Android源碼解析之應用程序啓動進程

轉載自：http://blog.csdn.net/luoshengyang/article/details/6747696

       Android應用程序框架層創建的應用程序進程具有兩個特點，一是進程的入口函數是ActivityThread.main，二是進程天然支持Binder進程間通信機制；這兩個特點都是在進程的初始化過程中實現的，本文將詳細分析Android應用程序進程創建過程中是如何實現這兩個特點的。

        Android應用程序框架層創建的應用程序進程的入口函數是ActivityThread.main比較好理解，即進程創建完成之後，Android應用程序框架層就會在這個進程中將ActivityThread類加載進來，然後執行它的main函數，這個main函數就是進程執行消息循環的地方了。Android應用程序框架層創建的應用程序進程天然支持Binder進程間通信機制這個特點應該怎麼樣理解呢？前面我們在學習Android系統的Binder進程間通信機制時說到，它具有四個組件，分別是驅動程序、守護進程、Client以及Server，其中Server組件在初始化時必須進入一個循環中不斷地與Binder驅動程序進行到交互，以便獲得Client組件發送的請求，具體可參考Android系統進程間通信（IPC）機制Binder中的Server啓動過程源代碼分析一文，但是，當我們在Android應用程序中實現Server組件的時候，我們並沒有讓進程進入一個循環中去等待Client組件的請求，然而，當Client組件得到這個Server組件的遠程接口時，卻可以順利地和Server組件進行進程間通信，這就是因爲Android應用程序進程在創建的時候就已經啓動了一個線程池來支持Server組件和Binder驅動程序之間的交互了，這樣，極大地方便了在Android應用程序中創建Server組件。

        在Android應用程序框架層中，是由ActivityManagerService組件負責爲Android應用程序創建新的進程的，它本來也是運行在一個獨立的進程之中，不過這個進程是在系統啓動的過程中創建的。ActivityManagerService組件一般會在什麼情況下會爲應用程序創建一個新的進程呢？當系統決定要在一個新的進程中啓動一個Activity或者Service時，它就會創建一個新的進程了，然後在這個新的進程中啓動這個Activity或者Service，具體可以參考Android系統在新進程中啓動自定義服務過程（startService）的原理分析、Android應用程序啓動過程源代碼分析和Android應用程序在新的進程中啓動新的Activity的方法和過程分析這三篇文章。

        ActivityManagerService啓動新的進程是從其成員函數startProcessLocked開始的，在深入分析這個過程之前，我們先來看一下進程創建過程的序列圖，然後再詳細分析每一個步驟。

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        Step 1. ActivityManagerService.startProcessLocked

        這個函數定義在frameworks/base/services/java/com/android/server/am/ActivityManagerService.java文件中：

 public final class ActivityManagerService extends ActivityManagerNative
         implements Watchdog.Monitor, BatteryStatsImpl.BatteryCallback {

     ......

     private final void startProcessLocked(ProcessRecord app,
                 String hostingType, String hostingNameStr) {

         ......

         try {
             int uid = app.info.uid;
             int[] gids = null;
             try {
                 gids = mContext.getPackageManager().getPackageGids(
                     app.info.packageName);
             } catch (PackageManager.NameNotFoundException e) {
                 ......
             }

             ......

             int debugFlags = 0;

             ......

             int pid = Process.start("android.app.ActivityThread",
                 mSimpleProcessManagement ? app.processName : null, uid, uid,
                 gids, debugFlags, null);

             ......

         } catch (RuntimeException e) {

             ......

         }
     }

     ......

 }

        它調用了Process.start函數開始爲應用程序創建新的進程，注意，它傳入一個第一個參數爲"android.app.ActivityThread"，這就是進程初始化時要加載的Java類了，把這個類加載到進程之後，就會把它裏面的靜態成員函數main作爲進程的入口點，後面我們會看到。

        Step 2. Process.start 

        這個函數定義在frameworks/base/core/java/android/os/Process.java文件中：

 public class Process {
     ......

     public static final int start(final String processClass,
         final String niceName,
         int uid, int gid, int[] gids,
         int debugFlags,
         String[] zygoteArgs)
     {
         if (supportsProcesses()) {
             try {
                 return startViaZygote(processClass, niceName, uid, gid, gids,
                     debugFlags, zygoteArgs);
             } catch (ZygoteStartFailedEx ex) {
                 ......
             }
         } else {
             ......

             return 0;
         }
     }

     ......
 }

       這裏的supportsProcesses函數返回值爲true，它是一個Native函數，實現在frameworks/base/core/jni/android_util_Process.cpp文件中：

 jboolean android_os_Process_supportsProcesses(JNIEnv* env, jobject clazz)
 {
     return ProcessState::self()->supportsProcesses();
 }

       ProcessState::supportsProcesses函數定義在frameworks/base/libs/binder/ProcessState.cpp文件中：

 bool ProcessState::supportsProcesses() const
 {
     return mDriverFD >= 0;
 }

       這裏的mDriverFD是設備文件/dev/binder的打開描述符，如果成功打開了這個設備文件，那麼它的值就會大於等於0，因此，它的返回值爲true。

       回到Process.start函數中，它調用startViaZygote函數進一步操作。

       Step 3. Process.startViaZygote

       這個函數定義在frameworks/base/core/java/android/os/Process.java文件中：

 public class Process {
     ......

     private static int startViaZygote(final String processClass,
             final String niceName,
             final int uid, final  static int startViaZygote(final String processClass,
             final String niceName,
             final int uid, final int gid,
             final int[] gids,
             int debugFlags,
             String[] extraArgs)
             throws ZygoteStartFailedEx {
         int pid;

         synchronized(Process.class) {
             ArrayList<String> argsForZygote =              final String niceName,
             final int uid, final int gid,
             final int[] gids,
             int debugFlags,
             String[] extraArgs)
             throws ZygoteStartFailedEx {
         int pid;

         synchronized(Process.class) {
             ArrayList<String> argsForZygote = new ArrayList<String>();
             final int[] gids,