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进程创建前
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 abi,
String instructionSet,
String appDataDir,
String[] zygoteArgs) {
try {
return startViaZygote(processClass, niceName, uid, gid, gids,
debugFlags, mountExternal, targetSdkVersion, seInfo,
abi, instructionSet, appDataDir, zygoteArgs);
} catch (ZygoteStartFailedEx ex) {
Log.e(LOG_TAG,
"Starting VM process through Zygote failed");
throw new RuntimeException(
"Starting VM process through Zygote failed", ex);
}
}
start函数里面没有做太多的事情，直接交给了startViaZygote
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 abi,
String instructionSet,
String appDataDir,
String[] extraArgs)
throws ZygoteStartFailedEx {
synchronized(Process.class) {
ArrayList<String> argsForZygote = new ArrayList<String>();
// --runtime-args, --setuid=, --setgid=,
// and --setgroups= must go first
argsForZygote.add("--runtime-args");
argsForZygote.add("--setuid=" + uid);
argsForZygote.add("--setgid=" + gid);
if ((debugFlags & Zygote.DEBUG_ENABLE_JNI_LOGGING) != 0) {
argsForZygote.add("--enable-jni-logging");
}
if ((debugFlags & Zygote.DEBUG_ENABLE_SAFEMODE) != 0) {
argsForZygote.add("--enable-safemode");
}
....
argsForZygote.add(processClass);
if (extraArgs != null) {
for (String arg : extraArgs) {
argsForZygote.add(arg);
}
}
return zygoteSendArgsAndGetResult(openZygoteSocketIfNeeded(abi), argsForZygote);
}
}
startViaZygote 函数前面都是对参数的整理。
后面交给了zygoteSendArgsAndGetResult。
但是这里我们需要注意的这边 openZygoteSocketIfNeeded 会打开一个socket，用于和zygote通讯，这个zygote之所以要一个abi参数因为在64位系统中有两个zygote进程。
root 264 1 1173156 127704 0 0000000000 S zygote64 root 265 1 934112 114496 0 0000000000 S zygote
就分别通讯的意思。
private static ProcessStartResult zygoteSendArgsAndGetResult(
ZygoteState zygoteState, ArrayList<String> args)
throws ZygoteStartFailedEx {
try {
int sz = args.size();
for (int i = 0; i < sz; i++) {
if (args.get(i).indexOf('\n') >= 0) {
throw new ZygoteStartFailedEx("embedded newlines not allowed");
}
}
final BufferedWriter writer = zygoteState.writer;
final DataInputStream inputStream = zygoteState.inputStream;
writer.write(Integer.toString(args.size()));
writer.newLine();
for (int i = 0; i < sz; i++) {
String arg = args.get(i);
writer.write(arg);
writer.newLine();
}
writer.flush();
ProcessStartResult result = new ProcessStartResult();
result.pid = inputStream.readInt();
result.usingWrapper = inputStream.readBoolean();
if (result.pid < 0) {
throw new ZygoteStartFailedEx("fork() failed");
}
return result;
} catch (IOException ex) {
zygoteState.close();
throw new ZygoteStartFailedEx(ex);
}
}
上一步拿到了zygoteState 现在进行通讯，首先进行的参数的校验，如果没有问题就通过一个一个参数write传输过去给zygote。
zygote拿到这些参数就会给你创建好需要的进程。
然后返回结果通过read读取出来。
那么zygote那边是怎么创建进程呢？我们来看下zygote那边的工作。
进程的创建
zygote循环
zygoteInit.main()函数是zygote启动的时候会执行的函数，关于zygote启动这里不在详细解析。
public static void main(String argv[]) {
try {
runSelectLoop(abiList);
} catch (MethodAndArgsCaller caller) {
caller.run();
} catch (RuntimeException ex) {
closeServerSocket();
throw ex;
}
}
在main函数中会调用。runSelectLoop开启socket等待。
