现过程如下：
- 通过构造CLASSPATH和LD_LIBRARY_PATH环境变量，将ZygoteInit所依赖的标准库和应用进程的类所在路径加入到系统路径中。
# 构造CLASSPATH和LD_LIBRARY_PATH
MAGIC_VM_ARGS_FIRST="--runtime-args"
MAGIC_VM_ARGS_SECOND="log:logcat -s ZygoteInit"
if [ "$nice_name" = "zygote" ] ; then
export LD_LIBRARY_PATH=/system/lib64:/system/lib
CLASSPATH=$SYSTEMSERVERCLASSPATH
else
CLASSPATH=$ANDROID_ROOT/$SYSTEMSERVERCLASSPATH:$BOOTCLASSPATH
export ANDROID_ROOT
fi
export CLASSPATH LD_LIBRARY_PATH
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通过读取/android_root/prop文件中的ro.debuggable属性、/system/lib/libz.so库和/system/bin/debuggerd程序来判断是否需要启用调试模式。
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添加/system/bin/config文件中的-Djava.awt.headless=true参数，并构造启动Zygote进程的命令。
# 添加-Djava.awt.headless=true
args="$args -Djava.awt.headless=true"
# 构造启动Zygote进程的命令
exec $ZYGOTE_BINARY $ARGS_FOR_ZYGOTE
$MAGIC_VM_ARGS_FIRST
$args
$MAGIC_VM_ARGS_SECOND
"${debug_flags[@]}"
如上所示，通过构造CLASSPATH和LD_LIBRARY_PATH环境变量、判断是否启用调试模式以及构造启动Zygote进程的命令，app_process命令完成了Java虚拟机的预热和Zygote进程的启动。
与Zygote进程的连接
在启动Zygote进程后，init进程会通过Binder机制和Impersonation进行身份验证，与Zygote进程建立连接，并执行如下命令：
write /sys/android_power/request_state 0
目的是让Zygote进程能够释放设备资源，并准备就绪，等待应用进程的请求。在连接建立完成后，init进程会通过Binder机制向Zygote进程发送启动应用进程的请求。
总结
本文主要针对Android系统启动流程中init进程如何启动Zygote进程这个重要的问题展开了详细的讲解。作者结合实际代码，对相关知识点进行了解析，包括ro.zygote属性的读取、app_process命令的原理、与Zygote进程的连接等方面。在了解了这些内容后，读者应该能够更深入地理解Android系统的启动过程，并在实际开发中做出更加明智的决策。
参考资料：
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Android Framework源码：https://cs.android.com/android/platform/superproject/
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Android Developers官方文档：https://developer.android.com/docs