/frameworks/base/core/java/com/android/internal/os/ - ZygoteInit.java - ZygoteConnection.java - RuntimeInit.java - Zygote.java /frameworks/base/core/java/android/os/Process.java /frameworks/base/core/jni/com_android_internal_os_Zygote.cpp /frameworks/base/core/jni/AndroidRuntime.cpp /frameworks/base/cmds/app_process/App_main.cpp （內含AppRuntime類） /libcore/dalvik/src/main/java/dalvik/system/ZygoteHooks.java /art/runtime/native/dalvik_system_ZygoteHooks.cc /art/runtime/Runtime.cc /art/runtime/Thread.cc /art/runtime/signal_catcher.cc 一. 概述
准備知識
本文要介紹的是進程的創建，先簡單說說進程與線程的區別。
進程：每個App在啟動前必須先創建一個進程，該進程是由Zygote fork出來的，進程具有獨立的資源空間，用於承載App上運行的各種Activity/Service等組件。進程對於上層應用來說是完全透明的，這也是google有意為之，讓App程序都是運行在Android Runtime。大多數情況一個App就運行在一個進程中，除非在AndroidManifest.xml中配置Android:process屬性，或通過native代碼fork進程。
線程：線程對應用開發者來說非常熟悉，比如每次new Thread().start()都會創建一個新的線程，該線程並沒有自己獨立的地址空間，而是與其所在進程之間資源共享。從Linux角度來說進程與線程都是一個task_struct結構體，除了是否共享資源外，並沒有其他本質的區別。
在接下來的文章，會涉及到system_server進程和Zygote進程，下面簡要這兩個進程：
system_server進程：是用於管理整個Java framework層，包含ActivityManager，PowerManager等各種系統服務;Zygote進程：是Android系統的首個Java進程，Zygote是所有Java進程的父進程，包括system_server進程以及所有的App進程都是Zygote的子進程，注意這里說的是子進程，而非子線程。
如果想更進一步了解system_server進程和Zygote進程在整個Android系統所處的地位，可查看我的另一個文章Android系統-開篇。
進程創建圖
對於大多數的應用開發者來說創建線程比較熟悉，而對於創建進程並沒有太多的概念。對於系統工程師或者高級開發者，還是有很必要了解Android系統是如何一步步地創建出一個進程的。先來看一張進程創建過程的簡要圖：
圖解：
- App發起進程：當從桌面啟動應用，則發起進程便是Launcher所在進程；當從某App內啟動遠程進程，則發送進程便是該App所在進程。發起進程先通過binder發送消息給system_server進程；
- system_server進程：調用Process.start()方法，通過socket向zygote進程發送創建新進程的請求；
- zygote進程：在執行
ZygoteInit.main()后便進入runSelectLoop()循環體內，當有客戶端連接時便會執行ZygoteConnection.runOnce()方法，再經過層層調用后fork出新的應用進程； - 新進程：執行handleChildProc方法，最后調用ActivityThread.main()方法。
接下來，依次從system_server進程發起請求到Zygote創建進程，再到新進程的運行這3大塊展開講解進程創建是一個怎樣的過程。
二. system_server發起請求
1. Process.start
[-> Process.java]
public static final ProcessStartResult start(final String processClass, final String niceName, int uid, int gid, int[] gids, int debugFlags, int mountExternal, int targetSdkVersion, String seInfo, String abi, String instructionSet, String appDataDir, String[] zygoteArgs) { try { //【見小節2】 return startViaZygote(processClass, niceName, uid, gid, gids, debugFlags, mountExternal, targetSdkVersion, seInfo, abi, instructionSet, appDataDir, zygoteArgs); } catch (ZygoteStartFailedEx ex) { throw new RuntimeException(""); } } 2. startViaZygote
[-> Process.java]
private static ProcessStartResult startViaZygote(final String processClass, final String niceName, final int uid, final int gid, final int[] gids, int debugFlags, int mountExternal, int targetSdkVersion, String seInfo, String abi, String instructionSet, String appDataDir, String[] extraArgs) throws ZygoteStartFailedEx { synchronized(Process.class) { ArrayList<String> argsForZygote = new ArrayList<String>(); argsForZygote.add("--runtime-args"); argsForZygote.add("--setuid=" + uid); argsForZygote.add("--setgid=" + gid); argsForZygote.add("--target-sdk-version=" + targetSdkVersion); if (niceName != null) { argsForZygote.add("--nice-name=" + niceName); } if (appDataDir != null) { argsForZygote.add("--app-data-dir=" + appDataDir); } argsForZygote.add(processClass); if (extraArgs != null) { for (String arg : extraArgs) { argsForZygote.add(arg); } } //【見小節3】 return zygoteSendArgsAndGetResult(openZygoteSocketIfNeeded(abi), argsForZygote); } } 該過程主要工作是生成argsForZygote數組，該數組保存了進程的uid、gid、groups、target-sdk、nice-name等一系列的參數。
3. zygoteSendArgsAndGetResult
[-> Process.java]
private static ProcessStartResult zygoteSendArgsAndGetResult( ZygoteState zygoteState, ArrayList<String> args) throws ZygoteStartFailedEx { try { //其中zygoteState 【見小節3.1】 final BufferedWriter writer = zygoteState.writer; final DataInputStream inputStream = zygoteState.inputStream; writer.write(Integer.toString(args.size())); writer.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"); } writer.write(arg); writer.newLine(); } writer.flush(); ProcessStartResult result = new ProcessStartResult(); //等待socket服務端（即zygote）返回新創建的進程pid; //對於等待時長問題，Google正在考慮此處是否應該有一個timeout，但目前是沒有的。 result.pid = inputStream.readInt(); if (result.pid < 0) { throw new ZygoteStartFailedEx("fork() failed"); } result.usingWrapper = inputStream.readBoolean(); return result; } catch (IOException ex) { zygoteState.close(); throw new ZygoteStartFailedEx(ex); } } 這個方法的主要功能是通過socket通道向Zygote進程發送一個參數列表，然后進入阻塞等待狀態，直到遠端的socket服務端發送回來新創建的進程pid才返回。
3.1 openZygoteSocketIfNeeded
private static ZygoteState openZygoteSocketIfNeeded(String abi) throws ZygoteStartFailedEx { if (primaryZygoteState == null || primaryZygoteState.isClosed()) { try { //向主zygote發起connect()操作 primaryZygoteState = ZygoteState.connect(ZYGOTE_SOCKET); } catch (IOException ioe) { ... } } if (primaryZygoteState.matches(abi)) { return primaryZygoteState; } if (secondaryZygoteState == null || secondaryZygoteState.isClosed()) { //當主zygote沒能匹配成功，則采用第二個zygote，發起connect()操作 secondaryZygoteState = ZygoteState.connect(SECONDARY_ZYGOTE_SOCKET); } if (secondaryZygoteState.matches(abi)) { return secondaryZygoteState; } ... } openZygoteSocketIfNeeded(abi)方法是根據當前的abi來選擇與zygote還是zygote64來進行通信。
既然system_server進程的zygoteSendArgsAndGetResult()方法通過socket向Zygote進程發送消息，這是便會喚醒Zygote進程，來響應socket客戶端的請求（即system_server端），接下來的操作便是在Zygote來創建進程【見小節4】
三. Zygote創建進程
文章Android系統啟動-zygote篇已介紹，簡單來說就是Zygote進程是由由init進程而創建的，進程啟動之后調用ZygoteInit.main()方法，經過創建socket管道，預加載資源后，便進程runSelectLoop()方法。
4. ZygoteInit.main
[–>ZygoteInit.java]
public static void main(String argv[]) { try { runSelectLoop(abiList); //【見小節5】 .... } catch (MethodAndArgsCaller caller) { caller.run(); //【見小節16】 } catch (RuntimeException ex) { closeServerSocket(); throw ex; } } 后續會講到runSelectLoop()方法會拋出異常MethodAndArgsCaller，從而進入caller.run()方法。
5. runSelectLoop
[-> ZygoteInit.java]
