Android 之 zygote 与进程创建

在android中，应用程序的入口是ActivityThead中的main函数，那么之后系统是怎样为应用程序创建进程的呢？SystemService又是怎样创建的？答案是：zygote

zygote翻译成中文是受精卵的意思，名字比较奇怪、但是很有意思。在android中，大部分的应用程序进程都是由zygote来创建的，为什么用大部分，因为还有一些进程比如系统引导进程、init进程等不是有zygote创建的。相反，zygote还是在init进程之后才被创建的。在android中提到zygote，主要两块，一个是C/C++编写的zygote，主要用来为应用和SystemService fork进程的。一个是java编写的zygote接口，负责为应用和service调用C/C++ zygote的接口执行fork，从而创建VM进程。说明：在android中，service主要有NativeService和SystemService。SystemService主要是指系统中service，比如，InputMethodService、ActivityManagerService等。

zygote在android中主要有两个作用：
建立运行时环境并启动虚拟机，执行com.android.internal.os.ZygoteInit的main函数，从而fork SystemService

[java]
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runtime.start("com.android.internal.os.ZygoteInit", startSystemServer);

[java]
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registerZygoteSocket();//登记Listen端口

startSystemServer();//启动SystemServer

registerZygoteSocket();//登记Listen端口
startSystemServer();//启动SystemServer

startSystemServer()调用Zygote的native方法 forkSystemServer(); 到这里，java端的Zygote的准备工作就结束了，接下来就交给C/C++端的Zygote来执行fork任务了。来看下代码：

在 ../dalvik/vm/native/dalvik_system_Zygote.c 中

[java]
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static void Dalvik_dalvik_system_Zygote_forkSystemServer(
const u4* args, JValue* pResult)
{
pid_t pid;
/*调用forkAndSpecializeCommon，执行fork */
pid = forkAndSpecializeCommon(args, true);
/* 检查fork后返回的进程pid */
if (pid > 0) {
int status;
LOGI("System server process %d has been created", pid);
gDvm.systemServerPid = pid;
if (waitpid(pid, &status, WNOHANG) == pid) {
LOGE("System server process %d has died. Restarting Zygote!", pid);
kill(getpid(), SIGKILL);
}
}
RETURN_INT(pid);
}

[java]
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int pid = Process.start("android.app.ActivityThread",
mSimpleProcessManagement ? app.processName : null, uid, uid,
gids, debugFlags, null);

int pid = Process.start("android.app.ActivityThread",
mSimpleProcessManagement ? app.processName : null, uid, uid,
gids, debugFlags, null);

通过Process的start方法来创建进程。

[java]
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/ **
*通过Zygote进程来创建新的vm进程
*/

public static final int start(final String processClass,final String niceName,int uid, int gid, int[] gids,int debugFlags,String[] zygoteArgs)
{
if (supportsProcesses()) {
try {
return startViaZygote(processClass, niceName, uid, gid, gids,
debugFlags, zygoteArgs); //argsForZygote.add("--runtime-init")初始化运行环境

} catch (ZygoteStartFailedEx ex) {
Log.e(LOG_TAG,
"Starting VM process through Zygote failed");
throw new RuntimeException(
"Starting VM process through Zygote failed", ex);
}

} else {

// Running in single-process mode

Runnable runnable = new Runnable() {
public void run() {
Process.invokeStaticMain(processClass);
}
};
// Thread constructors must not be called with null names (see spec).

if (niceName != null) {
new Thread(runnable, niceName).start();
} else {
new Thread(runnable).start();
}
return 0;
}
}

[java]
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try {
args = readArgumentList();
descriptors = mSocket.getAncillaryFileDescriptors();
} catch (IOException ex) {
Log.w(TAG, "IOException on command socket " + ex.getMessage());
closeSocket();
return true;
}

try {
args = readArgumentList();
descriptors = mSocket.getAncillaryFileDescriptors();
} catch (IOException ex) {
Log.w(TAG, "IOException on command socket " + ex.getMessage());
closeSocket();
return true;
}

调用Zygote的native方法forkAndSpecialize，执行进程的创建工作。本地方法的实现也是在 ../dalvik/vm/native/dalvik_system_Zygote.c 中，底层调用linux的fork。

[java]
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pid = Zygote.forkAndSpecialize(parsedArgs.uid, parsedArgs.gid,

parsedArgs.gids, parsedArgs.debugFlags, rlimits);

pid = Zygote.forkAndSpecialize(parsedArgs.uid, parsedArgs.gid,

parsedArgs.gids, parsedArgs.debugFlags, rlimits);

这样应用程序的进程就创建起来了。从ActivityManagerService开始的时序图如下：



总结：

在android中SystemService的启动是在Zygote进程创建好后进行的，并且由Zygote进程建立好DVM运行环境，加载ZygoteInit的main函数，最终调用Zygote的本地方法forkSystemServer，并执行linux的fork方法创建SystemServer进程。
应用程序的进程也是由Zygote创建的，在ActivityManagerService中的startProcessLocked中调用了Process.start()方法。并通过连接调用Zygote的native方法forkAndSpecialize，执行fork任务。
应用进程和服务进程位于不同的进程中，他们之间是通过IPC进行数据传递的。接下来一篇会介绍在android中的进程间通信机制：Binder