大廠Android崗高頻面試問題：說說你對Zygote的理解！

前言

Zygote能夠說是Android開發面試很高頻的一道問題，但總有小夥伴在回答這道問題總不能讓面試滿意， 在這你就要搞清楚面試問你對Zygote的理解時，面試官最想聽到的和其實想問的應該是哪些？下面咱們經過如下幾點來剖析這道問題！

• 瞭解Zygote的做用
• 熟悉Zygote的啓動流程
• 深入理解Zygote的工做原理

下面來咱們來深刻剖析

1、 Zygote的做用

Zygote的做用分爲兩點：

• 啓動SystemServer
• 孵化應用進程

關於這個問題答出了這兩點那就是OK了。可能大部分小夥伴可能能答出第二點，第一點就不是很清楚。SystemServer也是Zygote啓動的，由於SystemServer須要用到Zygote準備好的系統資源包括：

直接從Zygote繼承過來就不須要從新加載過來，那麼對性能將會有很大的提高。

2、Zygote的啓動流程

2.1 啓動三段式

在說Zygote啓動流程以前，先明確一個概念：啓動三段式，這個能夠理解爲Android中進程啓動的經常使用套路，分爲三步驟：

這裏要了解LOOP循環是什麼，其實LOOP做用是不停的接受消息，處理消息，消息的來源能夠是Soket、MessageQueue、Binder驅動發過來的消息，但不管消息從哪裏來，它整個流程都是去接受消息，處理消息。這個啓動三段式，它不光是Zygote進程是這樣的，只要是有獨立進程的，好比說系統服務進程，本身的應用進程都是如此。

2.2 Zygote進程是怎麼啓動的？

Zygote進程的啓動取決於init進程，init進程是它是linux啓動以後用戶空間的第一個進程，下面看一下啓動流程：

1. linux啓動init進程
2. init進程啓動以後加載init.rc配置文件

3. 啓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

4. 同時啓動的服務除了Zygote以外還有一些別的系統服務也是會啓動的，好比說ServiceManager進程，它是經過fork+execve系統調用啓動的

2.2.1加載Zygote的啓動配置

在init.rc 文件中會import /init.${ro.zygote}.rc，init.zygoteXX,XX指的是32或者64，對咱們沒差咱們直接看init.zygote32.rc便可。配置文件比較長，這裏作了截取保留了Zygot相關的部分。

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

• 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 爲它的參數

2.2.2啓動進程

說完了啓動配置呢，這裏來聊一下啓動進程，啓動進程有兩種方式：

第一種：fork+handle

pid_t pid = fork();
if (pid == 0){
  // child process
} else {
  // parent process
}

第二種：fork+execve

pid_t pid = fork();
if (pid == 0) {
  // child process
  execve(path, argv, env);
} else {
  // parent process
}

二者看起來差很少，首先首先都會調用fork函數建立子進程，這個函數比較奇特會返回兩次，子進程返回一次，父進程返回一次。區別在於：

• 子進程一次，返回的pid是0 可是父進程返回的pid是子進程的pid，所以能夠根據判斷pid來區分目前是子進程仍是父進程
• 對於handle默認的狀況，子進程會繼承父進程的全部資源，但當經過execve去加載二進制程序時，那父進程的資源則會被清除

2.2.3信號處理-SIGCHLD

當父進程fork子進程後，父進程須要關注這個信號。當子進程掛了，父進程就會收到SIGCHLD，這時候父進程就能夠作一些處理。例如Zygote進程若是掛了，那父進程init進程就會收到信號將Zygote進程重啓。

3、Zygote進程啓動原理

主要分爲兩部分Native層處理和Java層處理，Zygote進程啓動以後，它執行了execve系統調用，它執行的是用C++寫的二進制的可執行程序裏的main函數做爲入口，而後在Java層運行！

先來看一下Native層的處理流程

在app_main.cpp文件，AndroidRuntime.cpp文件。咱們能夠找到幾個主要函數名

int main(int argc,char *argv[]){
   JavaVM *jvm;
   JNIEnv *env;
   JNI_CreateJavaVM(&jvm,(void**)&env,&vm_args); //建立Java虛擬機
   jclass clazz = env->FindClass("ZygoteInit"); //找到叫ZygoteInit的Java類
   jmethodID method = env->GetStaticMethodID(clazz,"Main","[Ljava/lang/String;)V"); //找到ZygoteInit類中的Main的靜態函數
   env->CallStaticVoidMethod(clazz,method,args); //調用main函數
   jvm->DestroyJavaVM();
}

根據上述代碼，你會發如今咱們的應用裏直接就能夠 JNI 調用了，並不須要建立虛擬機。由於應用進程是Zygote進程孵化出來的，繼承了父進程的擁有虛擬機，只須要重置數據便可。

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

1. 預加載資源，好比經常使用類庫、主題資源及一些共享庫等

2. 啓動SystemServer進程

3. 進入Socket 的Loop循環 會看到的ZygoteServer.runSelectLoop(…)調用

boolean runOnce() {
	String[] args = readArgumentList(); //讀取參數列表
	int pid = Zygote.forkAndSpecialize(); //根據讀取到的參數啓動子進程
	if(pid == 0) {
		//in child
		//執行ActivityThread的入口函數（main）
		handleChildProc(args,...);
		return true;
	}
}

4、總結

Zygote啓動流程中須要主要如下2點問題

1. Zygote fork要保證是單線程
2. Zygote的IPC是採用socket

看完三件事❤️

​
若是你以爲這篇內容對你還蠻有幫助，我想邀請你幫我三個小忙：
​

1. 點贊，轉發，有大家的 『點贊和評論』，纔是我創造的動力。
2. 關注公衆號 『 阿風的架構筆記 』，不按期分享原創知識。
3. 同時能夠期待後續文章ing🚀
4. 關注後回覆【666】掃碼便可獲取架構進階學習資料包