private static void runSelectLoop(String abiList) throws MethodAndArgsCaller { ArrayList<FileDescriptor> fds = new ArrayList<FileDescriptor>(); ArrayList<ZygoteConnection> peers = new ArrayList<ZygoteConnection>(); //sServerSocket是socket通信中的服務端，即zygote進程。保存到fds[0] fds.add(sServerSocket.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 { //處理輪詢狀態，當pollFds有事件到來則往下執行，否則阻塞在這里 Os.poll(pollFds, -1); } catch (ErrnoException ex) { ... } for (int i = pollFds.length - 1; i >= 0; --i) { //采用I/O多路復用機制，當接收到客戶端發出連接請求 或者數據處理請求到來，則往下執行； // 否則進入continue，跳出本次循環。 if ((pollFds[i].revents & POLLIN) == 0) { continue; } if (i == 0) { //即fds[0]，代表的是sServerSocket，則意味着有客戶端連接請求； // 則創建ZygoteConnection對象,並添加到fds。//【見小節5.1】 ZygoteConnection newPeer = acceptCommandPeer(abiList); peers.add(newPeer); fds.add(newPeer.getFileDesciptor()); //添加到fds. } else { //i>0，則代表通過socket接收來自對端的數據，並執行相應操作【見小節6】 boolean done = peers.get(i).runOnce(); if (done) { peers.remove(i); fds.remove(i); //處理完則從fds中移除該文件描述符 } } } } } 該方法主要功能：
- 客戶端通過openZygoteSocketIfNeeded()來跟zygote進程建立連接。zygote進程收到客戶端連接請求后執行accept()；然后再創建ZygoteConnection對象,並添加到fds數組列表；
- 建立連接之后，可以跟客戶端通信，進入runOnce()方法來接收客戶端數據，並執行進程創建工作。
5.1 acceptCommandPeer
[-> ZygoteInit.java]
private static ZygoteConnection acceptCommandPeer(String abiList) { try { return new ZygoteConnection(sServerSocket.accept(), abiList); } catch (IOException ex) { ... } } 接收客戶端發送過來的connect()操作，Zygote作為服務端執行accept()操作。 再后面客戶端調用write()寫數據，Zygote進程調用read()讀數據。
沒有連接請求時會進入休眠狀態，當有創建新進程的連接請求時，喚醒Zygote進程，創建Socket通道ZygoteConnection，然后執行ZygoteConnection的runOnce()方法。
6. runOnce
[-> ZygoteConnection.java]
boolean runOnce() throws ZygoteInit.MethodAndArgsCaller { String args[]; Arguments parsedArgs = null; FileDescriptor[] descriptors; try { //讀取socket客戶端發送過來的參數列表 args = readArgumentList(); descriptors = mSocket.getAncillaryFileDescriptors(); } catch (IOException ex) { closeSocket(); return true; } PrintStream newStderr = null; if (descriptors != null && descriptors.length >= 3) { newStderr = new PrintStream(new FileOutputStream(descriptors[2])); } int pid = -1; FileDescriptor childPipeFd = null; FileDescriptor serverPipeFd = null; try { //將binder客戶端傳遞過來的參數，解析成Arguments對象格式 parsedArgs = new Arguments(args); ... int [] fdsToClose = { -1, -1 }; FileDescriptor fd = mSocket.getFileDescriptor(); if (fd != null) { fdsToClose[0] = fd.getInt$(); } fd = ZygoteInit.getServerSocketFileDescriptor(); if (fd != null) { fdsToClose[1] = fd.getInt$(); } fd = null; //【見小節7】 pid = Zygote.forkAndSpecialize(parsedArgs.uid, parsedArgs.gid, parsedArgs.gids, parsedArgs.debugFlags, rlimits, parsedArgs.mountExternal, parsedArgs.seInfo, parsedArgs.niceName, fdsToClose, parsedArgs.instructionSet, parsedArgs.appDataDir); } catch (Exception e) { ... } try { if (pid == 0) { //子進程執行 IoUtils.closeQuietly(serverPipeFd); serverPipeFd = null; //【見小節13】 handleChildProc(parsedArgs, descriptors, childPipeFd, newStderr); // 不應到達此處，子進程預期的是拋出異常ZygoteInit.MethodAndArgsCaller或者執行exec(). return true; } else { //父進程執行 IoUtils.closeQuietly(childPipeFd); childPipeFd = null; return handleParentProc(pid, descriptors, serverPipeFd, parsedArgs); } } finally { IoUtils.closeQuietly(childPipeFd); IoUtils.closeQuietly(serverPipeFd); } } 7. forkAndSpecialize
