Android Framework——zygote 启动 SystemServer

概述

在Android系统中，所有的应用程序进程以及系统服务进程SystemServer都是由Zygote进程孕育（fork）出来的，这也许就是为什么要把它称为Zygote（受精卵）的原因吧。由于Zygote进程在Android系统中有着如此重要的地位，本文将详细分析它的启动过程

总体时序

先概述一下总体运行流程，当按电源键，首先是加载系统引导程序BootLoader，然后启动linux内核，再启动init进程，最后Zygote进程启动完成。理论上Android系统中的所有应用程序理论上都是由Zygote启动的。Zygote前期启动启动服务，后期主要fork程序。

init启动流程

• 用户空间的第一个进程，进程号为1（在《深入理解安卓内核思想》的257页里面写的是0，在这记录一下）
• 职责
• 创建Zygote
• 初始化属性服务
• init文件位于源码目录system/core/init中

init进程的启动三个阶段

• 启动电源以及系统的启动，加载引导程序BootLoader。
• 启动Linux内核
• 启动init进程。
• 启动Zygote进程
• 初始化启动属性服务。

Zygote进程

• 所有App的父进程，ZygoteInit.main
• Zygote进程，是由init进程通过解析init.rc文件后fork生成的，Zygote进程主要包括
• 加载Zygoteinit类，注册Zygote Socket服务端套接字
• 加载虚拟机
• 提前加载类PreloadClasses
• 提前加载资源PreLoadResouces
• system_server进程，是由Zygote fork而来，System Server是Zygote孵化出的第一个进程，System Server 负责启动和管理整个Java FrameWork，包含ActivityManagerService， WorkManagerService，PagerManagerService，PowerManagerService等服务

system_server进程

系统各大服务的载体， SystemServer.main system_server进程从源码角度来看可以分为，引导服务，核心服务和其他服务

• 引导服务(7个)：ActivityManagerService、PowerManagerService、LightsService、DisplayManagerService、PackageManagerService、UserManagerService、SensorService；
• 核心服务(3个)：BatteryService、UsageStatsService、WebViewUpdateService；
• 其他服务(70个+)：AlarmManagerService、VibratorService等。

ServiceManger进程

bInder服务的大管家

ServiceManager 是Binder IPC通信过程中的守护进程，本身也是一个Binder，但是并没有采用多线程模型来跟Binder通信，而是自行编写了binder.c直接和Binder驱动来通信，并且只有一个binder_loop来读取和处理事务，这样做的好处是简单和高效 ServiceManager本身工作相对简单，其工能查询和注册服务

流程图

ServiceManager 集中管理系统内的所有服务，通能过权限控制进程是否有权注册服务，通过字符串来查找是否有对应的Service，由于ServiceManager进程注册了Service的死亡通知，那么服务所在的进程死亡后，只需告诉ServiceManager，每个Client通过查询ServiceManager可以获取Service的情况

启动主要包括以下几个阶段

• 打开Binder驱动，并调用mmap()方法分配128k的内存映射空间，binder_open
• 注册成为Binder服务的大管家binder_become_context_manager
• 验证selinux权限，判断进程是否有权注册查看指定服务
• 进入无限循环，处理Client发来的请求 binder_loop
• 根据服务的名称注册服务，重复注册会移除之前的注册信息
• 死亡通知，当所在进程死亡后，调用binder_release方法，然后调用binder_node_release，这个过程发出死亡通知回调

App进程

• 通过Process.start启动的App进程ActivityThread.main
• Zygote 孵化出的第一个App进程是Launcher，这是用户看到的桌面App
• Zygote 还会创建出Browser，Phone，Email等App进程，每个App至少运行在一个进程上
• 所有的App进程都是由Zygote fork而成

3）Zygote进程的启动

Zygote进程, 一个在Android系统中扮演重要角色的进程. 我们知道Android系统中的两个重要服务PackageManagerService和ActivityManagerService, 都是由SystemServer进程启动的, 而这个SystemServer进程本身是Zygote进程在启动的过程中fork出来的. 这样一来, 想必我们就知道Zygote进程在Android系统中的重要地位了.

从图中可得知Android系统中各个进程的先后顺序为：

init进程 –-> Zygote进程 –> SystemServer进程 –>应用进程

链接

1. 在init启动Zygote时主要是调用app_main.cpp的main函数中的AppRuntime.start()方法来启动Zygote进程的；
2. 接着到AndroidRuntime的start函数：使用JNI调用ZygoteInit的main函数，之所以这里要使用JNI，是因为ZygoteInit是java代码。最终，Zygote就从Native层进入了Java FrameWork层。在此之前，并没有任何代码进入Java FrameWork层面，因此可以认为