我们这里留意下这MethodAndArgsCaller异常。
private static void runSelectLoop(String abiList) throws MethodAndArgsCaller {
ArrayList<FileDescriptor> fds = new ArrayList<FileDescriptor>();
ArrayList<ZygoteConnection> peers = new ArrayList<ZygoteConnection>();
fds.add(sServerSocket.getFileDescriptor());
peers.add(null);
while (true) {
StructPollfd[] pollFds = new StructPollfd[fds.size()];
for (int i = 0; i < pollFds.length; ++i) {
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) {
if ((pollFds[i].revents & POLLIN) == 0) {
continue;
}
if (i == 0) {
ZygoteConnection newPeer = acceptCommandPeer(abiList);
peers.add(newPeer);
fds.add(newPeer.getFileDesciptor());
} else {
boolean done = peers.get(i).runOnce();
if (done) {
peers.remove(i);
fds.remove(i);
}
}
}
}
}
zygote起来以后会一直在这边循环等待，等待你们连接我并把需要创建进程的参数传输给我。有连接过来了，就会执行runOnce函数。
runOnce
boolean runOnce() throws ZygoteInit.MethodAndArgsCaller {
String args[];
Arguments parsedArgs = null;
FileDescriptor[] descriptors;
try {
args = readArgumentList();
descriptors = mSocket.getAncillaryFileDescriptors();
} catch (IOException ex) {
Log.w(TAG, "IOException on command socket " + ex.getMessage());
closeSocket();
return true;
}
try {
parsedArgs = new Arguments(args);
pid = Zygote.forkAndSpecialize(parsedArgs.uid, parsedArgs.gid, parsedArgs.gids,
parsedArgs.debugFlags, rlimits, parsedArgs.mountExternal, parsedArgs.seInfo,
parsedArgs.niceName, fdsToClose, parsedArgs.instructionSet,
parsedArgs.appDataDir);
} catch (ErrnoException ex) {
logAndPrintError(newStderr, "Exception creating pipe", ex);
} catch (IllegalArgumentException ex) {
logAndPrintError(newStderr, "Invalid zygote arguments", ex);
} catch (ZygoteSecurityException ex) {
logAndPrintError(newStderr,
"Zygote security policy prevents request: ", ex);
}
try {
if (pid == 0) {
handleChildProc(parsedArgs, descriptors, childPipeFd, newStderr);
// should never get here, the child is expected to either
// throw ZygoteInit.MethodAndArgsCaller or exec().
return true;
} else {
return handleParentProc(pid, descriptors, serverPipeFd, parsedArgs);
}
} finally {
IoUtils.closeQuietly(childPipeFd);
IoUtils.closeQuietly(serverPipeFd);
}
}
这里关键的地方就是forkAndSpecialize 前面都是收集参数等待。
后forkAndSpecialize fork进程后，父进程和紫禁城分道扬镳。----这个是linux进程创建的知识了
接下来我们要分开两条不同关注点去看进程的创建了
--- forkAndSpecialize 会调用linux的fork系统调用创建进程，创建后我们关注它的一些环境的建立。
--- handleChildProc 进程创建后回去加载app的入口也就是ActivityThread。我们关注它是怎去加载的。
如果是单单看应用的启动，往应用层去理解呢，其实不太需要知道fork流程，如果想更深入了解系统的运行机制，可以一起来看下forkAndSpecialize到底做来什么东西。
进程的fork
上面讲到forkAndSpecialize 函数，我们这节的目的，看下forkAndSpecialize是怎么到底层调用linux的fork系统调用，从而开辟一个进程的。
要了解fork系统调用和运用的需要去了解linux的应用开发。这样才比较好了解进程的启动，在linux里面为什么用一个fork就创建了一个进程。
这个是需要一个基础知识的。
public static int forkAndSpecialize(int uid, int gid, int[] gids, int debugFlags,
int[][] rlimits, int mountExternal, String seInfo, String niceName, int[] fdsToClose,
String instructionSet, String appDataDir) {
...
int pid = nativeForkAndSpecialize(
uid, gid, gids, debugFlags, rlimits, mountExternal, seInfo, niceName, fdsToClose,
instructionSet, appDataDir);
...
