跟我學：Android面試之深入Android Framework談談對Zygot的理解

導讀

本人從事Android客戶端開發，最近在在深入Framwork學習，希望我的學習分享能幫到你。首先我們看一下關於Zygote我們應該如何去分析，這裡通過一張思維導圖幫助大家整理思路。思維導圖一方面羅列了本文的大綱，另一方面也是希望讀者朋友可以保存圖片至自己的複習資料裡。以便隨時通過該大綱去複習，可以關注我，收藏文章進一步溝通學習！

談談對Zygote的理解

當遇到這樣一道面試題，我們應該分析面試官想考察的是什麼？

瞭解Zygote的作用，初級的要求，答出來後方能深入
熟悉Zygote的啟動流程，中級要求，主要是啟動中做的事有哪些關鍵步驟
深刻理解Zygote的工作原理，高級要求，主要是怎麼啟動進程的，怎麼與其他進程通訊

Zygote的作用

他的作用非常簡單就兩點

啟動SystemServer
孵化應用進程

如果答出了這兩點那就是及格了。但可能大部分朋友只知道第二點，第一點就不是那麼清楚。其實SystemServer也是Zygote啟動的，因為SystemServer需要用到Zygote準備好的系統資源：包括我們常用的一些類、註冊的JNI函數、主題資源及一些共享庫等等，直接從Zygote繼承過來自己就不需要重新加載過來，那麼對性能將會有很大的提升。

Zygote的啟動流程

在說Zygote啟動流程之前，我們可以明確一個概念：啟動三段式，這個可以理解為Android中進程啟動的常用套路，分為三步驟

進程啟動
準備工作
LOOP循環

其中LOOP作用是不停的接受消息，處理消息，消息的來源可以是Soket、MessageQueue、Binder驅動發過來的消息，但無論消息從哪裡來，它總的流程都是去接受消息，處理消息。

這個啟動三段式，他不光是Zygote進程是這樣的，只要是有獨立進程的，比如說系統服務進程，自己的應用進程都是這樣的。

下面我們來看一下Zygote進程是怎麼啟動的？

Zygote進程的啟動，得感謝init進程。init進程是它是linux啟動之後用戶空間的第一個進程。下面看一下啟動流程

linux啟動init進程
加載init.rc配置文件
啟動配置文件中定義的系統服務，其中Zygote服務就是定義在配置中的
init進程通過fork + execve 系統調用啟動Zygote

在分析具體系統源碼實現之前，我分享一個看源碼很方便網站Android社區：www.androidos.net.cn

下面列舉了本文需要閱讀的源碼文件路徑，供大家方便查找。

<code>platform/system/core/rootdir/init.zygoteXX.rc
platform/system/core/rootdir/init.rc
platform/frameworks/base/cmds/app_process/app_main.cpp
platform/frameworks/base/core/jni/AndroidRuntime.cpp
platform/libnativehelper/JniInvocation.cpp
platform/frameworks/base/core/java/com/android/internal/os/ZygoteInit.java/<code>

加載Zygote的啟動配置

在init.rc 文件中會import /init.${ro.zygote}.rc，init.zygoteXX,XX指的是32或者64，對我們沒差我們直接看init.zygote32.rc即可。配置文件比較長，我這裡做了截取保留了Zygot相關的部分。

<code>service zygote /system/bin/app_process -Xzygote /system/bin --zygote --start-system-server
    class main
    socket zygote stream 660 root system
    onrestart write /sys/android_power/request_state wake
    onrestart write /sys/power/state on
    onrestart restart audioserver
    writepid /dev/cpuset/foreground/tasks/<code>

service zygote：是進程名稱，
/system/bin/app_process：可執行程序的路徑，用於init進程fork，execve調用
-Xzygote /system/bin --zygote --start-system-server 為它的參數

如何啟動，啟動方式有兩種

fork + handle
fork + execve

首先都會調用fork創建新的進程，比較奇特的是它會返回兩次。

子進程一次，返回的pid是0 父進程一次，返回的pid是子進程的pid
對於handle默認的情況，子進程會繼承父進程的所有資源，但當通過execve去加載二進制程序時，那父進程的資源則會被清除

還有個一個關注點是，信號處理-SIGCHLD。

當父進程fork子進程後，父進程需要關注這個信號。當子進程掛了，父進程就會收到SIGCHLD，這時候父進程就可以做一些處理。例如Zygote進程如果掛了，那父進程init進程就會收到信號將Zygote進程重啟

Zygote進程啟動後做了什麼？

主要分為兩部分Native層處理和Java層處理。

先來看一下Native層的處理

啟動Android虛擬機
註冊Android的JNI函數
進入Java層

在app_main.cpp文件，AndroidRuntime.cpp文件。我們可以找到幾個主要函數名

<code>JNI_CreateJavaVM   // 創建啟動虛擬機
jniRegisterNativeMethods(env, "com/android/internal/os/ZygoteInit",
        methods, NELEM(methods)) // 通過反射獲取ZygoteInit對象
env->CallStaticVoidMethod(startClass, startMeth, strArray);//調用main函數,進入Java層/<code>

在應用進程中並不需要創建虛擬機，因為應用進程是Zygote進程孵化出來的，繼承了父進程的擁有虛擬機，只需要重置數據即可。

接著看一下Java層的處理，具體可參考ZygoteInit文件的main方法