Android 进程启动流程总结

作者: VitaminChen | 来源:发表于2017-01-12 22:47 被阅读243次

    Android 中所有应用的进程都是从 Zygote 分裂出来的,而进程也是承载各种应用、服务的基础,所以启动任何的服务和应用的第一步就是创建一个进程。
    上一篇 介绍了 Zygote 启动后开启了一个 socket 等待处理客户端的请求,本文就主要介绍 AMS 通过 socket 请求 Zygote 创建进程的过程

    1 AMS.startProcessLocked

    当启动一个应用时,首先需要创建这个应用对应的进程。具体是怎样走到 AMS.startProcessLocked 这一步的,需要单独一篇文章来介绍,简单的说,当我们调用 startActivity 启动一个应用时,最终就会调用到AMS.startProcessLocked 这一步。注意,AMS 是在 SystemServer 进程中执行,Android 系统启动流程总结 第4节有介绍,最终在 SystemServer 进程中启动了 AMS。
    startProcessLocked() 这个方法看起来很长,其实关键的就这一句

    Process.ProcessStartResult startResult = Process.start(entryPoint,
                        app.processName, uid, uid, gids, debugFlags, mountExternal,
                        app.info.targetSdkVersion, app.info.seinfo, requiredAbi, instructionSet,
                        app.info.dataDir, entryPointArgs);
    

    Process.start
    -> ZygoteProcess.start
    -> ZygoteProcess.startViaZygote
    -> ZygoteProcess.zygoteSendArgsAndGetResult(ZygoteState zygoteState, ArrayList<String> args)
    (ZygotePorcess.ZygoteState 这个内部类,负责与 Zygote 建立 socket 连接)
    经过层层调用,最终 zygoteSendArgsAndGetResult 就通过 ZygoteState 把一堆参数发给 Zygote,接下来就是看 Zygote 的处理

    2. Zygote 处理请求

    Zygote在启动之后,调用 ZygoteServer.runSelectLoop 进入等待请求的死循环中:

    void runSelectLoop(String abiList) throws Zygote.MethodAndArgsCaller {
            ArrayList<FileDescriptor> fds = new ArrayList<FileDescriptor>();
            ArrayList<ZygoteConnection> peers = new ArrayList<ZygoteConnection>();
    
            fds.add(mServerSocket.getFileDescriptor());
            peers.add(null);
            while (true) {
                StructPollfd[] pollFds = new StructPollfd[fds.size()];
                for (int i = 0; i < pollFds.length; ++i) {
                    pollFds[i] = new StructPollfd();
                    pollFds[i].fd = fds.get(i);
                    pollFds[i].events = (short) POLLIN;
                }
                try {
                    Os.poll(pollFds, -1);
                } catch (ErrnoException ex) {
                    throw new RuntimeException("poll failed", ex);
                }
                for (int i = pollFds.length - 1; i >= 0; --i) {
                    if ((pollFds[i].revents & POLLIN) == 0) {
                        continue;
                    }
                    if (i == 0) {
                        ZygoteConnection newPeer = acceptCommandPeer(abiList); // 1. 阻塞在这一步,直到收到连接请求
                        peers.add(newPeer);
                        fds.add(newPeer.getFileDesciptor());
                    } else {
                        boolean done = peers.get(i).runOnce(this); // 2. 收到请求后再循环一次进入该执行分支
                        if (done) {
                            peers.remove(i);
                            fds.remove(i);
                        }
                    }
                }
            }
        }
    
        private ZygoteConnection acceptCommandPeer(String abiList) {
            try {
                return createNewConnection(mServerSocket.accept(), abiList);
            } catch (IOException ex) {
                throw new RuntimeException(
                        "IOException during accept()", ex);
            }
        }
    
        protected ZygoteConnection createNewConnection(LocalSocket socket, String abiList)
                throws IOException {
            return new ZygoteConnection(socket, abiList);
        }
    

    mServerSocket 是一个 LocalServerSocket 对象,其 accept() 方法会一直租塞直到有收到连接请求,之后创建一个 ZygoteConnection,然后再一轮 while 循环就进入到注释2处的执行分支,调用 ZygoteConnection.runOnce 方法。

    ZygoteConnection.runOnce()

    ZygoteConnection 中保存了一个 socket 对象,从中读取解析请求参数后,最终调用 Zygote.forkAndSpecialize 创建出了新的进程,之后分两路分别调用 handleChildProc() 和 handleParentProc() 处理子进程和 Zygote 进程。

    • handleChildProc() 中的逻辑和 Android 系统启动流程总结 中第3节介绍 SystemServer 的启动很像,也是进入 RuntimeInit.zygoteInit(),最终通过抛异常的方法调用对应 Java 类的 mian() 函数,如果是启动应用或者服务,这里的 Java 类就是 ActivityThread
    • handleParentProc() 进行一些清理工作,不是本文的重点,略。

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