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。

点击查看大图

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 first argsForZygote.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 list if (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 child handleChildProc(parsedArgs, descriptors, newStderr); // should never happen return true; } else { /* pid != 0 */ // in parent...pid of < 0 means failure return 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 child handleChildProc(parsedArgs, descriptors, newStderr); // should never happen return 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 exit return; } // Remaining arguments are passed to the start class's static main String 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 necessary result = 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; else err = -errno; #else err = 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); else mOut.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 Exception implements 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(new LogPrinter(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。