Android Zygote源码分析

JNCBI • 2025-01-27 13:35 • 编程

一、Zygote是什么

Zygote是Android系统启动过程中的一个进程，它是用来孵化新应用进程的。Zygote进程会先加载Android Framework，并执行一些初始化操作，然后等待系统创建新应用进程的请求。当一个新应用进程需要创建时，Zygote进程就会fork出一个子进程，并为新进程执行一些初始化操作，包括加载应用的类、资源等。

二、Zygote的启动流程

Zygote的启动流程可以分为三步：

1、系统启动时，init进程会调用/system/bin/start

“`
/system/bin/start
class_start /system/bin/app_process /system/bin –zygote –start-system-server
…
“`

2、start脚本会调用app_process可执行文件，并将–zygote和–start-system-server两个参数传递给它。

“`
app_process /system/bin –zygote –start-system-server
“`

3、app_process根据–zygote参数，判断当前进程是否是Zygote进程，如果是，则执行Zygote的初始化操作，否则，app_process会根据传递给它的类名参数启动对应的应用进程。

三、Zygote的初始化操作

Zygote进程的初始化操作包括：

1、加载Android Framework

“`
/**
* @param systemServer 是否启动系统服务进程
*/
void com_android_internal_os_Zygote_nativeInit(JNIEnv* env, jclass clazz, jboolean systemServer) {
…
if (systemServer) {
zygote_init();
} else {
child_init();
}
…
}
“`

2、创建Zygote Socket

“`
int createZygoteSocket(const char* socketName) {
int fd;
union {
sockaddr addr;
sockaddr_un unixAddr;
} sockAddr;

/**
* 初始化socket地址
*/
memset(&sockAddr, 0, sizeof(sockAddr));
sockAddr.unixAddr.sun_family = AF_UNIX;
strcpy(sockAddr.unixAddr.sun_path, socketName);

/**
* 创建socket
*/
fd = socket(AF_UNIX, SOCK_STREAM, 0);

/**
* 绑定socket到地址
*/
if (bind(fd, &sockAddr.addr, sizeof(sockAddr.unixAddr)) == -1) {
ALOGE(“bind(‘%s’) failed: %s”, socketName, strerror(errno));
return -1;
}

/**
* 监听socket
*/
if (listen(fd, 5) == -1) {
ALOGE(“listen() failed: %s”, strerror(errno));
return -1;
}

/**
* 授权socket文件路径和进程UID之间的访问权限
*/
if (chmod(socketName, 0777) == -1) {
ALOGE(“chmod(‘%s’, 0777) failed: %s”, socketName, strerror(errno));
return -1;
}

return fd;
}
“`

四、Zygote的通信协议

Zygote进程在创建新应用进程时，会通过Zygote Socket接收来自System Server进程的请求。请求数据格式如下：

“`
struct {
int32_t pid; // 请求进程的PID
uid_t uid; // 请求进程的UID
char* cmd; // 启动应用的命令，例如am start …
int32_t argc; // argv数组的长度
char** argv; // 传递给应用进程的参数列表
int32_t envc; // envp数组的长度
char** envp; // 传递给应用进程的环境变量列表
int32_t w, h; // 应用进程窗口的宽和高
int32_t sdkVersion; // 应用所用的SDK版本号
} StartArgs;
“`

在接收到请求后，Zygote进程会fork出一个子进程，并传递请求的参数给子进程（argv数组、envp数组等）。新应用进程会继承与Zygote进程相同的类、资源、环境等，从而减少启动时间和内存消耗。

五、Zygote的优化

Zygote进程会在启动时预加载常用的类和资源，以便在孵化新应用进程时能够更快地初始化应用。此外，Zygote进程还会采用Copy on write（COW）技术，在fork出子进程时，共享与父进程相同的内存页面，以减少内存使用和启动时间。

六、总结

本文主要讲解了Android系统启动过程中的Zygote进程，介绍了Zygote的启动流程、初始化操作、通信协议以及优化措施。Zygote进程的孵化方式，充分利用系统资源，减少了应用启动时间和内存消耗，对提高系统性能起到一定的作用。

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