return pid;
}
native private static int nativeForkAndSpecialize(int uid, int gid, int[] gids,int debugFlags,
int[][] rlimits, int mountExternal, String seInfo, String niceName, int[] fdsToClose,
String instructionSet, String appDataDir);
我们来看到forkAndSpecialize 什么都没有做直接交给了nativeForkAndSpecialize，而nativeForkAndSpecialize是一个jni底层的函数。
这个函数的实现在com_android_internal_os_Zygote.cpp (frameworks\base\core\jni)
static const JNINativeMethod gMethods[] = {
{ "nativeForkAndSpecialize",
"(II[II[[IILjava/lang/String;Ljava/lang/String;[ILjava/lang/String;Ljava/lang/String;)I",
(void *) com_android_internal_os_Zygote_nativeForkAndSpecialize },
在这个com_android_internal_os_Zygote.cpp 文件里面，我们看到它的jni实现是com_android_internal_os_Zygote_nativeForkAndSpecialize
static jint com_android_internal_os_Zygote_nativeForkAndSpecialize(
JNIEnv* env, jclass, jint uid, jint gid, jintArray gids,
jint debug_flags, jobjectArray rlimits,
jint mount_external, jstring se_info, jstring se_name,
jintArray fdsToClose, jstring instructionSet, jstring appDataDir) {
jlong capabilities = 0;
return ForkAndSpecializeCommon(env, uid, gid, gids, debug_flags,
rlimits, capabilities, capabilities, mount_external, se_info,
se_name, false, fdsToClose, instructionSet, appDataDir);
}
com_android_internal_os_Zygote_nativeForkAndSpecialize 这个函数也没有做太多的事情，直接交给了ForkAndSpecializeCommon。
static pid_t ForkAndSpecializeCommon(JNIEnv* env, uid_t uid, gid_t gid, jintArray javaGids,
jint debug_flags, jobjectArray javaRlimits,
jlong permittedCapabilities, jlong effectiveCapabilities,
jint mount_external,
jstring java_se_info, jstring java_se_name,
bool is_system_server, jintArray fdsToClose,
jstring instructionSet, jstring dataDir) {
SetSigChldHandler();
...
pid_t pid = fork();
if (pid == 0) {
..
if (!is_system_server) {
int rc = createProcessGroup(uid, getpid());
if (rc != 0) {
if (rc == -EROFS) {
ALOGW("createProcessGroup failed, kernel missing CONFIG_CGROUP_CPUACCT?");
} else {
ALOGE("createProcessGroup(%d, %d) failed: %s", uid, pid, strerror(-rc));
}
}
}
SetGids(env, javaGids);
...
int rc = setresgid(gid, gid, gid);
...
SetCapabilities(env, permittedCapabilities, effectiveCapabilities);
SetSchedulerPolicy(env);
...
rc = selinux_android_setcontext(uid, is_system_server, se_info_c_str, se_name_c_str);
...
if (se_info_c_str != NULL) {
SetThreadName(se_name_c_str);
}
...
} else if (pid > 0) {
...
}
return pid;
}
这个函数做的事情就有点多了，关键的是我们看到了fork()函数。
---在这个fork()函数之前做的是一些signal的设置
---fork()完成了以后兵分两路，子进程会去做很多gid 、scheduler 和 selinux等等的设置。
到这里我们就完整的看到了一个进程创建的过程。返回pid。
handleChildProc
现在进程出来了，我们需要一路返回，看看我们的进程会去做那些工作，是怎么走入到我们的apk代码里面的，主要是走到ActivityThread的过程。
我们回到handleChildProc，里面来。
private void handleChildProc(Arguments parsedArgs,
FileDescriptor[] descriptors, FileDescriptor pipeFd, PrintStream newStderr)
throws ZygoteInit.MethodAndArgsCaller {
if (parsedArgs.invokeWith != null) {
WrapperInit.execApplication(parsedArgs.invokeWith,
parsedArgs.niceName, parsedArgs.targetSdkVersion,
VMRuntime.getCurrentInstructionSet(),
pipeFd, parsedArgs.remainingArgs);
} else {
RuntimeInit.zygoteInit(parsedArgs.targetSdkVersion,
parsedArgs.remainingArgs, null /* classLoader */);
}
}
}
我们的进程已经创建完成来。handleChildProc是首先会调用的函数，而这个函数又调用来RuntimeInit.zygoteInit,为什么是讲这个函数而不去讲上面的函数？
我这里讲一个简单的linux知识。
linux进程创建也是一样的会直接fork，fork完成后如果你要加载代码一般是用execv系统调用去加载代码的，但是Android，使用的是java虚拟机。
所以，上面的流程是给一些本地进程走的。而java是通过Class进行类加载，来我们来一口气读完下面三个函数。
看下是怎么类加载的。
public static final void zygoteInit(int targetSdkVersion, String[] argv, ClassLoader classLoader)
throws ZygoteInit.MethodAndArgsCaller {
...
