前言
Zygote可以說是Android開發面試很高頻的一道問題，但總有小夥伴在回答這道問題總不能讓面試滿意， 在這你就要搞清楚面試問你對Zygote的理解時，面試官最想聽到的和其實想問的應該是哪些？下面我們通過以下幾點來剖析這道問題！
- 瞭解Zygote的作用
- 熟悉Zygote的啟動流程
- 深刻理解Zygote的工作原理
下面來我們來深入剖析
一、 Zygote的作用
Zygote的作用分為兩點：
- 啟動SystemServer
- 孵化應用程序
關於這個問題答出了這兩點那就是OK了。可能大部分小夥伴可能能答出第二點，第一點就不是很清楚。SystemServer也是Zygote啟動的，因為SystemServer需要用到Zygote準備好的系統資源包括：
直接從Zygote繼承過來就不需要重新載入過來，那麼對效能將會有很大的提升。
二、Zygote的啟動流程
2.1 啟動三段式
在說Zygote啟動流程之前，先明確一個概念：啟動三段式，這個可以理解為Android中程序啟動的常用套路，分為三步驟：
這裡要了解LOOP迴圈是什麼，其實LOOP作用是不停的接受訊息，處理訊息，訊息的來源可以是Soket、MessageQueue、Binder驅動發過來的訊息，但無論訊息從哪裡來，它整個流程都是去接受訊息，處理訊息。這個啟動三段式，它不光是Zygote程序是這樣的，只要是有獨立程序的，比如說系統服務程序，自己的應用程序都是如此。
2.2 Zygote程序是怎麼啟動的？
Zygote程序的啟動取決於init程序，init程序是它是linux啟動之後使用者空間的第一個程序，下面看一下啟動流程：
- linux啟動init程序
- init程序啟動之後載入init.rc配置檔案
- 啟動配置檔案中定義的系統服務，其中Zygote服務就是定義在配置中的
- 同時啟動的服務除了Zygote之外還有一些別的系統服務也是會啟動的，比如說ServiceManager程序，它是通過fork+execve系統呼叫啟動的
2.2.1載入Zygote的啟動配置
在init.rc 檔案中會import /init.${ro.zygote}.rc，init.zygoteXX,XX指的是32或者64，對我們沒差我們直接看init.zygote32.rc即可。配置檔案比較長，這裡做了擷取保留了Zygot相關的部分。
service zygote /system/bin/app_process -Xzygote /system/bin --zygote --start-system-server
class main
socket zygote stream 660 root system
onrestart write /sys/android_power/request_state wake
onrestart write /sys/power/state on
onrestart restart audioserver
writepid /dev/cpuset/foreground/tasks
- service zygote：是程序名稱，
- /system/bin/app_process：可執行程式的路徑，用於init程序fork，execve呼叫
- -Xzygote /system/bin --zygote --start-system-server 為它的引數
2.2.2啟動程序
說完了啟動配置呢，這裡來聊一下啟動程序，啟動程序有兩種方式：
第一種：fork+handle
pid_t pid = fork();
if (pid == 0){
// child process
} else {
// parent process
}
第二種：fork+execve
pid_t pid = fork();
if (pid == 0) {
// child process
execve(path, argv, env);
} else {
// parent process
}
兩者看起來差不多，首先首先都會呼叫fork函式建立子程序，這個函式比較奇特會返回兩次，子程序返回一次，父程序返回一次。區別在於：
- 子程序一次，返回的pid是0 但是父程序返回的pid是子程序的pid，因此可以根據判斷pid來區分目前是子程序還是父程序
- 對於handle預設的情況，子程序會繼承父程序的所有資源，但當通過execve去載入二進位制程式時，那父程序的資源則會被清除
2.2.3訊號處理-SIGCHLD
當父程序fork子程序後，父程序需要關注這個訊號。當子程序掛了，父程序就會收到SIGCHLD，這時候父程序就可以做一些處理。例如Zygote程序如果掛了，那父程序init程序就會收到訊號將Zygote程序重啟。
三、Zygote程序啟動原理
主要分為兩部分Native層處理和Java層處理，Zygote程序啟動之後，它執行了execve系統呼叫，它執行的是用C++寫的二進位制的可執行程式裡的main函式作為入口，然後在Java層執行！
先來看一下Native層的處理流程
在app_main.cpp檔案，AndroidRuntime.cpp檔案。我們可以找到幾個主要函式名
int main(int argc,char *argv[]){
JavaVM *jvm;
JNIEnv *env;
JNI_CreateJavaVM(&jvm,(void**)&env,&vm_args); //建立Java虛擬機器
jclass clazz = env->FindClass("ZygoteInit"); //找到叫ZygoteInit的Java類
jmethodID method = env->GetStaticMethodID(clazz,"Main","[Ljava/lang/String;)V"); //找到ZygoteInit類中的Main的靜態函式
env->CallStaticVoidMethod(clazz,method,args); //呼叫main函式
jvm->DestroyJavaVM();
}
根據上述程式碼，你會發現在我們的應用裡直接就可以 JNI 呼叫了，並不需要建立虛擬機器。因為應用程序是Zygote程序孵化出來的，繼承了父程序的擁有虛擬機器，只需要重置資料即可。
接著看一下Java層的處理，具體可參考ZygoteInit檔案的main方法
- 預載入資源，比如常用類庫、主題資源及一些共享庫等
- 啟動SystemServer程序
- 進入Socket 的Loop迴圈 會看到的ZygoteServer.runSelectLoop(…)呼叫
boolean runOnce() {
String[] args = readArgumentList(); //讀取引數列表
int pid = Zygote.forkAndSpecialize(); //根據讀取到的引數啟動子程序
if(pid == 0) {
//in child
//執行ActivityThread的入口函式（main）
handleChildProc(args,...);
return true;
}
}
四、總結
Zygote啟動流程中需要主要以下2點問題
- Zygote fork要保證是單執行緒
- Zygote的IPC是採用socket
看完三件事️
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