Android應用程序框架層創建的應用程序進程具有兩個特點，一是進程的入口函數是ActivityThread.main，二是進程天然支持Binder進程間通信機制；這兩個特點都是在進程的初始化過程中實現的，本文將詳細分析Android應用程序進程創建過程中是如何實現這兩個特點的。
Android應用程序框架層創建的應用程序進程的入口函數是ActivityThread.main比較好理解，即進程創建完成之后，Android應用程序框架層就會在這個進程中將ActivityThread類加載進來，然后執行它的main函數，這個main函數就是進程執行消息循環的地方了。Android應用程序框架層創建的應用程序進程天然支持Binder進程間通信機制這個特點應該怎么樣理解呢？前面我們在學習Android系統的Binder進程間通信機制時說到，它具有四個組件，分別是驅動程序、守護進程、Client以及Server，其中Server組件在初始化時必須進入一個循環中不斷地與Binder驅動程序進行到交互，以便獲得Client組件發送的請求，具體可參考Android系統進程間通信（IPC）機制Binder中的Server啟動過程源代碼分析一文，但是，當我們在Android應用程序中實現Server組件的時候，我們并沒有讓進程進入一個循環中去等待Client組件的請求，然而，當Client組件得到這個Server組件的遠程接口時，卻可以順利地和Server組件進行進程間通信，這就是因為Android應用程序進程在創建的時候就已經啟動了一個線程池來支持Server組件和Binder驅動程序之間的交互了，這樣，極大地方便了在Android應用程序中創建Server組件。
在Android應用程序框架層中，是由ActivityManagerService組件負責為Android應用程序創建新的進程的，它本來也是運行在一個獨立的進程之中，不過這個進程是在系統啟動的過程中創建的。ActivityManagerService組件一般會在什么情況下會為應用程序創建一個新的進程呢？當系統決定要在一個新的進程中啟動一個Activity或者Service時，它就會創建一個新的進程了，然后在這個新的進程中啟動這個Activity或者Service，具體可以參考Android系統在新進程中啟動自定義服務過程（startService）的原理分析、Android應用程序啟動過程源代碼分析和Android應用程序在新的進程中啟動新的Activity的方法和過程分析這三篇文章。
ActivityManagerService啟動新的進程是從其成員函數startProcessLocked開始的，在深入分析這個過程之前，我們先來看一下進程創建過程的序列圖，然后再詳細分析每一個步驟。
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Step 1. ActivityManagerService.startProcessLocked
這個函數定義在frameworks/base/services/java/com/android/server/am/ActivityManagerService.java文件中：
public final class ActivityManagerService extends ActivityManagerNative
implements Watchdog.Monitor, BatteryStatsImpl.BatteryCallback {
......
private final void startProcessLocked(ProcessRecord app,
String hostingType, String hostingNameStr) {
......
try {
int uid = app.info.uid;
int[] gids = null;
try {
gids = mContext.getPackageManager().getPackageGids(
app.info.packageName);
} catch (PackageManager.NameNotFoundException e) {
......
}
......
int debugFlags = 0;
......
int pid = Process.start("android.app.ActivityThread",
mSimpleProcessManagement ? app.processName : null, uid, uid,
gids, debugFlags, null);
......
} catch (RuntimeException e) {
......
}
}
......
} 它調用了Process.start函數開始為應用程序創建新的進程，注意，它傳入一個第一個參數為"android.app.ActivityThread"，這就是進程初始化時要加載的Java類了，把這個類加載到進程之后，就會把它里面的靜態成員函數main作為進程的入口點，后面我們會看到。
Step 2. Process.start
這個函數定義在frameworks/base/core/java/android/os/Process.java文件中：
public class Process {
......
public static final int start(final String processClass,
final String niceName,
int uid, int gid, int[] gids,
int debugFlags,
String[] zygoteArgs)
{
if (supportsProcesses()) {
try {
return startViaZygote(processClass, niceName, uid, gid, gids,
debugFlags, zygoteArgs);
} catch (ZygoteStartFailedEx ex) {
......
}
} else {
......
return 0;
}
}
......
