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Android-Framework学习笔记(二)Zygote进程启动过程,吊打面试官系列

2021-12-6 2:20:46

//监听socket,启动新的应用进程
runSelectLoop(abiList); //6
closeServerSocket();
} catch (MethodAndArgsCaller caller) {
//通过反射调用SystemServer#main()
caller.run();
} catch (RuntimeException ex) {
Log.e(TAG, “Zygote died with exception”, ex);
closeServerSocket();
throw ex;
}
}

注释1设置DDMS可用,可以发现DDMS启动的时机还是比较早的,在整个Zygote进程刚刚开始要启动的时候就设置可用了。
注释2的循环主要是解析main方法的参数获取是否需要启动SystemService进程,获取abi列表,获取scoket连接名称 。(这里需要注意的是:android系统中进程之间通讯的方式是Binder,但是有一个例外是SystemService进程与Zygote进程之间是通过Socket的方式进行通讯的)
注释3处通过registerZygoteSocket函数来创建一个Server端的Socket,这个name为”zygote”的Socket用来等待ActivityManagerService来请求Zygote来创建新的应用程序进程。
注释4处用来预加载类和资源。
注释5处用来启动SystemServer进程,这样系统的关键服务也会由SystemServer进程启动起来。
注释6处调用runSelectLoop函数监听socket来等待客户端请求。
由此可见,ZygoteInit的main函数主要做了4件事(注释3、4、5、6),接下来我们对主要的事件一一进行分析。

注册Server端的Socket

ZygoteInit#registerZygoteSocket()

private static void regi

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sterZygoteSocket(String socketName) {
if (sServerSocket == null) {
int fileDesc;
final String fullSocketName = ANDROID_SOCKET_PREFIX + socketName;
try {
String env = System.getenv(fullSocketName);
fileDesc = Integer.parseInt(env);
} catch (RuntimeException ex) {
throw new RuntimeException(fullSocketName + " unset or invalid", ex);
}

try {
FileDescriptor fd = new FileDescriptor();
fd.setInt$(fileDesc);
//不是使用IP和端口、而是使用fd创建socket
sServerSocket = new LocalServerSocket(fd); //1
} catch (IOException ex) {
throw new RuntimeException(
“Error binding to local socket '” + fileDesc + “’”, ex);
}
}
}

注释1处用来创建LocalServerSocket,也就是服务端的Socket。当Zygote进程将SystemServer进程启动后,就会在这个服务端的Socket上来等待ActivityManagerService请求Zygote进程来创建新的应用程序进程。

预加载类和资源

ZygoteInit#preload()

static void preload() {
beginIcuCachePinning();
preloadClasses(); //加载所需的各种class文件
preloadResources(); //加载资源文件
preloadOpenGL(); //初始化OpenGL
preloadSharedLibraries(); //加载系统Libraries
preloadTextResources(); //加载文字资源
// Ask the WebViewFactory to do any initialization that must run in the zygote process,
// for memory sharing purposes.
WebViewFactory.prepareWebViewInZygote(); //初始化WebView
endIcuCachePinning();
warmUpJcaProviders();
Log.d(TAG, “end preload”);
}

启动SystemServer进程

ZygoteInit#startSystemServer()

private static boolean startSystemServer(String abiList, String socketName)
throws MethodAndArgsCaller, RuntimeException {
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_RESOURCE,
OsConstants.CAP_SYS_TIME,
OsConstants.CAP_SYS_TTY_CONFIG
);
/* Containers run without this capability, so avoid setting it in that case /
if (!SystemProperties.getBoolean(PROPERTY_RUNNING_IN_CONTAINER, false)) {
capabilities |= posixCapabilitiesAsBits(OsConstants.CAP_BLOCK_SUSPEND);
}
/
Hardcoded command line to start the system server /
/
1 */
String args[] = {
“–setuid=1000”,
“–setgid=1000”,
“–setgroups=1001,1002,1003,1004,1005,1006,1007,1008,1009,1010,1018,1021,1032,3001,3002,3003,3006,3007,3009,3010”,
“–capabilities=” + capabilities + “,” + capabilities,
“–nice-name=system_server”,
“–runtime-args”,
“com.android.server.SystemServer”,
};
ZygoteConnection.Arguments parsedArgs = null;

int pid;

try {
/* 2 /
parsedArgs = new ZygoteConnection.Arguments(args);
/
* 打开系统调试属性*/
ZygoteConnection.applyDebuggerSystemProperty(parsedArgs);
ZygoteConnection.applyInvokeWithSystemProperty(parsedArgs);

/* 3 */
// 请求fork SystemServer进程
pid = Zygote.forkSystemServer(
parsedArgs.uid, parsedArgs.gid,
parsedArgs.gids,
parsedArgs.debugFlags,
null,
parsedArgs.permittedCapabilities,
parsedArgs.effectiveCapabilities);
} catch (IllegalArgumentException ex) {
throw new RuntimeException(ex);
}

// pid为0表示子进程,即SystemServer进程,从此SystemServer进程与Zygote进程分道扬镳
if (pid == 0) {
if (hasSecondZygote(abiList)) {
waitForSecondaryZygote(socketName);
}
handleSystemServerProcess(parsedArgs); //4
}

return true;
}

注释1处用来创建args数组,这个数组用来保存SystemServer的启动参数,其中可以看出SystemServer进程的用户id和用户组id被设置为1000;并且拥有用户组10011010,1018、1021、1032、30013010的权限;进程名为system_server;启动的类名为com.android.server.SystemServer。
注释2处将args数组封装成Arguments对象并供注释3的forkSystemServer函数调用。
注释3处调用Zygote的forkSystemServer,主要通过fork函数在当前进程创建一个子进程(也就是SystemServer进程),如果返回的pid 为0,也就是表示在新创建的子进程中执行的,则执行注释4处的handleSystemServerProcess,反射调用SystemServer#main(),来启动SystemServer进程。

具体handleSystemServerProcess是如何启动SystemServer进程的,请看Framework学习(三)SyetemServer进程启动过程这篇文章。

监听Socket,启动应用进程

ZygoteInit#runSelectLoop()

启动SystemServer进程后,最后进入runSelectLoop函数,如下所示。

private static void runSelectLoop(String abiList) throws MethodAndArgsCaller {
ArrayList fds = new ArrayList();
ArrayList peers = new ArrayList();

fds.add(sServerSocket.getFileDescriptor()); //1
peers.add(null);

while (true) {
StructPollfd[] pollFds = new StructPollfd[fds.size()];
for (int i = 0; i < pollFds.length; ++i) { //2
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) { //3
if ((pollFds[i].revents & POLLIN) == 0) {
continue;
}
if (i == 0) {
ZygoteConnection newPeer = acceptCommandPeer(abiList); //4
peers.add(newPeer);
fds.add(newPeer.getFileDesciptor());
} else {
boolean done = peers.get(i).runOnce(); //5
if (done) {
peers.remove(i);
fds.remove(i);
}
}
}
}
}

注释1处中的sServerSocket就是我们在registerZygoteSocket函数中创建的服务端Socket,调用sServerSocket.getFileDescriptor()用来获得该Socket的fd字段的值并添加到fd列表fds中。接下来无限循环用来等待ActivityManagerService请求Zygote进程创建新的应用程序进程。
注释2处通过遍历将fds存储的信息转移到pollFds数组中。