[-> Zygote.java]
public static int forkAndSpecialize(int uid, int gid, int[] gids, int debugFlags, int[][] rlimits, int mountExternal, String seInfo, String niceName, int[] fdsToClose, String instructionSet, String appDataDir) { VM_HOOKS.preFork(); //【見小節8】 int pid = nativeForkAndSpecialize( uid, gid, gids, debugFlags, rlimits, mountExternal, seInfo, niceName, fdsToClose, instructionSet, appDataDir); //【見小節9】 ... VM_HOOKS.postForkCommon(); //【見小節11】 return pid; } VM_HOOKS是Zygote對象的靜態成員變量：VM_HOOKS = new ZygoteHooks();
7.1 Zygote進程
先說說Zygote進程，如下圖：
從圖中可知Zygote進程有4個Daemon子線程分別是ReferenceQueueDaemon，FinalizerDaemon，FinalizerWatchdogDaemon，HeapTaskDaemon。圖中線程名顯示的並不完整是由於底層的進程結構體task_struct是由長度為16的char型數組保存，超過15個字符便會截斷。
可能有人會問zygote64進程不是還有system_server，com.android.phone等子線程，怎么會只有4個呢？那是因為這些並不是Zygote子線程，而是Zygote的子進程。在圖中用紅色圈起來的是進程的VSIZE，virtual size)，代表的是進程虛擬地址空間大小。線程與進程的最為本質的區別便是是否共享內存空間，圖中VSIZE和Zygote進程相同的才是Zygote的子線程，否則就是Zygote的子進程。
8. preFork
[-> ZygoteHooks.java]
public void preFork() { Daemons.stop(); //停止4個Daemon子線程【見小節8.1】 waitUntilAllThreadsStopped(); //等待所有子線程結束【見小節8.2】 token = nativePreFork(); //完成gc堆的初始化工作【見小節8.3】 } 8.1 Daemons.stop
public static void stop() { HeapTaskDaemon.INSTANCE.stop(); //Java堆整理線程 ReferenceQueueDaemon.INSTANCE.stop(); //引用隊列線程 FinalizerDaemon.INSTANCE.stop(); //析構線程 FinalizerWatchdogDaemon.INSTANCE.stop(); //析構監控線程 } 此處守護線程Stop方式是先調用目標線程interrrupt()方法，然后再調用目標線程join()方法，等待線程執行完成。
8.2 waitUntilAllThreadsStopped
private static void waitUntilAllThreadsStopped() { File tasks = new File("/proc/self/task"); // 當/proc中線程數大於1，就出讓CPU直到只有一個線程，才退出循環 while (tasks.list().length > 1) { Thread.yield(); } } 8.3 nativePreFork
nativePreFork通過JNI最終調用如下方法：
[-> dalvik_system_ZygoteHooks.cc]
static jlong ZygoteHooks_nativePreFork(JNIEnv* env, jclass) { Runtime* runtime = Runtime::Current(); runtime->PreZygoteFork(); // 見下文 if (Trace::GetMethodTracingMode() != TracingMode::kTracingInactive) { Trace::Pause(); } //將線程轉換為long型並保存到token，該過程是非安全的 return reinterpret_cast<jlong>(ThreadForEnv(env)); } 至於runtime->PreZygoteFork的過程：
void Runtime::PreZygoteFork() {
// 堆的初始化工作。這里就不繼續再往下追art虛擬機 heap_->PreZygoteFork(); } VM_HOOKS.preFork()的主要功能便是停止Zygote的4個Daemon子線程的運行，等待並確保Zygote是單線程（用於提升fork效率），並等待這些線程的停止，初始化gc堆的工作, 並將線程轉換為long型並保存到token
9. nativeForkAndSpecialize
nativeForkAndSpecialize()通過JNI最終調用調用如下方法：
[-> com_android_internal_os_Zygote.cpp]
