第3章：应用程序进程启动过程

AMS启动一个应用程序首先要保证该应用程序的进程已经启动，如果应用程序进程还不存在，则请求 Zygote 进程启动进程。

从前一章内容可知，在Zygote 的Java 框架层会创建Server 端的Socket，用于等待AMS 请求Zygote 创建新的应用程序进程。Zygote 通过fork自身即可创建应用程序进程，这个进程会包含虚拟机实例，并且会创建Binder线程池和消息循环。

本章学习应用程序进程的启动，注意，是应用程序进程而不是应用程序的启动过程。

应用程序进程启动过程介绍

AMS 通过调用 startProcessLocked 向 Zygote 进程发送请求，主要代码如下：

private final void startProcessLocked(ProcessRecord app, String hostingType,
String hostingNameStr, String abiOverride ,String entryPoint ,String [] entryPointArgs) {
    ...
    //获取要创建的应用程序进程的用户 ID
    int uid = app.uid; //1 
    
    int [] gids = null; 
    if (!app.isolated) { 
        //2  gids创建和赋值
        if (ArrayUtils isEmpty(permGids)){
            gids =new int[3]; 
        }else { 
            gids = new int[permGids.leng + 3] ; 
            System.arraycopy(permGids, 0, gids, 3, permGids.length) ; 
            gids[O] = UserHandle.getSharedAppGid(UserHandle.getAppid(uid)); 
            gids[1] = UserHandle.getCacheAppGid(UserHandle .getAppid(uid)) ; 
            gids[2] = UserHandle.getUserGid{UserHandle.getUserid(uid)); 
    }
    
    ...
    if (entryPoint = null) entryPoint = "android.app.ActivityThread";//3
    
    ...
    //启动应用程序进程,这里省略不重要的参数
    startResult = Process.start(entryPoint,xxx,uid, xxx,gids,xxx,xxx);

上述代码首先得到应用程序进程的用户ID，之后创建用户组ID 并且赋值，在注释3处判断 entryPoint 为null就赋值 “android.app.ActivityThread”，这个值就是应用程序进程主线程的类名。在最终调用 Process.start 创建进程时，会将进程的用户ID和用户组ID传入。

Process.start会将实现交给 ZygoteProcess(ZygoteProcess用于保持与Zygote进程的通信状态)的start 方法处理，其中首先会执行 openZygoteSocketifNeeded 方法，代码如下：

...
if (primaryZygoteState == null || primaryZygoteState.isClosed ()) { 
try { 
    //与 Zygote 进程建立 Socket 连接
    primaryZygoteState = ZygoteState.connect(mSocket);//1
} catch (IOException ioe} { 
    throw new ZygoteStartFailedEx ("Error connecting to primary zygote"， ioe)
}
//连接 Zygote 主模式返回的 ZygoteState 是否与启动应用程序进程所需要的ABI匹配
if (primaryZygotestate.matches (abi)) {//2 
    return primaryZygoteState;
} 

／／如果不匹配，则尝试连接 Zygote 辅模式
if (secondaryZygoteState ==null || secondaryZygoteState.isClosed()) { 
try { 
    secondaryZygoteState = ZygoteState.connect(mSecondarySocket);//3
} catch (IOException ioe) { 
    throw new ZygoteStartFailedEx ("Error connecting to secondary zygote", ioe) ; 
}

／／连接 Zygote 辅模式返回的 ZygoteState 是否与启动应用程序进程所需要的 ABI 匹配
if (secondaryZygoteState.matches(abi)) {//4 
    return secondaryZygoteState; 
}
throw new ZygoteStartFailedEx ("Unsupported zygote ABI :" + abi);

前面章节提到Zygote的main方法中会创建name为 “zygote” 的server端Socket，注释1就是与Zygote进程建立Socket 连接(name为”zygote”)，并得到 ZygoteState 对象primaryZygoteState；注释2处如果primaryZygoteState 与启动应用程序所需要的 ABI 不匹配，则在注释3处连接name为 “zygote_secondary” 的Socket。如果辅模式返回的 ZygoteState 与进程所需的ABI也不匹配，就抛出异常。

通过 openZygoteSocketifNeeded 获取ZygoteState后，将其作为参数调用 ZygoteProcess的 ZygoteSendArgsAndGetResult 方法获取Process.ProcessStartResult。

Zygote 接收请求并创建应用程序进程

执行完以上步骤后，继续执行 argsForZygote 方法即可让Zygote 收到创建新的应用程序进程的请求。Zygote 接收请求并创建应用程序进程的时序图如下：

由前面章节我们知道，Zygote 中的Server Socket 的runSelectLoop 方法一直在等待 AMS请求创建新的应用程序进程，runSelectLoop 中是通过 runOnce 来创建进程的，runOnce最终调用到 Zygote 的 forkAndSpecialize 方法创建应用程序进程，并返回pid。forkAndSpecialize 通过fork 当前进程来创建一个子进程。此后，便会在应用程序进程中创建 Binder 线程池，*进一步通过反射 ActivityThread 类的main方法调用，令应用程序进程进入了ActivityThread 的main方法中。此时，应用程序进程创建完毕，并且运行了主线程管理类 ActivityThread *。

如果pid为0，说明当前代码运行在新创建的子进程中。

Binder 线程池启动过程

程序中会检查代码，确保Binder线程池只会被启动一次。

消息循环创建过程

通过反射方式 invok 执行 ActivityThread 的main方法时，会执行一系列主线程的工作，代码如下：

//frameworks/base/core/java/android/app/ActivityThread.java 

public static void main(String[] args) { 
    ...
    //创建主线程 Looper
    Looper.prepareMainLooper(); //1 
    ActivityThread thread= new ActivityThread(); //2 
    thread.attach(false) ; 
    if (sMainThreadHandler == null ) {//3 
    //创建主线程 H 类
    sMainThreadHandler = thread . getHandler ();//4 
    if (false) { 
        Looper.myLooper().setMessageLogging(new LogPrinter(Log.DEBUG, "ActivityThread"）；
    Trace.traceEnd(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER) ; 
    //Looper 开始工作
    Looper.loop (); //5 
    throw new RuntimeException("Main thread loop unexpectedly exited"); 
}

ActivityThread类用于管理当前应用程序进程的主线程，上述代码中创建了主线程的消息循环Looper，其中的内部类 H 继承 Handler，在注释 5 处调用Looper.loop ，即使得Looper 开始处理消息，可见，系统在应用程序进程启动完成后，就会创建消息循环。