Android进程创建全解：从zygote到应用程序

序言

进程是Android系统中的基本单元，负责执行特定任务和管理资源。深入理解Android进程创建流程对于理解系统架构和故障排除至关重要。在本文中，我们将深入探讨Android Framework层中进程创建的各个阶段，重点关注zygote和system_server进程的创建过程，以及普通应用程序进程如何与其进行通信以启动。

zygote：进程孵化场

zygote是一个特殊进程，负责创建和初始化所有Android进程。它在系统启动时由init进程启动，并负责以下关键任务：

• fork()新进程： 当需要创建一个新进程时，zygote会fork()出一个子进程。此子进程继承zygote的内存空间和文件符。
• 执行init()： 子进程执行init()函数，该函数初始化进程环境，包括设置环境变量、加载库和启动线程。
• 加载并执行引导类： init()函数加载并执行zygote引导类，该类负责进一步初始化进程并启动Java虚拟机（JVM）。

system_server：系统的守护者

system_server进程是Android系统中第一个用户空间进程。它是zygote的一个子进程，负责提供系统范围的服务，例如活动管理器、窗口管理器和电源管理器。system_server进程的创建涉及以下步骤：

• 加载Android Runtime (ART)： system_server子进程加载ART，这是Android用于执行Java代码的运行时环境。
• 启动系统服务： ART启动system_server类，该类初始化各种系统服务并启动Android主循环。
• 进入主循环： system_server进程进入主循环，监听来自其他进程的请求并提供相应服务。

应用程序进程的创建：从请求到启动

当用户启动应用程序时，ActivityManagerService（AMS）会向zygote发送一个请求，要求创建一个新的应用程序进程。该请求包括应用程序的包名、类名和其他元数据。zygote收到请求后执行以下步骤：

• fork()新进程： zygote fork()出一个新的子进程，该进程将成为应用程序进程。
• 执行pre-fork回调： 在fork()之前，zygote执行pre-fork回调，允许应用程序在子进程创建之前进行特殊处理。
• 执行post-fork回调： 在fork()之后，zygote执行post-fork回调，允许应用程序在子进程创建后进行特殊处理。
• 应用程序进程初始化： 应用程序进程执行init()函数，该函数初始化应用程序环境并启动JVM。
• 启动应用程序类： init()函数加载并执行应用程序的主类，该类负责创建应用程序的Activity、服务和其他组件。

进程间通信：应用程序与系统进程的桥梁

应用程序进程和system_server进程通过进程间通信（IPC）机制进行通信。IPC允许进程在不同的地址空间中交换信息和请求服务。Android中常用的IPC机制包括：

• Binder： Binder是一个IPC框架，允许进程通过定义在Java中且在C++中实现的接口进行通信。
• 消息队列： 消息队列允许进程异步发送和接收消息。
• 共享内存： 共享内存允许进程访问同一块内存，从而实现快速数据交换。

结论

Android进程创建流程是一个复杂而精妙的过程，涉及zygote、system_server和应用程序进程之间的相互作用。理解这个过程对于理解Android系统的架构和行为至关重要。通过深入研究Android Framework层中的进程创建机制，我们不仅可以增强对系统底层的认识，还可以提高解决进程相关问题的效率。