zygote的分裂

1 zygote的分裂

前面已经讲了zygote分裂出了长子system_server，然后SS(system_server)就通过initAndLoop进行消息循环处理了。那么谁会向zygote发送消息呢？这里以一个activity的启动为例，进行具体分析zygote的分裂和繁殖。

1.1  ActivityManagerService发送请求

ActivityManagerService也是SS创建的(在ServerThread里面)。假设通过startActivity来启动一个新的activity，而这个activity附属于一个还未启动的进程，那么这个进程该如何启动呢？先看看ActivityManagerService中的startProcessLocked函数：

这个函数很复杂，主要是判断启动activity的进程是否孤立进程，是否死亡等，并做好进程记录，放入processRecode类中~，核心部分在最后的函数调用startProcessLocked中。

startProcessLocked(ProcessRecord app,String hostingType, String hostingNameStr)的代码也比较多，这里就不详细列举了，只列出它完成的功能：

①设置pid并更新cpu状态。

②如果该进程不是孤立进程的话就通过PackageManager获取该进程对应的uid所对应的gid；否者直接跳到第四步。

③增加共享APP的 gid，这样的话，这些共享APP就可以想访问so库一样访问一些共享资源了。

④再设置该进程的一些属性——是否启用checkjni，安全模式之类的。

⑤然后调用Process.start("android.app.ActivityThread"……)来启动进程，这个函数要么正确执行并返回包含有新进程pid的结果，要么就失败抛出Runtime异常。这个process类是android提供的，并非jdk中的process类。

⑥最后就是一些不太重要的扫尾工作。

接下来看android.os.Process的start函数，详细代码在Process.java中：

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[] zygoteArgs) {

try {

//调用startViaZygote函数

return startViaZygote(processClass, niceName, uid, gid, gids,

debugFlags, mountExternal, targetSdkVersion, seInfo, zygoteArgs);

} catch (ZygoteStartFailedEx ex) {

Log.e(LOG_TAG,

"Starting VM process through Zygote failed");

throw new RuntimeException(

"Starting VM process through Zygote failed", ex);

}

}

startViaZygote函数代码如下：

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[] extraArgs)

throws ZygoteStartFailedEx {

synchronized(Process.class) {

ArrayList<String> argsForZygote = new ArrayList<String>();

// --runtime-init, --setuid=, --setgid=,

// and --setgroups= must go first

argsForZygote.add("--runtime-init"); //这个参数很重要

……一些参数处理

//最后调用zygoteSendArgsAndGetResult

return zygoteSendArgsAndGetResult(argsForZygote);

}

}

zygoteSendArgsAndGetResult函数主要功能：向zygote进程发送一个参数列表，zygote进程会启动一个新的子进程并返回该子进程的pid号。详细代码如下：

private static ProcessStartResult zygoteSendArgsAndGetResult(ArrayList<String> args) throws ZygoteStartFailedEx {

//★这是关键函数！打开了同zygote进程的socket通信。

openZygoteSocketIfNeeded();

try {

/**

* See com.android.internal.os.ZygoteInit.readArgumentList()

* Presently the wire format to the zygote process is:

* a) a count of arguments (argc, in essence)

* b) a number of newline-separated argument strings equal to count

*

* After the zygote process reads these it will write the pid of

* the child or -1 on failure, followed by boolean to

* indicate whether a wrapper process was used.

*/

sZygoteWriter.write(Integer.toString(args.size()));

sZygoteWriter.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");

}

sZygoteWriter.write(arg);

sZygoteWriter.newLine();

}

//读取zygote处理完的结果，便可得到zygote返回的子进程的pid

sZygoteWriter.flush();

// Should there be a timeout on this?

ProcessStartResult result = new ProcessStartResult();

result.pid = sZygoteInputStream.readInt();

if (result.pid < 0) {

throw new ZygoteStartFailedEx("fork() failed");

}

result.usingWrapper = sZygoteInputStream.readBoolean();

return result;

} catch (IOException ex) {

try {

if (sZygoteSocket != null) {

sZygoteSocket.close();

}

} catch (IOException ex2) {

// we're going to fail anyway

Log.e(LOG_TAG,"I/O exception on routine close", ex2);

}

sZygoteSocket = null;

throw new ZygoteStartFailedEx(ex);

}

}

下面对openZygoteSocketIfNeeded函数进行详细分析：

/**

* Tries to open socket to Zygote process if not already open. If

* already open, does nothing.  May block and retry.