} 這里的supportsProcesses函數返回值為true，它是一個Native函數，實現在frameworks/base/core/jni/android_util_Process.cpp文件中：
jboolean android_os_Process_supportsProcesses(JNIEnv* env, jobject clazz)
{
return ProcessState::self()->supportsProcesses();
}
ProcessState::supportsProcesses函數定義在frameworks/base/libs/binder/ProcessState.cpp文件中：
bool ProcessState::supportsProcesses() const
{
return mDriverFD >= 0;
}
這里的mDriverFD是設備文件/dev/binder的打開描述符，如果成功打開了這個設備文件，那么它的值就會大于等于0，因此，它的返回值為true。
回到Process.start函數中，它調用startViaZygote函數進一步操作。
Step 3. Process.startViaZygote
這個函數定義在frameworks/base/core/java/android/os/Process.java文件中：
public class Process {
......
private static int startViaZygote(final String processClass,
final String niceName,
final int uid, final int gid,
final int[] gids,
int debugFlags,
String[] extraArgs)
throws ZygoteStartFailedEx {
int pid;
synchronized(Process.class) {
ArrayList<String> argsForZygote = new ArrayList<String>();
// --runtime-init, --setuid=, --setgid=,
// and --setgroups= must go first
argsForZygote.add("--runtime-init");
argsForZygote.add("--setuid=" + uid);
argsForZygote.add("--setgid=" + gid);
if ((debugFlags & Zygote.DEBUG_ENABLE_SAFEMODE) != 0) {
argsForZygote.add("--enable-safemode");
}
if ((debugFlags & Zygote.DEBUG_ENABLE_DEBUGGER) != 0) {
argsForZygote.add("--enable-debugger");
}
if ((debugFlags & Zygote.DEBUG_ENABLE_CHECKJNI) != 0) {
argsForZygote.add("--enable-checkjni");
}
if ((debugFlags & Zygote.DEBUG_ENABLE_ASSERT) != 0) {
argsForZygote.add("--enable-assert");
}
//TODO optionally enable debuger
//argsForZygote.add("--enable-debugger");
// --setgroups is a comma-separated list
if (gids != null && gids.length > 0) {
StringBuilder sb = new StringBuilder();
sb.append("--setgroups=");
int sz = gids.length;
for (int i = 0; i < sz; i++) {
if (i != 0) {
sb.append(',');
}
sb.append(gids[i]);
}
argsForZygote.add(sb.toString());
}
if (niceName != null) {
argsForZygote.add("--nice-name=" + niceName);
}
argsForZygote.add(processClass);
if (extraArgs != null) {
for (String arg : extraArgs) {
argsForZygote.add(arg);
}
}
pid = zygoteSendArgsAndGetPid(argsForZygote);
}
}
......
} 這個函數將創建進程的參數放到argsForZygote列表中去，如參數"--runtime-init"表示要為新創建的進程初始化運行時庫，然后調用zygoteSendAndGetPid函數進一步操作。
Step 4. Process.zygoteSendAndGetPid
這個函數定義在frameworks/base/core/java/android/os/Process.java文件中：
public class Process {
......
private static int zygoteSendArgsAndGetPid(ArrayList<String> args)
throws ZygoteStartFailedEx {
int pid;
openZygoteSocketIfNeeded();
try {
/**
* See com.android.internal.os.ZygoteInit.readArgumentList()
* Presently the wire format to the zygote process is:
* a) a count of arguments (argc, in essence)
* b) a number of newline-separated argument strings equal to count
*
* After the zygote process reads these it will write the pid of
* the child or -1 on failure.
*/
sZygoteWriter.write(Integer.toString(args.size()));
sZygoteWriter.newLine();
int sz = args.size();
for (int i = 0; i < sz; i++) {
String arg = args.get(i);
if (arg.indexOf('\n') >= 0) {
throw new ZygoteStartFailedEx(
"embedded newlines not allowed");
}
sZygoteWriter.write(arg);
sZygoteWriter.newLine();
}
sZygoteWriter.flush();
// Should there be a timeout on this?
pid = sZygoteInputStream.readInt();
if (pid < 0) {
throw new ZygoteStartFailedEx("fork() failed");
}
} catch (IOException ex) {
......
}
return pid;
}
......
} 這里的sZygoteWriter是一個Socket寫入流，是由openZygoteSocketIfNeeded函數打開的：
public class Process {
......
/**
* Tries to open socket to Zygote process if not already open. If
* already open, does nothing. May block and retry.
*/
private static void openZygoteSocketIfNeeded()
throws ZygoteStartFailedEx {
int retryCount;
if (sPreviousZygoteOpenFailed) {
/*
* If we've failed before, expect that we'll fail again and
* don't pause for retries.
*/
retryCount = 0;
} else {
retryCount = 10;
}
/*
* See bug #811181: Sometimes runtime can make it up before zygote.
