Android 9.0 Zygote 啟動流程

極力推薦文章：歡迎收藏
Android 干貨分享

本篇文章主要介紹 Android Zygote 啟動分析 知識點，通過閱讀本篇文章，您將收獲以下內容:

一、 Android 系統基本服務
二、虛擬機創建和第一個Java 程序引導
三、Dalvik 虛擬機基本配置
四、Zygote 啟動流程
五、Zygote 啟動分析
六、Zygote 創建system_server主要方法
七、Zygote 創建System_server 分析
八、Zygote 創建應用
九、Zygote 創建應用流程
十、Zygote 預加載資源
十一、Zygote 預加載的目的
十二、優化Zygote 啟動方法： 線程池
十三、fork SystemServer

Zygote 服務時通過 init.rc進程啟動的，Zygote 的 classname 為main .
init.rc 文件配置代碼如下：

... ... 
on nonencrypted
    class_start main
    class_start late_start

on property:sys.init_log_level=*
    loglevel ${sys.init_log_level}

... ...

詳細可以參考 init.rc啟動分析。
Android 9.0 系統啟動流程

一、 Android 系統基本服務

Android 系統包含netd、servicemanager、surfaceflinge、zygote、media、installd、bootanimation 等基本服務，具體作用請看下圖。

二、虛擬機創建和第一個Java 程序引導

為了讓APK在不同的虛擬機都可以運行，Google 采取了適配器模式，在讓虛擬機運行之前先執行 dexopt ，即將dex 文件優化成odex 文件，可以讓虛擬機更加優化的執行。

在ART 虛擬機中，dexopt 將dex文件優化成二進制格式的問題，從而可以讓ART虛擬機執行。
dexopt 會調用dex2oat 進行優化，dex2oat 的任務是將原來的dex文件進行預翻譯，從而可以加快app運行的時間，但是由於某些app比較復雜，所以優化的時間就比較長。
優化是以dex 文件中的Method 方法為單位，dex2oat 在優化時候，會根據需求優化一定量的Method，即不是所有的Method 都回翻譯成oat模式。

三、Dalvik 虛擬機基本配置

在Android 系統中，Dalvik 虛擬機 和ART、應用程序進程，以及運行系統的關鍵服務SystemServer 進程都是由 Zygote 進程創建孵化的。

Dalvik 虛擬機基本配置如下：

四、Zygote 啟動流程

Zygote 是由 init.rc 腳本啟動，在init 腳本中，我們可以看到會導入import /init.${ro.zygote}.rc 腳本

# Copyright (C) 2012 The Android Open Source Project
#
# IMPORTANT: Do not create world writable files or directories.
# This is a common source of Android security bugs.
#

import /init.environ.rc
import /init.usb.rc
import /init.${ro.hardware}.rc
import /vendor/etc/init/hw/init.${ro.hardware}.rc
import /init.usb.configfs.rc
... ...
import /init.${ro.zygote}.rc

... ...

在 system/core/rootdir目錄下，會根據ro.zygote屬性值不同，啟動不同的腳本，主要包含以下四個zygote 腳本。

• 1.init.zygote32.rc 支持32為系統
• 2.init.zygote32_64.rc
• 3.init.zygote64.rc
• 4.init.zygote64_32.rc

五、Zygote 啟動分析

六、Zygote 創建system_server主要方法

七、Zygote 創建System_server 分析

八、Zygote 創建應用

九、Zygote 創建應用流程

十、Zygote 預加載資源

十一、Zygote 預加載的目的

十二、優化Zygote 啟動方法： 線程池

Zygote 啟動優化前提：

• 1：加載類和資源是可重入操作，所以在並行模式下，不存在互斥的場景

• 2：Android提供了Executors和ExecutorService多線程類，因此可以使用多線程來加載類和資源。

• 3：硬件平台最好是多核，否則加速也不明顯；

Zygote 啟動優化實質：

使我們的進程最大限度的搶占CPU

十三、fork SystemServer

經過一系列初始化后，在ZygoteInit類中 forkSystemServer,為啟動SystemServer 做准備。ZygoteInit.java代碼路徑如下：alps\frameworks\base\core\java\com\android\internal\os\ZygoteInit.java