static jint com_android_internal_os_Zygote_nativeForkAndSpecialize( JNIEnv* env, jclass, jint uid, jint gid, jintArray gids, jint debug_flags, jobjectArray rlimits, jint mount_external, jstring se_info, jstring se_name, jintArray fdsToClose, jstring instructionSet, jstring appDataDir) { // 將CAP_WAKE_ALARM賦予藍牙進程 jlong capabilities = 0; if (uid == AID_BLUETOOTH) { capabilities |= (1LL << CAP_WAKE_ALARM); } //【見流程10】 return ForkAndSpecializeCommon(env, uid, gid, gids, debug_flags, rlimits, capabilities, capabilities, mount_external, se_info, se_name, false, fdsToClose, instructionSet, appDataDir); } 10. ForkAndSpecializeCommon
[-> com_android_internal_os_Zygote.cpp]
static pid_t ForkAndSpecializeCommon(JNIEnv* env, uid_t uid, gid_t gid, jintArray javaGids, jint debug_flags, jobjectArray javaRlimits, jlong permittedCapabilities, jlong effectiveCapabilities, jint mount_external, jstring java_se_info, jstring java_se_name, bool is_system_server, jintArray fdsToClose, jstring instructionSet, jstring dataDir) { //設置子進程的signal信號處理函數 SetSigChldHandler(); //fork子進程 【見流程10.1】 pid_t pid = fork(); if (pid == 0) { //進入子進程 DetachDescriptors(env, fdsToClose); //關閉並清除文件描述符 if (!is_system_server) { //對於非system_server子進程，則創建進程組 int rc = createProcessGroup(uid, getpid()); } SetGids(env, javaGids); //設置設置group SetRLimits(env, javaRlimits); //設置資源limit int rc = setresgid(gid, gid, gid); rc = setresuid(uid, uid, uid); SetCapabilities(env, permittedCapabilities, effectiveCapabilities); SetSchedulerPolicy(env); //設置調度策略 //selinux上下文 rc = selinux_android_setcontext(uid, is_system_server, se_info_c_str, se_name_c_str); if (se_info_c_str == NULL && is_system_server) { se_name_c_str = "system_server"; } if (se_info_c_str != NULL) { SetThreadName(se_name_c_str); //設置線程名為system_server，方便調試 } //在Zygote子進程中，設置信號SIGCHLD的處理器恢復為默認行為 UnsetSigChldHandler(); //等價於調用zygote.callPostForkChildHooks() 【見流程10.2】 env->CallStaticVoidMethod(gZygoteClass, gCallPostForkChildHooks, debug_flags, is_system_server ? NULL : instructionSet); ... } else if (pid > 0) { //進入父進程，即Zygote進程 } return pid; } 10.1 fork()
fork()采用copy on write技術，這是linux創建進程的標准方法，調用一次，返回兩次，返回值有3種類型。
- 父進程中，fork返回新創建的子進程的pid;
- 子進程中，fork返回0；
- 當出現錯誤時，fork返回負數。（當進程數超過上限或者系統內存不足時會出錯）
fork()的主要工作是尋找空閑的進程號pid，然后從父進程拷貝進程信息，例如數據段和代碼段，fork()后子進程要執行的代碼等。 Zygote進程是所有Android進程的母體，包括system_server和各個App進程。zygote利用fork()方法生成新進程，對於新進程A復用Zygote進程本身的資源，再加上新進程A相關的資源，構成新的應用進程A。其中下圖中Zygote進程的libc、vm、preloaded classes、preloaded resources是如何生成的，可查看另一個文章Android系統啟動-zygote篇，見下圖：
copy-on-write過程：當父子進程任一方修改內存數據時（這是on-write時機），才發生缺頁中斷，從而分配新的物理內存（這是copy操作）。
copy-on-write原理：寫時拷貝是指子進程與父進程的頁表都所指向同一個塊物理內存，fork過程只拷貝父進程的頁表，並標記這些頁表是只讀的。父子進程共用同一份物理內存，如果父子進程任一方想要修改這塊物理內存，那么會觸發缺頁異常(page fault)，Linux收到該中斷便會創建新的物理內存，並將兩個物理內存標記設置為可寫狀態，從而父子進程都有各自獨立的物理內存。
10.2 Zygote.callPostForkChildHooks
[-> Zygote.java]
private static void callPostForkChildHooks(int debugFlags, boolean isSystemServer, String instructionSet) { //調用ZygoteHooks.postForkChild() VM_HOOKS.postForkChild(debugFlags, isSystemServer, instructionSet); } [-> ZygoteHooks.java]
