Zygote启动分析

         基于性能的考虑，Dalvik虚拟机只启动一次，新的实例将从第一次启动的Dalvik中拷贝。这个功能是通过系统服务Zygote来实现的。

   Zygote的启动过程简述如下：首先，它预初始化和预加载通用的Android类到它的堆中。然后，它监听在Socket端口上，等待启动一个新的Android应用程序的命令。当接收到一个启动应用程序命令，它将利用已经加载的应用程序fork出一个新的进程。该进程就是被启动的应用程序，且与原始的Zygote进程共享同一个写时复制（copy-on-write）映射的堆。因此，Zygote的堆被链接到该新进程。如果该应用程序只从堆中读取数据，那么就一直与Zygote共享堆。但是，一旦应用程序在堆上执行写操作，那么堆对应的内存页被会被复制且会链接到新页上。这样，应用程序就可以修改过堆中的数据而不用担心会影响Zygote进程的堆了。

当一个新的Android应用程序产生时，它使用Zygote的内存布局，因此，对每个应用程序来说，它们的内存布局是一样的。

         下面分析一下代码的流程：

1.  根据init.rc的启动服务的命令，将运行/system/bin/app_process启动zygote。 app_process的命令参数形式为：app_process[java-options] cmd-dir start-class-name [options]，

由此可知，传入虚拟机的参数为-Xzygote，首先，-X一般是虚拟机的非标准选项，允许虚拟机定义一些特别的选项，其中zygote就是dalvik虚拟机定义的特制的选项，表示当前运行在zygote模式。在zygote模式下，虚拟机不会启动额外的线程。命令所在的目录是/system/bin，传给app_process的参数是--zygote和--start-system-server。这两个参数表示当前启动的进程名字叫zygote，并且要启动SystemServer。

 

while (i < argc) {         const char* arg = argv[i++];         if (!parentDir) {             parentDir = arg;         } else if (strcmp(arg, "--zygote") == 0) {             zygote = true;             niceName = "zygote";         } else if (strcmp(arg, "--start-system-server") == 0) {             startSystemServer = true;         } else if (strcmp(arg, "--application") == 0) {             application = true;         } else if (strncmp(arg, "--nice-name=", 12) == 0) {             niceName = arg + 12;         } else {             className = arg;             break;         }     }

 

 

2. 接下来，将启动ZygoteInit这个类。在启动这个类之前，会调用startVM(JavaVM** pJavaVM, JNIEnv** pEnv)创建一个dalvik虚拟机，其中JavaVM代表dalvik虚拟机的一个实例，每个进程只有一个实例，JNIEnv代表一个dalvik虚拟机运行环境，每个线程拥有一个实例。接下来通过调用startReg(env)来向虚拟机注册一些JNI本地函数。最后进入ZygoteInit类中的入口函数main中去运行。

 

…     if (zygote) {         runtime.start("com.android.internal.os.ZygoteInit",                 startSystemServer ? "start-system-server" : "");     } else if (className) { …

 

在Android::start()方法中，启动虚拟机以及注册Android的JNI本地函数。

 

void AndroidRuntime::start(const char* className, const char* options) {          ...       /* start the virtual machine */     JNIEnv* env;     if (startVm(&mJavaVM, &env) != 0) {         return;     }     onVmCreated(env);       /*      * Register android functions.      */     if (startReg(env) < 0) {         ALOGE("Unable to register all android natives\n");         return;     }      ...       /*      * Start VM.  This thread becomes the main thread of the VM, and will      * not return until the VM exits.      */     char* slashClassName = toSlashClassName(className);     jclass startClass = env->FindClass(slashClassName);     if (startClass == NULL) {         ALOGE("JavaVM unable to locate class '%s'\n", slashClassName);         /* keep going */     } 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 {             env->CallStaticVoidMethod(startClass, startMeth, strArray);   #if 0             if (env->ExceptionCheck())                 threadExitUncaughtException(env); #endif         }     }          ... }

 

3. 接下来，将进入ZygoteInit的main方法，首先registerZygoteSocket()会注册一个服务器端的本地Socket，Socket的路径由环境变量ANDROID_SOCKET_zygote指定。它的主要目的是监听启动应用程序的命令请求，并fork一个子进程来处理启动相应的应用程序。然后，preload()函数会预加载一些资源和一些通用类（由preloaded-classes资源文件指定）。接下来，调用startSystemServer()来启动SystemServer进程。主线程继续执行代码，最后阻塞在runSelectLoop()，在该函数中将接受请求，并fork子进程来处理。

 

public static void main(String argv[]) {         try {                             ...               registerZygoteSocket();                             ...             preload();                             ...             if (argv[1].equals("start-system-server")) {                 startSystemServer();             } else if (!argv[1].equals("")) {                 throw new RuntimeException(argv[0] + USAGE_STRING);             }               Log.i(TAG, "Accepting command socket connections");               runSelectLoop();               closeServerSocket();         } catch (MethodAndArgsCaller caller) {             caller.run();         } catch (RuntimeException ex) {             Log.e(TAG, "Zygote died with exception", ex);             closeServerSocket();             throw ex;         }     }

 

4. 最后我们看一下，如何启动SystemServer。

     在startSystemServer()中，进入handleSystemServerProcess(…)。最终调用的是RuntimeInit.zygoteInit(…)，这个函数会执行一些通用的初始化，最后通过applicationInit(…)调用com.android.server.SystemServer的main函数。

 

5. SystemServer会开启一个ServerThread线程，在该线程中启动一系列服务后，最后会通过ActivityManagerService.self().systemReady(…) -> resumeTopActivityLocked->startHomeActivityLocked启动Home Activity，即Launcher。