Android框架简介--启动过程--Zygote

zygote在android系统中扮演着关键的角色，主要有以下两个主要功能：

1. 启动SystemServer和孵化应用进程： Zygote是Android中大多数应用进程和系统进程的创建者。它通过fork操作来生成新进程。Zygote为这些新进程提供了基础资源，包括：

   • 常用类：包含Android的J*a类库，大部分来自Apache Harmony，这是开源的J*a API实现，如j*a.lang、j*a.util、j*a.net等。
   • JNI函数：用于J*a和本地代码之间的交互。
   • 主题资源：例如主题图片，这些资源占用10M+的内存，系统进程之间共享这些内存。
   • 共享库：Zygote进程预加载的共享库。

2. 启动过程： Zygote是由init进程通过解析init.rc脚本启动的。现代设备分为32位和64位，因此Zygote的启动需要区分处理。根据系统属性ro.zygote的值，加载不同的rc脚本，例如init.zygote32.rc、init.zygote32_64.rc、init.zygote64.rc、init.zygote64_32.rc。这些脚本定义了Zygote的启动参数和行为。

   以init.zygote64.rc为例，相关脚本如下：

   service zygote /system/bin/app_process64 -Xzygote /system/bin --zygote --start-system-server
       class main
       priority -20
       user root
       group root readproc
       socket zygote stream 660 root system
       onrestart write /sys/android_power/request_state wake
       onrestart write /sys/power/state on
       onrestart restart audioserver
       onrestart restart cameraserver
       onrestart restart media
       onrestart restart netd
       onrestart restart wificond
       writepid /dev/cpuset/foreground/tasks

   Zygote的启动过程可以分为两个主要部分：

   • Native世界：Zygote通过app_process启动，其入口是app_main.cpp中的main函数。主要步骤包括启动Android虚拟机、注册Android的JNI函数，并通过参数--zygote和--start-system-server来指示app_process启动ZygoteInit。
   • J*a世界：Zygote进入J*a世界后，执行ZygoteInit的main函数。主要步骤包括注册一个用于进程间通信的socket、预加载资源、启动System Server，并进入一个循环等待新的进程请求。

3. 其他问题点：

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   • 为何使用socket而不是binder：Zygote通过fork创建新进程，而binder是多线程的，使用binder可能会导致死锁。因为fork只复制当前线程到子进程，其他线程在子进程中会消失，如果父进程在fork前获取了锁，子进程在尝试获取同一个锁时会导致死锁。
   • 为何通过Zygote孵化程序：使用Zygote孵化程序有两个主要好处：一是缩短应用启动时间，因为Zygote预加载了各种资源和虚拟机，新进程可以直接继承这些资源；二是优化共享内存，因为所有从Zygote fork出来的进程可以共享预加载的资源，如主题图片。
   • Zygote设计的缺点：所有应用进程都是从同一个进程fork出来的，这会破坏地址空间布局随机化（ASLR），这是一种对抗代码注入攻击的重要安全手段。

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