applicationInit(targetSdkVersion, argv, classLoader);
}
private static void applicationInit(int targetSdkVersion, String[] argv, ClassLoader classLoader)
throws ZygoteInit.MethodAndArgsCaller {
...
VMRuntime.getRuntime().setTargetHeapUtilization(0.75f);
VMRuntime.getRuntime().setTargetSdkVersion(targetSdkVersion);
...
invokeStaticMain(args.startClass, args.startArgs, classLoader);
}
private static void invokeStaticMain(String className, String[] argv, ClassLoader classLoader)
throws ZygoteInit.MethodAndArgsCaller {
Class<?> cl;
try {
cl = Class.forName(className, true, classLoader);
} catch (ClassNotFoundException ex) {
...
}
Method m;
try {
m = cl.getMethod("main", new Class[] { String[].class });
} catch (NoSuchMethodException ex) {
...
}
...
throw new ZygoteInit.MethodAndArgsCaller(m, argv);
}
这里我们关注下面流程：
1. 首先设置虚拟机的环境
2. 调用invokeStaticMain
3.在invokeStaticMain，我们找到这个类也就是ActivityThread类，这到这个类的Method，也就是main函数。
4.最后居然没有运行这个类而是抛出一个异常。很匪夷所思，根据反射调用的话，应该是要 m.invoke(null, arg);才对的。
那么它抛出这个异常是在哪里catch的呢？
还记得文章最前面我们说要关注的抛出的异常吗？
在前面zygote循环的时候我说要关注的异常。
public static void main(String argv[]) {
try {
runSelectLoop(abiList);
} catch (MethodAndArgsCaller caller) {
caller.run();
} catch (RuntimeException ex) {
closeServerSocket();
throw ex;
}
}
他就是在这里catch了这个异常然后调用了这个异常的run函数。
public MethodAndArgsCaller(Method method, String[] args) {
mMethod = method;
mArgs = args;
}
public void run() {
try {
mMethod.invoke(null, new Object[] { mArgs });
} catch (IllegalAccessException ex) {
throw new RuntimeException(ex);
} catch (InvocationTargetException ex) {
...
throw new RuntimeException(ex);
}
}
然后再这里进行了invoke反射调用。
至于为什么要通过抛出异常的方法去做这个调用而不是直接调用，网上早有人给出了答案。这里就不多说。
到现在整个进程启动的流程就结束了。
ActivityThread类加载起来以后，会和ams交互，接下来会调用到你的activity的onCreate方法，onResume方法。
然后你的apk就完美运行了。
Android app启动流程：调用startProcessLocked的几种情况（1）
Android app启动流程：startProcessLocked函数分析（2）
Android app启动流程：Process.start（3）
Android app启动流程：startservice（4）
Android app启动流程：broadcast广播的注册（5）
Android app启动流程：广播的发送broadcastIntentLocked（6）
Android app启动流程：广播的发送scheduleBroadcastsLocked（7）
Android app启动流程：广播的发送processNextBroadcast（8）
Android app启动流程：关于FocusedStack的研究（9）
Android app启动流程：startActivityMayWait分析（10）
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