Android系統程式Zygote啟動過程的原始碼分析（3）

Step 5. ZygoteInit.startSystemServer
這個函式定義在frameworks/base/core/java/com/android/internal/os/ZygoteInit.java檔案中：

public class ZygoteInit {
......
private static boolean startSystemServer()
throws MethodAndArgsCaller, RuntimeException {
/* Hardcoded command line to start the system server */
String args[] = {
"--setuid=1000",
"--setgid=1000",
"--setgroups=1001,1002,1003,1004,1005,1006,1007,1008,1009,1010,1018,3001,3002,3003",
"--capabilities=130104352,130104352",
"--runtime-init",
"--nice-name=system_server",
"com.android.server.SystemServer",
};
ZygoteConnection.Arguments parsedArgs = null;
int pid;
try {
parsedArgs = new ZygoteConnection.Arguments(args);
......
/* Request to fork the system server process */
pid = Zygote.forkSystemServer(
parsedArgs.uid, parsedArgs.gid,
parsedArgs.gids, debugFlags, null,
parsedArgs.permittedCapabilities,
parsedArgs.effectiveCapabilities);
} catch (IllegalArgumentException ex) {
......
}
/* For child process */
if (pid == 0) {
handleSystemServerProcess(parsedArgs);
}
return true;
}
......
}

這裡我們可以看到，Zygote程式通過Zygote.forkSystemServer函式來建立一個新的程式來啟動SystemServer元件，返回值pid等0的地方就是新的程式要執行的路徑，即新建立的程式會執行handleSystemServerProcess函式。

Step 6. ZygoteInit.handleSystemServerProcess
這個函式定義在frameworks/base/core/java/com/android/internal/os/ZygoteInit.java檔案中：

這裡我們可以看到，Zygote程式通過Zygote.forkSystemServer函式來建立一個新的程式來啟動SystemServer元件，返回值pid等0的地方就是新的程式要執行的路徑，即新建立的程式會執行handleSystemServerProcess函式。
Step 6. ZygoteInit.handleSystemServerProcess
這個函式定義在frameworks/base/core/java/com/android/internal/os/ZygoteInit.java檔案中：

由於由Zygote程式建立的子程式會繼承Zygote程式在前面Step 4中建立的Socket檔案描述符，而這裡的子程式又不會用到它，因此，這裡就呼叫closeServerSocket函式來關閉它。這個函式接著呼叫RuntimeInit.zygoteInit函式來進一步執行啟動SystemServer元件的操作。

Step 7. RuntimeInit.zygoteInit
這個函式定義在frameworks/base/core/java/com/android/internal/os/RuntimeInit.java檔案中：

public class RuntimeInit {
......
public static final void zygoteInit(String[] argv)
throws ZygoteInit.MethodAndArgsCaller {
......
zygoteInitNative();
......
// Remaining arguments are passed to the start class's static main
String startClass = argv[curArg++];
String[] startArgs = new String[argv.length - curArg];
System.arraycopy(argv, curArg, startArgs, 0, startArgs.length);
invokeStaticMain(startClass, startArgs);
}
......
}

這個函式會執行兩個操作，一個是呼叫zygoteInitNative函式來執行一個Binder程式間通訊機制的初始化工作，這個工作完成之後，這個程式中的Binder物件就可以方便地進行程式間通訊了，另一個是呼叫上面Step 5傳進來的com.android.server.SystemServer類的main函式。

Step 8. RuntimeInit.zygoteInitNative
這個函式定義在frameworks/base/core/java/com/android/internal/os/RuntimeInit.java檔案中：

public class RuntimeInit {
......
public static final native void zygoteInitNative();
......
}

這裡可以看出，函式zygoteInitNative是一個Native函式，實現在frameworks/base/core/jni/AndroidRuntime.cpp檔案中，這裡我們就不再細看了，具體可以參考Android應用程式程式啟動過程的原始碼分析一文的Step 9，完成這一步後，這個程式的Binder程式間通訊機制基礎設施就準備好了。

回到Step 7中的RuntimeInit.zygoteInitNative函式，下一步它就要執行com.android.server.SystemServer類的main函式了。

Step 9. SystemServer.main
這個函式定義在frameworks/base/services/java/com/android/server/SystemServer.java檔案中：

public class SystemServer
{
......
native public static void init1(String[] args);
......
public static void main(String[] args) {
......
init1(args);
......
}
public static final void init2() {
Slog.i(TAG, "Entered the Android system server!");
Thread thr = new ServerThread();
thr.setName("android.server.ServerThread");
thr.start();
}
......
}

這裡的main函式首先會執行JNI方法init1，然後init1會呼叫這裡的init2函式，在init2函式裡面，會建立一個ServerThread執行緒物件來執行一些系統關鍵服務的啟動操作，例如我們在前面兩篇文章Android應用程式安裝過程原始碼分析和Android系統預設Home應用程式（Launcher）的啟動過程原始碼分析中提到的PackageManagerService和ActivityManagerService。
這一步的具體執行過程可以參考Android應用程式安裝過程原始碼分析一文，這裡就不再詳述了。

這裡執行完成後，層層返回，最後回到上面的Step 3中的ZygoteInit.main函式中，接下來它就要呼叫runSelectLoopMode函式進入一個無限迴圈在前面Step 4中建立的socket介面上等待ActivityManagerService請求建立新的應用程式程式了。

Step 10. ZygoteInit.runSelectLoopMode
這個函式定義在frameworks/base/core/java/com/android/internal/os/ZygoteInit.java檔案中：

public class ZygoteInit {
......
private static void runSelectLoopMode() throws MethodAndArgsCaller {
ArrayList<FileDescriptor> fds = new ArrayList();
ArrayList<ZygoteConnection> peers = new ArrayList();
FileDescriptor[] fdArray = new FileDescriptor[4];
fds.add(sServerSocket.getFileDescriptor());
peers.add(null);
int loopCount = GC_LOOP_COUNT;
while (true) {
int index;
......
try {
fdArray = fds.toArray(fdArray);
index = selectReadable(fdArray);
} catch (IOException ex) {
throw new RuntimeException("Error in select()", ex);
}
if (index < 0) {
throw new RuntimeException("Error in select()");
} else if (index == 0) {
ZygoteConnection newPeer = acceptCommandPeer();
peers.add(newPeer);
fds.add(newPeer.getFileDesciptor());
} else {
boolean done;
done = peers.get(index).runOnce();
if (done) {
peers.remove(index);
fds.remove(index);
}
}
}
}
......
}

這個函式我們已經在Android應用程式程式啟動過程的原始碼分析一文的Step 5中分析過了，這就是在等待ActivityManagerService來連線這個Socket，然後呼叫ZygoteConnection.runOnce函式來建立新的應用程式，有興趣的讀者可以參考Android應用程式程式啟動過程的原始碼分析這篇文章，這裡就不再詳述了。

這樣，Zygote程式就啟動完成了，學習到這裡，我們終於都對Android系統中的程式有了一個深刻的認識了，這裡總結一下：

1. 系統啟動時init程式會建立Zygote程式，Zygote程式負責後續Android應用程式框架層的其它程式的建立和啟動工作。

2. Zygote程式會首先建立一個SystemServer程式，SystemServer程式負責啟動系統的關鍵服務，如包管理服務PackageManagerService和應用程式元件管理服務ActivityManagerService。

3. 當我們需要啟動一個Android應用程式時，ActivityManagerService會通過Socket程式間通訊機制，通知Zygote程式為這個應用程式建立一個新的程式。

Android系統程式Zygote啟動過程的原始碼分析（3）

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