編輯:關於Android編程
Android基於Linux2.6+內核,我們看一張圖,以對Android系統的架構有個感性的認識。
我們從Kernel層簡單說明:
1、Kernel層:基於Linux2.6+內核,同時做了一些嵌入式環境做了一些針對性的優化調整。
2、Libraries層:包括Bionic C庫,以及HAL(硬件驅動接口抽象)等API。
3、Android Runtime(ART)層:包含核心應用庫和Dalvik虛擬機。
4、Application FramewZ喎?/kf/ware/vc/" target="_blank" class="keylink">vcmuy46O6tL9KQVZBtcRBUEm/8rzco6yw/MCoQWN0aXZpdHkgTWFuYWdlcrrNV2luZG93cyBNYW5hZ2VytcihozwvcD4KPHA+ICAgIDWhokFwcGxpY2F0aW9usuOjurnLw/vLvNLlo6zTptPDsuOjrMjn1KTXsLXEtee7sKGitszQxaOs087Pt0FQULXIoaM8L3A+CjxwPiAgICA8L3A+CjxwPiAgICDPwsPmo6zO0sPHytfPyL+0z8LSu7j2teTQzbXEQW5kcm9pZM+1zbNBUFC9+LPM07PP8aO6PC9wPgo8cD7D/MHu0NDK5MjrUFOjrLLpv7S1scewvfizzMHQse2jujwvcD4KPHA+PGltZyBzcmM9"/uploadfile/Collfiles/20140716/2014071608491840.png" alt="\">
我們看看紅圈標注的進程,其中10002為PID,137為父進程ID。
可以看到進程號137的進程即為神秘的“zygote”進程,而zygote的父進程為init進程。init進程為Android一切進程的祖先進程,而zygote則為APP應用的祖先進程。
至此,我們對Android的應用啟動的初始過程有了一個大致的認識,下面,我們結合AOSP(Android Open Source Project)來做更深入的分析。
Android開源代碼庫:點擊打開鏈接
首先我們從app_main.cpp開始(點擊打開鏈接),這個就是/system/bin/app_process的C++源碼,也就是所有APP的父進程。我們直接對照源碼進程閱讀,我添加了注釋:
int main(int argc, char* const argv[]) { if (prctl(PR_SET_NO_NEW_PRIVS, 1, 0, 0, 0) < 0) { // Older kernels don't understand PR_SET_NO_NEW_PRIVS and return // EINVAL. Don't die on such kernels. if (errno != EINVAL) { LOG_ALWAYS_FATAL("PR_SET_NO_NEW_PRIVS failed: %s", strerror(errno)); return 12; } } AppRuntime runtime(argv[0], computeArgBlockSize(argc, argv)); // Process command line arguments // ignore argv[0] argc--; argv++; // Everything up to '--' or first non '-' arg goes to the vm. // // The first argument after the VM args is the "parent dir", which // is currently unused. // // After the parent dir, we expect one or more the following internal // arguments : // // --zygote : Start in zygote mode // --start-system-server : Start the system server. // --application : Start in application (stand alone, non zygote) mode. // --nice-name : The nice name for this process. // // For non zygote starts, these arguments will be followed by // the main class name. All remaining arguments are passed to // the main method of this class. // // For zygote starts, all remaining arguments are passed to the zygote. // main function. int i = runtime.addVmArguments(argc, argv); // Parse runtime arguments. Stop at first unrecognized option. bool zygote = false; bool startSystemServer = false; bool application = false; const char* niceName = NULL; String8 className; ++i; // Skip unused "parent dir" argument. while (i < argc) { const char* arg = argv[i++]; /******************* 啟動參數包含--zygote niceName即進程名,在ARM32下,ZYGOTE_NICE_NAME = zygote(ARM64則為zygote64) *******************/ if (strcmp(arg, "--zygote") == 0) { zygote = true; niceName = ZYGOTE_NICE_NAME; } /******************* 啟動參數包含--start-system-server 置startSystemServer為true,以同時啟動system-server *******************/ else if (strcmp(arg, "--start-system-server") == 0) { startSystemServer = true; } /******************* 啟動參數包含--application 置application為true,傳遞參數給dalvik *******************/ else if (strcmp(arg, "--application") == 0) { application = true; } else if (strncmp(arg, "--nice-name=", 12) == 0) { niceName = arg + 12; } else if (strncmp(arg, "--", 2) != 0) { className.setTo(arg); break; } else { --i; break; } } Vectorargs; if (!className.isEmpty()) { // We're not in zygote mode, the only argument we need to pass // to RuntimeInit is the application argument. // // The Remainder of args get passed to startup class main(). Make // copies of them before we overwrite them with the process name. /******************* 非Zygote模式處理 *******************/ args.add(application ? String8("application") : String8("tool")); runtime.setClassNameAndArgs(className, argc - i, argv + i); } else { // We're in zygote mode. /******************* Zygote模式啟動處理 *******************/ maybeCreateDalvikCache(); if (startSystemServer) { args.add(String8("start-system-server")); } char prop[PROP_VALUE_MAX]; if (property_get(ABI_LIST_PROPERTY, prop, NULL) == 0) { LOG_ALWAYS_FATAL("app_process: Unable to determine ABI list from property %s.", ABI_LIST_PROPERTY); return 11; } String8 abiFlag("--abi-list="); abiFlag.append(prop); args.add(abiFlag); // In zygote mode, pass all remaining arguments to the zygote // main() method. for (; i < argc; ++i) { args.add(String8(argv[i])); } } if (niceName && *niceName) { runtime.setArgv0(niceName); set_process_name(niceName); } if (zygote) { /******************* Zygote Init,Dalvik啟動 *******************/ runtime.start("com.android.internal.os.ZygoteInit", args); } else if (className) { runtime.start("com.android.internal.os.RuntimeInit", args); } else { fprintf(stderr, "Error: no class name or --zygote supplied.\n"); app_usage(); LOG_ALWAYS_FATAL("app_process: no class name or --zygote supplied."); return 10; } }
其作用就是初始化zygote進程。
zygote啟動過程可以大致描述如下:執行app_process,並修改進程名為zygote,同時根據傳入的start-system-server參數,啟動system-server服務,同時初始化dalvik虛擬機。我們看看AndroidRuntime這個類的源碼(點擊打開鏈接),其中start函數的作用有兩個,一是啟動dalvik VM,一是執行com.android.internal.os.ZygoteInit的main函數,並傳遞相關參數,實現zygote初始化工作。
我們再看看com.android.internal.os.ZygoteInit這個JAVA類的源碼(點擊打開鏈接),看看究竟都做了什麼。
public static void main(String argv[]) { try { // Start profiling the zygote initialization. SamplingProfilerIntegration.start(); boolean startSystemServer = false; String socketName = "zygote"; String abiList = null; for (int i = 1; i < argv.length; i++) { if ("start-system-server".equals(argv[i])) { /*准備啟動system_server*/ startSystemServer = true; } else if (argv[i].startsWith(ABI_LIST_ARG)) { abiList = argv[i].substring(ABI_LIST_ARG.length()); } else if (argv[i].startsWith(SOCKET_NAME_ARG)) { /*Zygote監聽的socketname,默認為/dev/socket/zygote */ socketName = argv[i].substring(SOCKET_NAME_ARG.length()); } else { throw new RuntimeException("Unknown command line argument: " + argv[i]); } } if (abiList == null) { throw new RuntimeException("No ABI list supplied."); } /**注冊socket*/ registerZygoteSocket(socketName); EventLog.writeEvent(LOG_BOOT_PROGRESS_PRELOAD_START, SystemClock.uptimeMillis()); preload(); EventLog.writeEvent(LOG_BOOT_PROGRESS_PRELOAD_END, SystemClock.uptimeMillis()); // Finish profiling the zygote initialization. SamplingProfilerIntegration.writeZygoteSnapshot(); // Do an initial gc to clean up after startup gc(); // Disable tracing so that forked processes do not inherit stale tracing tags from // Zygote. Trace.setTracingEnabled(false); if (startSystemServer) { startSystemServer(abiList, socketName); } Log.i(TAG, "Accepting command socket connections"); runSelectLoop(abiList); closeServerSocket(); } catch (MethodAndArgsCaller caller) { caller.run(); } catch (RuntimeException ex) { Log.e(TAG, "Zygote died with exception", ex); closeServerSocket(); throw ex; } }
1、Launcher(Android的“發射進程”,你能看到的桌面,應用列表等都是Launcher的內容)進程監聽到應用啟動事件,如你點擊了APP圖標;
2、通過Binder(Android跨進程通信框架IPC),跨進程通知Activity Manager服務來啟動Activity。ActivityManager調用Zygote.forkAndSpecialize來fork一個新的APP子進程並返回PID,然後調用APP的啟動Activity的OnStart和OnCreate方法,完成啟動!
我們看看Fork這個函數(點擊打開鏈接):Fork的作用是“克隆”一個和當前進程結構一致的全新子進程(當然,並不是完整的照搬)!這是Android的一個聰明的做法,依據Linux的COW(Copy On Write)理論,新生成的進程會“共享”父進程的所有庫鏈接信息,同時會加載自己應有特定的一些LIB,例如Bionic libc庫是所有APP共享的,由於它是只讀的,因此所有的APP共享一份“物理存儲”的LIBC庫,而不是每個APP一份拷貝。
我們看看Zygote進程的內存maps片段:
/system/lib下面的這些C庫被所有APP進程共享,雖然在不同的APP進程中可能位於不同的虛擬地址,但“共享”一份物理存儲!其他的APP啟動後的內存映像都是從這個zygote完整“拷貝”過來的!
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