剖析Frameworks笔记

谈谈对Zygote的理解

• Zygote的作用是什么？

  • 启动SystemServer（从Zygote直接获取常用类、JNI函数、主题资源、共享库等）
  • 孵化应用进程（进程启动->准备工作 ->LOOP）

• Zygote的启动流程

  • Zygote进程是怎么启动的？

    • Init进程通过init.rc获取配置然后启动Zygote进程

    启动进程的方法：

    1. fork+handle
    2. fork+execve

  • 启动后做了什么事

    • Zygote的Native世界
      1. 启动Android虚拟机
      2. 注册Android的JNI函数
      3. 进入Java世界
    • Zygote的Java世界
      1. preload resources预加载资源
      2. fork 出system server
      3. loop循环

  1. Zygote fork要单线程
  2. Zygote 的IPC没有采用binder，而是采用socket

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说说Android系统的启动流程

• Android有哪些主要的系统进程

查看init.rc启动配置文件：

zygote、servicemanager、surfaceflinger、media等

SystemServer不在init.rc中，它是zygote创建的

SystemServer启动系统服务

• 这些系统进程是怎么启动的
• 进程启动之后主要做了什么事

1. zygote是怎么启动的
2. systemServer是怎么启动的
3. 系统服务是怎么启动的？如何解决相互依赖问题？如何发布这些系统服务的？桌面如何启动的？

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你知道怎么添加一个系统服务吗？

• 如何使用系统服务？

  context.getSystemService()获取系统服务的接口对象

  最终是通过SYSTEM_SERVICE_FETCHERS这个hashmap获取的

• 系统服务的创建

  通过createService()方法从ServiceManager.getService()获取系统服务的ibinder对象，然后获取系统服务的代理对象，进行返回

• 如何注册系统服务？

  SystemManager.addService()方法将系统服务的name和IBinder添加到ServiceManager中

• 什么时候注册系统服务？

  SystemServer启动过程：

  1. 启动binder机制
  2. 启动各类系统服务
  3. 进入loop循环

• 独立进程的系统服务

  进程启动后去获取IServiceManager，然后调用addService方法

• 启动binder机制

  1. 打开binder驱动
  2. 映射内存，分配缓冲区
  3. 启动binder线程，进入binder loop

1、添加系统服务的时机

• 在systemServer中，可以加到启动系统服务的位置
• 跑在单独进程中，可以添加到init.rc中

2、服务要做那些事？

• 启动binder机制
• 设置工作
• 将自己注册到serviceManager中

3、应用端要做的事？

• 应用端使用context.getSystemService()方法获取系统服务

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系统服务和bind的应用服务有什么区别？

• 启动方法
  • 系统服务：在SystemServer中启动或者自己有独立进程启动
  • 应用服务：通过context.startServiceCommon()调用AMS启动，管理service，最终通过应用的handleCreateService()启动service
• 注册方法
  • 系统服务：不论是Java层还是native层都是通过serviceManager的addService方法进行注册
  • 应用服务：
    1. 应用端发起bindService调用
    2. AMS 向Service端请求binder对象
    3. Service端发布binder对象到AMS
    4. AMS将binder对象通过回调给应用端
    5. 应用端通过binder调用service端功能
• 使用方式
  • 系统服务：先通过context.getSystemService()获取服务，然后使用
  • 应用服务：通过bindService绑定服务，在onServiceConnected的回调中获取IBinder对象，最终获得binder端接口对象，进行调用

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ServiceManager的启动和工作原理

• ServiceManager的启动

  1. 启动进程（ServiceManager是一个单独的进程，在init.rc中存在）
  2. 启动BInder机制
  3. 发布自己的服务
  4. 等待并响应请求

• 如何获取ServiceManager

  • 独立线程的Service通过BpBinder(0)获取ServiceManager的代理对象

• 怎么添加Service？

  ServiceManager代理对象的addService会调用对ServiceManager进程发送一个handle消息，ServiceManager在handle中处理消息，对service进行添加

• 怎么获取Service？

  先获取ServiceManager代理对象，再调用getService()方法

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应用进程是怎么启动的？

• 进程启动方法：

  • fork-handle这种方法共享父进程资源
  • fork-execve

• 应用进程启动原理

  启动组件时会监测组件的进程是否启动，如果没有则先去启动进程。

  应用中的IActivityManager时AMS的代理对象，AMS中的IAPPlicationThread是应用中ApplicationThread的代理对象，进行binder双向调用

• 进程启动流程：

  1. AMS调用startProcessLocked方法打开本地socket，发送参数列表给zygote，等待zygotefork出进程并把进程id传给AMS
  2. zygote的loop中调用runOnce方法fork进程，并执行进程的main方法，对于一般应用来说就是执行ActivityTThread的main()
  3. 进程启动后会获取AMS的代理对象，并通过这个代理对象向AMS发送应用进程的ApplicationThread对象的代理，实现binder双向调用。