*/

/*此函数尝试打开同zygote进程的socket通信*/

private static void openZygoteSocketIfNeeded()

throws ZygoteStartFailedEx {

int retryCount;

if (sPreviousZygoteOpenFailed) {

/*如果上一次打开失败的话，就估计这一次打开也会失败，就直接返回失败状态*/

retryCount = 0;

} else {

retryCount = 10;     //允许尝试10次

}

/*

在bug#811181：某些时候runtime可能会使得本函数在zygote准备好之前就被调用，那么就肯定会失败的~这里系统暂时不做处理~~

*/

for (int retry = 0

; (sZygoteSocket == null) && (retry < (retryCount + 1))

; retry++ ) {

if (retry > 0) {

try {

Log.i("Zygote", "Zygote not up yet, sleeping...");

Thread.sleep(ZYGOTE_RETRY_MILLIS); //sleep 500毫秒

} catch (InterruptedException ex) {

// should never happen

}

}

try {

//创建同zygote的socket链接！

sZygoteSocket = new LocalSocket();

sZygoteSocket.connect(new LocalSocketAddress(ZYGOTE_SOCKET,

LocalSocketAddress.Namespace.RESERVED));

sZygoteInputStream=new DataInputStream(sZygoteSocket.getInputStream());

sZygoteWriter =

new BufferedWriter(

new OutputStreamWriter(

sZygoteSocket.getOutputStream()),

256);

Log.i("Zygote", "Process: zygote socket opened");

sPreviousZygoteOpenFailed = false;

break;

} catch (IOException ex) {

if (sZygoteSocket != null) {

try {

sZygoteSocket.close();

} catch (IOException ex2) {

Log.e(LOG_TAG,"I/O exception on close after exception",

ex2);

}

}

sZygoteSocket = null;

}

}

if (sZygoteSocket == null) {

sPreviousZygoteOpenFailed = true;

throw new ZygoteStartFailedEx("connect failed");

}

}

好了，ActivityManagerService终于想zygote发送请求了~~。请求的参数中有一个字符串，它的值是“android.app.ActivityThread”。现在该回到zygote处理请求那块去看看了——就是runSelectLoop函数！

1.2 zygote接收并处理子进程的请求

在runSelectLoop函数中，一旦有来自客户端的连接，就调用zygoteConnection的runonce函数来处理客户端的连接请求，该函数的详细如下：

boolean runOnce() throws ZygoteInit.MethodAndArgsCaller {

String args[];

try {

args = readArgumentList(); //读取SS发送过来的参数

descriptors = mSocket.getAncillaryFileDescriptors();

}

………

int pid = -1;

……….

//在这里zygote又分裂出了一个子进程

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

parsedArgs.debugFlags, rlimits, parsedArgs.mountExternal, parsedArgs.seInfo,

parsedArgs.niceName, fdsToClose);

}

……

try {

if (pid == 0) {

// 子进程处理函数

handleChildProc(parsedArgs, descriptors, childPipeFd, newStderr);

return true;

} else {

// in parent...pid of < 0 means failure

IoUtils.closeQuietly(childPipeFd);

childPipeFd = null;

return handleParentProc(pid, descriptors, serverPipeFd, parsedArgs);

}

}

}

接下来看看子进程处理函数handleChildProc干了些什么。具体的代码就不贴了，这里直接用文字加以描述：

①首先关闭zygote的sockets；

②然后根据传入的参数设置新进程的一些属性，因为我们传递进来的参数中有“runtime-init”所以会调用RuntimeInit.ZygoteInit函数，这个函数的功能我们已经分析过了，主要就是调用子进程类的main函数，这里就是调用android.app.ActivityThread类的main函数。实际上Android中APK程序所对应的进程就是这个类，它的main函数就是apk程序的main函数！！

③zygote子进程分裂成功后，就做一些扫尾工作，然后返回到runSelectLoop函数中继续等待请求进行下一次分裂。

所以说zygote是所有apk进程的祖先！

1.3 总结

这里以启动一个activity进程为例：

①ActivityManagerServer进程向zygote进程发送消息；

②zygote进程在runSelectLoop函数中接收到这个消息，fork创建子进程；

③子进程调用RuntimeInit.ZygoteInit函数，这个函数会调用子进程类的main函数，即android.app.ActivityThread的main函数，这样就启动了一个acivity进程。