public void postForkChild(int debugFlags, String instructionSet) { //【見流程10.3】 nativePostForkChild(token, debugFlags, instructionSet); Math.setRandomSeedInternal(System.currentTimeMillis()); } 在這里，設置了新進程Random隨機數種子為當前系統時間，也就是在進程創建的那一刻就決定了未來隨機數的情況，也就是偽隨機。
10.3 nativePostForkChild
nativePostForkChild通過JNI最終調用調用如下方法：
[-> dalvik_system_ZygoteHooks.cc]
static void ZygoteHooks_nativePostForkChild(JNIEnv* env, jclass, jlong token, jint debug_flags, jstring instruction_set) { //此處token是由[小節8.3]創建的，記錄着當前線程 Thread* thread = reinterpret_cast<Thread*>(token); //設置新進程的主線程id thread->InitAfterFork(); .. if (instruction_set != nullptr) { ScopedUtfChars isa_string(env, instruction_set); InstructionSet isa = GetInstructionSetFromString(isa_string.c_str()); Runtime::NativeBridgeAction action = Runtime::NativeBridgeAction::kUnload; if (isa != kNone && isa != kRuntimeISA) { action = Runtime::NativeBridgeAction::kInitialize; } //【見流程10.4】 Runtime::Current()->DidForkFromZygote(env, action, isa_string.c_str()); } else { Runtime::Current()->DidForkFromZygote(env, Runtime::NativeBridgeAction::kUnload, nullptr); } } 10.4 DidForkFromZygote
[-> Runtime.cc]
void Runtime::DidForkFromZygote(JNIEnv* env, NativeBridgeAction action, const char* isa) { is_zygote_ = false; if (is_native_bridge_loaded_) { switch (action) { case NativeBridgeAction::kUnload: UnloadNativeBridge(); //卸載用於跨平台的橋連庫 is_native_bridge_loaded_ = false; break; case NativeBridgeAction::kInitialize: InitializeNativeBridge(env, isa);//初始化用於跨平台的橋連庫 break; } } //創建Java堆處理的線程池 heap_->CreateThreadPool(); //重置gc性能數據，以保證進程在創建之前的GCs不會計算到當前app上。 heap_->ResetGcPerformanceInfo(); if (jit_.get() == nullptr && jit_options_->UseJIT()) { //當flag被設置，並且還沒有創建JIT時，則創建JIT CreateJit(); } //設置信號處理函數 StartSignalCatcher(); //啟動JDWP線程，當命令debuger的flags指定"suspend=y"時，則暫停runtime Dbg::StartJdwp(); } 關於信號處理過程，其代碼位於signal_catcher.cc文件中，后續會單獨講解。
11. postForkCommon
[-> ZygoteHooks.java]
public void postForkCommon() { Daemons.start(); } public static void start() { ReferenceQueueDaemon.INSTANCE.start(); FinalizerDaemon.INSTANCE.start(); FinalizerWatchdogDaemon.INSTANCE.start(); HeapTaskDaemon.INSTANCE.start(); } VM_HOOKS.postForkCommon的主要功能是在fork新進程后，啟動Zygote的4個Daemon線程，java堆整理，引用隊列，以及析構線程。
12. forkAndSpecialize小結
該方法主要功能：
- preFork： 停止Zygote的4個Daemon子線程的運行，初始化gc堆；
- nativeForkAndSpecialize：調用
fork()創建新進程，設置新進程的主線程id，重置gc性能數據，設置信號處理函數等功能。 - postForkCommon：啟動4個Deamon子線程。
其調用關系鏈：
Zygote.forkAndSpecialize ZygoteHooks.preFork Daemons.stop ZygoteHooks.nativePreFork dalvik_system_ZygoteHooks.ZygoteHooks_nativePreFork Runtime::PreZygoteFork heap_->PreZygoteFork() Zygote.nativeForkAndSpecialize com_android_internal_os_Zygote.ForkAndSpecializeCommon fork() Zygote.callPostForkChildHooks ZygoteHooks.postForkChild dalvik_system_ZygoteHooks.nativePostForkChild Runtime::DidForkFromZygote ZygoteHooks.postForkCommon Daemons.start 時序圖： 點擊查看大圖