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应用是怎么启动Binder机制的？

zygote 在fork一个应用进程后，这个进程会先去启动Binder机制：

1. 打开binder驱动
2. 映射内存，分配缓冲区
3. 注册binder线程
4. 进入binder loop

应用天生就支持Binder机制是不是从zygote继承过来的？

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谈谈你对Application的理解

• Application有什么作用
  • Application的生命周期与应用的生命周期相同，可以保存应用进程内的全局变量
  • 做初始化操作
  • 提供应用上下文（不会内存泄漏）
• Application的生命周期
  • 构造函数
  • attachBaseContext
  • onCreate
• Application怎么初始化？
  1. 应用进程的main方法中调用AMS的代理类进行注册
  2. AMS通过应用的applicationThread调用bindApplication()方法发送消息
  3. 应用主线程通过handleBindApplication()进程创建Application
     1. 使用class.newInstance调用Application的构造函数创建application
     2. 使用application.attachBaseContext方法设置上下文contextImpl
     3. 调用application.onCreate()方法

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谈谈你对Context的理解

• 应用里面有多少个Context？不同的Context之间有什么区别？

• Activity里的this和getBaseContext有什么区别？

• getApplication和getApplicationContext有什么区别？

  getApplication是Activity和service中的方法，getApplicationContext是Context的抽象方法，二者返回的都是application对象。

• 应用组件的构造，onCreate、attachBaseContext调用顺序？

• Context的作用

  作为应用组件的上下文，调用系统服务、调用资源、启动activity、service等组件

• Context在哪里创建：

  拥有自己的Context的类：

  • Application
  • Activity
  • Service

  Application和Service都是继承自ContextWrapper，ContextWrapper继承自Context，ContextWrapper的实现方法都是，内部的mBase去完成的，这个mBase就是一个ContextImpl对象，这里使用了静态代理的设计模式。

  Activity继承自ContextThemeWrapper，ContextThemeWrapper继承自ContextWrapper。ContextThemeWrapper比ContextWrapper多了一个mTheme成员变量。

  Activity启动是调用performLaunchActivity()方法，activity会使用attach方法，这里传入了一个context对象。

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说说Activity的启动流程

在应用端：

1. 创建Activity对象
2. 准备好Application
3. 创建ContextImpl
4. attach上下文
5. 开始什么周期回调

整体过程：

1. 发送startActivity请求
2. AMS查看需要启动的Activity的进程是否启动
3. 如果已经启动则使用scheduleLaunchActivity()方法，通过binder在应用端开启Activity的创建过程
4. 如果没有启动进程，则AMS发送启动进程请求给Zygote，让Zygote去fork一个进程，并执行ActivityThread.main()方法
5. fork出的进程将pid传给AMS，并且在main中向AMS传入IApplicationThread进行binder的双向通行。
6. AMS中会给这个应用进程创建Application，再执行第3步

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说说Activity的显示原理

1. 在onCreate中调用setContentView()

   • 创建mDecor（一个FrameLayout布局）
   • 将设置的布局加入mDecor
   • 获取主显示区的view（mContentParent）
   • 将自定义的布局加载到主显示区中

2. 主线程在执行handleResumeActivity方法中（onResume之后），会对UI进行操作：

   1. 获取window对象

   2. 获取decorView对象

   3. 获取windowManager对象

   4. 将decorView加入windowManager中

      1. 创建ViewRootImpl对象

      2. ViewRootImpl.setView(mDecor, )

         1. requestLayout()触发绘制

         2. mWindowSession.addToDisplay(mWindow, )

            mWindowSession是应用与WMS进行通信的对象，mWindow注册到WMS后，应用与WMS就可以进行binder双向调用

            WMS功能：

            • 给应用端分配surface
            • 掌管surface显示顺序及位置尺寸
            • 控制窗口动画
            • 输入事件分发

   5. mDecor.setVisibility(View.VISIBLE)，设置可见进行重绘

• PhoneWindow是什么？怎么创建的？
• setContentView原理，DecorView是什么？
• ViewRoot是什么？有什么作用？
• View的显示原理是什么？WMS发挥什么作用？

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应用的UI线程是怎么启动的？

• 对Activity来说，UI线程就是主线程

  activity.runOnUiThread()

• 对View来说，UI线程就是ViewRootImpl创建的时候所在的线程

  View.post(Runnable r)

• Activity的DecorView对应的ViewRootImpl是在主线程创建的

  checkThread()

结论：UI线程就是主线程

UI线程的启动流程：

1. Zygote fork进程
2. 启动binder线程
3. 执行入口函数（ActivityThread.main()）

• 说说UI线程是什么？
• UI线程消息循环是怎么创建的？
• UI线程和UI体系的关系