【Android】系统启动流程（zygote 进程启动流程）

前言

先上图，大致了解一下 Android 设备点击电源键开机到创建出 system_server 进程的流程，
里面细化的子流程和 system_server 之后发生的事情我将会在后续的文章中详细讲：

图中涉及到的这些名词都是什么呢？下面来简单的说说。

Boot Rom

当电源键按下时，引导芯片就会启动，引导芯片代码会从预定义的地方开始执行（代码存在Rom），加载引导程序 BootLoader 到 RAM，换句话说，就是启动的时候，会把引导程序代码由 ROM 中移动到 RAM 中，再去执行引导程序 BootLoader。

ROM可以简单理解为硬盘，断电后内部的数据是不会丢失的。

RAM可以简单理解为运行时内存，断电后内部的数据就会丢失。

BootLoader

BootLoader 是在 Android 操作系统开始运行前的一个小程序，它的主要作用是把系统 OS 拉起来并运行，BootLoader 执行后，就会启动操作系统。

idle 进程

当操作系统启动后，就会启动系统的第一个进程，即 idle 进程，它的进程号为0。

当 idle 进程被启动后，会在系统文件中寻找 init.rc 文件，专门用来启动 init 进程。

除了会启动 init 进程，还会启动另一个进程： kthreadd 进程 。

init 进程

init 进程的进程号为 1，它位于内核层。

它的主要工作是初始化和管理进程，内存管理，加载 Binder Driver、Display、Camera Driver等。init 进程 是首个开辟用户空间的进程，是用户空间的鼻祖。

在init进程内部，会fork出我们所熟知的一个进程：zygote进程。

kthreadd 进程

kthreadd 进程，跟 init 进程一样，都位于内核层。

它主要是用来创建内核工作线程、软中断线程等内核相关的工作，我们不需要太过关注。

zygote 进程

zygote 进程又名孵化器进程，它是 java 进程的鼻祖。

在 zygote 进程中，它第一个 fork 出来的进程是 system_server 进程，同时，我们设备上的 App 进程都是由 zygote 进程来创建的。

system_server 进程

Android 中常用系统服务（AMS/WMS/PMS ）都是由 system_server 这个进程启动的，所以它相当重要。

zygote / system_server 进程启动流程

以下源码基于 Android 11。

在 init 进程开启后，会执行 frameworks/base/cmds/app_process/app_main.cpp 文件的 main() 方法，

该 main() 方法首先会创建 AndroidRuntime 对象 (runtime)，即 Android 运行时环境对象，如下所示：

继续查阅 main() 方法，

发现执行了 runtime.start("com,android.internal.os.ZygoteInit", args, zygote) 方法，可以猜测到，这里应该是启动 zygote 进程的入口，如下：

那么我们进入 runtime.start() 方法内部看看里面写什么东西：

可以看到，在runtime.start() 方法内，执行两个方法：

• 执行 startVM 方法：创建虚拟机（在这里面也看出，一个进程，内部包含一个虚拟机）
• 执行 startReg 方法：注册 JNI 方法，注册后才可以使用 jni 方法

继续查阅 runtime.start() 方法，

可以发现下面的代码开始使用 jni 方法调用 com.android.inter.os.ZygoteInit.main() 方法，如下：

自此之后，代码将会执行到 java 层的代码，进入 java 世界。

那么为什么要用 jni 方法来调用 ZygoteInit.main() 方法呢？

原因就是 jni 是 native 层和 java 层之间的桥梁，如果想要从 native 层进入 java 层，就需要用到 jni。

zygote 进程第一个 java 进程，也是 Android 中所有 java 进程的鼻祖，比如我们平时开发的 App 都是属于 java 层进程。

接下来继续进入 ZygoteInit.main() 方法，看看里面做了什么事情：

可以看到，代码里执行乐 preload() 方法，该方法是用来预加载信息的，而这些预加载信息包括了一部分 framework 的资源，以及一部分常用的 java 类。

这部分预加载的信息，在后面创建的进程都是可以直接用的。所以这里预加载的作用就是加快了应用进程的启动速度。

继续向下查阅代码：

可以看到，执行了 zygoteServer = new ZygoteServer(isPrimaryZygote) 这行代码，这行代码是用来创建 zygote 的 socket 服务的，而这个 socket 则是用来进行跨进程通信的。

有人可能就会问了，Android 不是用 Binder 进行跨进程通信的吗，为什么这里不用 Binder 呢？ 事实上，代码执行到这，Binder还没开始初始化。

继续向下查阅 ZygoteInit.main() 方法代码：

可见，这里执行了 forkSystemServer(abiList, zygoteSocketName, zygoteServer) 方法，

实际上，该方法是以 fork 的形式创建 system_setver 进程，并返回一个 Runnable 对象。

得到 Runnable 对象后，执行 r.run() 方法，而在这个 r.run() 方法内部，会执行 SystemServer 的 main 方法，从而启动 system_servier 进程。

接下来，继续向下查阅 ZygoteInit.main() 方法代码：

会发现执行乐 zygoteServer.runSelectLoop() 方法，

该方法使 zygote 进入无限循环，等待 AMS 给他发消息（告诉 zygote 创建进程）。

至此，zygote 进程和 system_server 进程的启动流程就算简单的讲完了。这里贴个图，方便大家理解：