到此App進程已完成了創建的所有工作，接下來開始新創建的App進程的工作。在前面ZygoteConnection.runOnce方法中，zygote進程執行完forkAndSpecialize()后，新創建的App進程便進入handleChildProc()方法，下面的操作運行在App進程。
四. 新進程運行
在前面[流程6]runOnce()過程中調用forkAndSpecialize()創建完新進程后，返回值pid=0(即運行在子進程)繼續開始執行handleChildProc()方法。
13. handleChildProc
[-> ZygoteConnection.java]
private void handleChildProc(Arguments parsedArgs, FileDescriptor[] descriptors, FileDescriptor pipeFd, PrintStream newStderr) throws ZygoteInit.MethodAndArgsCaller { //關閉Zygote的socket兩端的連接 closeSocket(); ZygoteInit.closeServerSocket(); if (descriptors != null) { try { Os.dup2(descriptors[0], STDIN_FILENO); Os.dup2(descriptors[1], STDOUT_FILENO); Os.dup2(descriptors[2], STDERR_FILENO); for (FileDescriptor fd: descriptors) { IoUtils.closeQuietly(fd); } newStderr = System.err; } catch (ErrnoException ex) { Log.e(TAG, "Error reopening stdio", ex); } } if (parsedArgs.niceName != null) { //設置進程名 Process.setArgV0(parsedArgs.niceName); } if (parsedArgs.invokeWith != null) { //據說這是用於檢測進程內存泄露或溢出時場景而設計，后續還需要進一步分析。 WrapperInit.execApplication(parsedArgs.invokeWith, parsedArgs.niceName, parsedArgs.targetSdkVersion, VMRuntime.getCurrentInstructionSet(), pipeFd, parsedArgs.remainingArgs); } else { //執行目標類的main()方法 【見流程14】 RuntimeInit.zygoteInit(parsedArgs.targetSdkVersion, parsedArgs.remainingArgs, null); } } 14. zygoteInit
[–>RuntimeInit.java]
public static final void zygoteInit(int targetSdkVersion, String[] argv, ClassLoader classLoader) throws ZygoteInit.MethodAndArgsCaller { redirectLogStreams(); //重定向log輸出 commonInit(); // 通用的一些初始化【見流程14.1】 nativeZygoteInit(); // zygote初始化 【見流程14.2】 applicationInit(targetSdkVersion, argv, classLoader); // 應用初始化【見流程14.3】 } 14.1 commonInit
[–>RuntimeInit.java]
private static final void commonInit() { // 設置默認的未捕捉異常處理方法 Thread.setDefaultUncaughtExceptionHandler(new UncaughtHandler()); // 設置市區，中國時區為"Asia/Shanghai" TimezoneGetter.setInstance(new TimezoneGetter() { public String getId() { return SystemProperties.get("persist.sys.timezone"); } }); TimeZone.setDefault(null); //重置log配置 LogManager.getLogManager().reset(); new AndroidConfig(); // 設置默認的HTTP User-agent格式,用於 HttpURLConnection。 String userAgent = getDefaultUserAgent(); System.setProperty("http.agent", userAgent); // 設置socket的tag，用於網絡流量統計 NetworkManagementSocketTagger.install(); } 默認的HTTP User-agent格式，例如：
"Dalvik/1.1.0 (Linux; U; Android 6.0.1；LenovoX3c70 Build/LMY47V)". 14.2 nativeZygoteInit
nativeZygoteInit()所對應的jni方法如下：
[–>AndroidRuntime.cpp]
static void com_android_internal_os_RuntimeInit_nativeZygoteInit(JNIEnv* env, jobject clazz) { //此處的gCurRuntime為AppRuntime，是在AndroidRuntime.cpp中定義的 gCurRuntime->onZygoteInit(); } 14.2.1 onZygoteInit
[–>app_main.cpp]
virtual void onZygoteInit() { sp<ProcessState> proc = ProcessState::self(); proc->startThreadPool(); //啟動新binder線程 } - ProcessState::self():主要工作是調用open()打開/dev/binder驅動設備，再利用mmap()映射內核的地址空間，將Binder驅動的fd賦值ProcessState對象中的變量mDriverFD，用於交互操作。startThreadPool()是創建一個新的binder線程，不斷進行talkWithDriver().
