Android源码解析之应用程序启动进程

转载自：http://blog.csdn.net/luoshengyang/article/details/6747696

       Android应用程序框架层创建的应用程序进程具有两个特点，一是进程的入口函数是ActivityThread.main，二是进程天然支持Binder进程间通信机制；这两个特点都是在进程的初始化过程中实现的，本文将详细分析Android应用程序进程创建过程中是如何实现这两个特点的。

        Android应用程序框架层创建的应用程序进程的入口函数是ActivityThread.main比较好理解，即进程创建完成之后，Android应用程序框架层就会在这个进程中将ActivityThread类加载进来，然后执行它的main函数，这个main函数就是进程执行消息循环的地方了。Android应用程序框架层创建的应用程序进程天然支持Binder进程间通信机制这个特点应该怎么样理解呢？前面我们在学习Android系统的Binder进程间通信机制时说到，它具有四个组件，分别是驱动程序、守护进程、Client以及Server，其中Server组件在初始化时必须进入一个循环中不断地与Binder驱动程序进行到交互，以便获得Client组件发送的请求，具体可参考Android系统进程间通信（IPC）机制Binder中的Server启动过程源代码分析一文，但是，当我们在Android应用程序中实现Server组件的时候，我们并没有让进程进入一个循环中去等待Client组件的请求，然而，当Client组件得到这个Server组件的远程接口时，却可以顺利地和Server组件进行进程间通信，这就是因为Android应用程序进程在创建的时候就已经启动了一个线程池来支持Server组件和Binder驱动程序之间的交互了，这样，极大地方便了在Android应用程序中创建Server组件。

        在Android应用程序框架层中，是由ActivityManagerService组件负责为Android应用程序创建新的进程的，它本来也是运行在一个独立的进程之中，不过这个进程是在系统启动的过程中创建的。ActivityManagerService组件一般会在什么情况下会为应用程序创建一个新的进程呢？当系统决定要在一个新的进程中启动一个Activity或者Service时，它就会创建一个新的进程了，然后在这个新的进程中启动这个Activity或者Service，具体可以参考Android系统在新进程中启动自定义服务过程（startService）的原理分析、Android应用程序启动过程源代码分析和Android应用程序在新的进程中启动新的Activity的方法和过程分析这三篇文章。

        ActivityManagerService启动新的进程是从其成员函数startProcessLocked开始的，在深入分析这个过程之前，我们先来看一下进程创建过程的序列图，然后再详细分析每一个步骤。

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        Step 1. ActivityManagerService.startProcessLocked

        这个函数定义在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) {

             ......

         }
     }

     ......

 }

        它调用了Process.start函数开始为应用程序创建新的进程，注意，它传入一个第一个参数为"android.app.ActivityThread"，这就是进程初始化时要加载的Java类了，把这个类加载到进程之后，就会把它里面的静态成员函数main作为进程的入口点，后面我们会看到。

        Step 2. Process.start 

        这个函数定义在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;
         }
     }

     ......
 }

       这里的supportsProcesses函数返回值为true，它是一个Native函数，实现在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函数定义在frameworks/base/libs/binder/ProcessState.cpp文件中：

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

       这里的mDriverFD是设备文件/dev/binder的打开描述符，如果成功打开了这个设备文件，那么它的值就会大于等于0，因此，它的返回值为true。

       回到Process.start函数中，它调用startViaZygote函数进一步操作。

       Step 3. Process.startViaZygote

       这个函数定义在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,