    /**
     * Prepare the arguments and forks for the system server process.
     *
     * Returns an {@code Runnable} that provides an entrypoint into system_server code in the
     * child process, and {@code null} in the parent.
     */
    private static Runnable forkSystemServer(String abiList, String socketName,
            ZygoteServer zygoteServer) {
        long capabilities = posixCapabilitiesAsBits(
            OsConstants.CAP_IPC_LOCK,
            OsConstants.CAP_KILL,
            OsConstants.CAP_NET_ADMIN,
            OsConstants.CAP_NET_BIND_SERVICE,
            OsConstants.CAP_NET_BROADCAST,
            OsConstants.CAP_NET_RAW,
            OsConstants.CAP_SYS_MODULE,
            OsConstants.CAP_SYS_NICE,
            OsConstants.CAP_SYS_PTRACE,
            OsConstants.CAP_SYS_TIME,
            OsConstants.CAP_SYS_TTY_CONFIG,
            OsConstants.CAP_WAKE_ALARM,
            OsConstants.CAP_BLOCK_SUSPEND
        );
        /* Containers run without some capabilities, so drop any caps that are not available. */
        StructCapUserHeader header = new StructCapUserHeader(
                OsConstants._LINUX_CAPABILITY_VERSION_3, 0);
        StructCapUserData[] data;
        try {
            data = Os.capget(header);
        } catch (ErrnoException ex) {
            throw new RuntimeException("Failed to capget()", ex);
        }
        capabilities &= ((long) data[0].effective) | (((long) data[1].effective) << 32);

        /* Hardcoded command line to start the system server */
        String args[] = {
            "--setuid=1000",
            "--setgid=1000",
            /// M: [Wi-Fi Hotspot Manager] system_server add dhcp (1014) group to access
            /// "/data/misc/dhcp/dnsmasq.leases"
            "--setgroups=1001,1002,1003,1004,1005,1006,1007,1008,1009,1010,1014,1018,1021,1023," +
                        "1024,1032,1065,3001,3002,3003,3006,3007,3009,3010",
            "--capabilities=" + capabilities + "," + capabilities,
            "--nice-name=system_server",
            "--runtime-args",
            "--target-sdk-version=" + VMRuntime.SDK_VERSION_CUR_DEVELOPMENT,
            "com.android.server.SystemServer",
        };
        ZygoteConnection.Arguments parsedArgs = null;

        int pid;

        try {
            parsedArgs = new ZygoteConnection.Arguments(args);
            ZygoteConnection.applyDebuggerSystemProperty(parsedArgs);
            ZygoteConnection.applyInvokeWithSystemProperty(parsedArgs);

            boolean profileSystemServer = SystemProperties.getBoolean(
                    "dalvik.vm.profilesystemserver", false);
            if (profileSystemServer) {
                parsedArgs.runtimeFlags |= Zygote.PROFILE_SYSTEM_SERVER;
            }

            /* Request to fork the system server process */
            pid = Zygote.forkSystemServer(
                    parsedArgs.uid, parsedArgs.gid,
                    parsedArgs.gids,
                    parsedArgs.runtimeFlags,
                    null,
                    parsedArgs.permittedCapabilities,
                    parsedArgs.effectiveCapabilities);
        } catch (IllegalArgumentException ex) {
            throw new RuntimeException(ex);
        }

        /* For child process */
        if (pid == 0) {
            if (hasSecondZygote(abiList)) {
                waitForSecondaryZygote(socketName);
            }

            zygoteServer.closeServerSocket();
            return handleSystemServerProcess(parsedArgs);
        }

        return null;
    }

至此，本篇已結束，如有不對的地方，歡迎您的建議與指正。同時期待您的關注，感謝您的閱讀，謝謝！