- startThreadPool(): 啟動Binder線程池, 詳見進程的Binder線程池工作過程
14.3 applicationInit
[–>RuntimeInit.java]
private static void applicationInit(int targetSdkVersion, String[] argv, ClassLoader classLoader) throws ZygoteInit.MethodAndArgsCaller { //true代表應用程序退出時不調用AppRuntime.onExit()，否則會在退出前調用 nativeSetExitWithoutCleanup(true); //設置虛擬機的內存利用率參數值為0.75 VMRuntime.getRuntime().setTargetHeapUtilization(0.75f); VMRuntime.getRuntime().setTargetSdkVersion(targetSdkVersion); final Arguments args; try { args = new Arguments(argv); //解析參數 } catch (IllegalArgumentException ex) { return; } Trace.traceEnd(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER); //調用startClass的static方法 main() 【見流程15】 invokeStaticMain(args.startClass, args.startArgs, classLoader); } 此處args.startClass為”android.app.ActivityThread”。
15. invokeStaticMain
[–>RuntimeInit.java]
private static void invokeStaticMain(String className, String[] argv, ClassLoader classLoader) throws ZygoteInit.MethodAndArgsCaller { Class<?> cl = Class.forName(className, true, classLoader); Method m = cl.getMethod("main", new Class[] { String[].class }); int modifiers = m.getModifiers(); ... //通過拋出異常，回到ZygoteInit.main()。這樣做好處是能清空棧幀，提高棧幀利用率。【見流程16】 throw new ZygoteInit.MethodAndArgsCaller(m, argv); } invokeStaticMain()方法中拋出的異常MethodAndArgsCaller caller，該方法的參數m是指main()方法, argv是指ActivityThread. 根據前面的【流程4】中可知，下一步進入caller.run()方法，也就是MethodAndArgsCaller.run()。
16. MethodAndArgsCaller
[–>ZygoteInit.java]
public static class MethodAndArgsCaller extends Exception implements Runnable { public void run() { try { //根據傳遞過來的參數，此處反射調用ActivityThread.main()方法【見流程17】 mMethod.invoke(null, new Object[] { mArgs }); } catch (IllegalAccessException ex) { throw new RuntimeException(ex); } catch (InvocationTargetException ex) { Throwable cause = ex.getCause(); if (cause instanceof RuntimeException) { throw (RuntimeException) cause; } else if (cause instanceof Error) { throw (Error) cause; } throw new RuntimeException(ex); } } } 到此，總算是進入到了ActivityThread類的main()方法。
17. ActivityThread.main
[–> ActivityThread.java]
public static void main(String[] args) { ... Environment.initForCurrentUser(); ... Process.setArgV0("<pre-initialized>"); //創建主線程looper Looper.prepareMainLooper(); ActivityThread thread = new ActivityThread(); //attach到系統進程 thread.attach(false); if (sMainThreadHandler == null) { sMainThreadHandler = thread.getHandler(); } //主線程進入循環狀態 Looper.loop(); throw new RuntimeException("Main thread loop unexpectedly exited"); } 五. 總結
Process.start()方法是阻塞操作，等待直到進程創建完成並返回相應的新進程pid，才完成該方法。
當App第一次啟動時或者啟動遠程Service，即AndroidManifest.xml文件中定義了process:remote屬性時，都需要創建進程。比如當用戶點擊桌面的某個App圖標，桌面本身是一個app（即Launcher App），那么Launcher所在進程便是這次創建新進程的發起進程，該通過binder發送消息給system_server進程，該進程承載着整個java framework的核心服務。system_server進程從Process.start開始，執行創建進程，流程圖（以進程的視角）如下：
點擊查看大圖
上圖中，system_server進程通過socket IPC通道向zygote進程通信，zygote在fork出新進程后由於fork調用一次，返回兩次，即在zygote進程中調用一次，在zygote進程和子進程中各返回一次，從而能進入子進程來執行代碼。該調用流程圖的過程：
- system_server進程（
即流程1~3）：通過Process.start()方法發起創建新進程請求，會先收集各種新進程uid、gid、nice-name等相關的參數，然后通過socket通道發送給zygote進程； - zygote進程（
即流程4~12）：接收到system_server進程發送過來的參數后封裝成Arguments對象，圖中綠色框forkAndSpecialize()方法是進程創建過程中最為核心的一個環節（詳見流程6），其具體工作是依次執行下面的3個方法：- preFork()：先停止Zygote的4個Daemon子線程（java堆內存整理線程、對線下引用隊列線程、析構線程以及監控線程）的運行以及初始化gc堆；
- nativeForkAndSpecialize()：調用linux的fork()出新進程，創建Java堆處理的線程池，重置gc性能數據，設置進程的信號處理函數，啟動JDWP線程；
- postForkCommon()：在啟動之前被暫停的4個Daemon子線程。
- 新進程（
即流程13~15）：進入handleChildProc()方法，設置進程名，打開binder驅動，啟動新的binder線程；然后設置art虛擬機參數，再反射調用目標類的main()方法，即Activity.main()方法。
再之后的流程，如果是startActivity則將要進入Activity的onCreate/onStart/onResume等生命周期；如果是startService則將要進入Service的onCreate等生命周期。
Tips: [小節11]RuntimeInit.java的方法nativeZygoteInit()會調用到onZygoteInit()，這個過程中有startThreadPool()創建Binder線程池。也就是說每個進程無論是否包含任何activity等組件，一定至少會包含一個Binder線程。