* Really, we'd like to do something better to avoid this condition,
* but for now just wait a bit...
*/
for (int retry = 0
; (sZygoteSocket == null) && (retry < (retryCount + 1))
; retry++ ) {
if (retry > 0) {
try {
Log.i("Zygote", "Zygote not up yet, sleeping...");
Thread.sleep(ZYGOTE_RETRY_MILLIS);
} catch (InterruptedException ex) {
// should never happen
}
}
try {
sZygoteSocket = new LocalSocket();
sZygoteSocket.connect(new LocalSocketAddress(ZYGOTE_SOCKET,
LocalSocketAddress.Namespace.RESERVED));
sZygoteInputStream
= new DataInputStream(sZygoteSocket.getInputStream());
sZygoteWriter =
new BufferedWriter(
new OutputStreamWriter(
sZygoteSocket.getOutputStream()),
256);
Log.i("Zygote", "Process: zygote socket opened");
sPreviousZygoteOpenFailed = false;
break;
} catch (IOException ex) {
......
}
}
......
}
......
} 這個Socket由frameworks/base/core/java/com/android/internal/os/ZygoteInit.java文件中的ZygoteInit類在runSelectLoopMode函數偵聽的。
Step 5. ZygoteInit.runSelectLoopMode
這個函數定義在frameworks/base/core/java/com/android/internal/os/ZygoteInit.java文件中：
public class ZygoteInit {
......
/**
* Runs the zygote process's select loop. Accepts new connections as
* they happen, and reads commands from connections one spawn-request's
* worth at a time.
*
* @throws MethodAndArgsCaller in a child process when a main() should
* be executed.
*/
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;
/*
* Call gc() before we block in select().
* It's work that has to be done anyway, and it's better
* to avoid making every child do it. It will also
* madvise() any free memory as a side-effect.
*
* Don't call it every time, because walking the entire
* heap is a lot of overhead to free a few hundred bytes.
*/
if (loopCount <= 0) {
gc();
loopCount = GC_LOOP_COUNT;
} else {
loopCount--;
}
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);
}
}
}
}
......
} 當Step 4將數據通過Socket接口發送出去后，就會下面這個語句：
done = peers.get(index).runOnce();
這里從peers.get(index)得到的是一個ZygoteConnection對象，表示一個Socket連接，因此，接下來就是調用ZygoteConnection.runOnce函數進一步處理了。
Step 6. ZygoteConnection.runOnce
這個函數定義在frameworks/base/core/java/com/android/internal/os/ZygoteConnection.java文件中：
class ZygoteConnection {
......
boolean runOnce() throws ZygoteInit.MethodAndArgsCaller {
String args[];
Arguments parsedArgs = null;
FileDescriptor[] descriptors;
try {
args = readArgumentList();
descriptors = mSocket.getAncillaryFileDescriptors();
} catch (IOException ex) {
......
return true;
}
......
/** the stderr of the most recent request, if avail */
PrintStream newStderr = null;
if (descriptors != null && descriptors.length >= 3) {
newStderr = new PrintStream(
new FileOutputStream(descriptors[2]));
}
int pid;
try {
parsedArgs = new Arguments(args);
applyUidSecurityPolicy(parsedArgs, peer);
applyDebuggerSecurityPolicy(parsedArgs);
applyRlimitSecurityPolicy(parsedArgs, peer);
applyCapabilitiesSecurityPolicy(parsedArgs, peer);
int[][] rlimits = null;
if (parsedArgs.rlimits != null) {
rlimits = parsedArgs.rlimits.toArray(intArray2d);
}
pid = Zygote.forkAndSpecialize(parsedArgs.uid, parsedArgs.gid,
parsedArgs.gids, parsedArgs.debugFlags, rlimits);
} catch (IllegalArgumentException ex) {
......
} catch (ZygoteSecurityException ex) {
......
}
if (pid == 0) {
// in child
handleChildProc(parsedArgs, descriptors, newStderr);
// should never happen
return true;
} else { /* pid != 0 */
// in parent...pid of < 0 means failure
return handleParentProc(pid, descriptors, parsedArgs);
}
}
......
} 真正創建進程的地方就是在這里了：
pid = Zygote.forkAndSpecialize(parsedArgs.uid, parsedArgs.gid,
parsedArgs.gids, parsedArgs.debugFlags, rlimits);
有Linux開發經驗的讀者很容易看懂這個函數調用，這個函數會創建一個進程，而且有兩個返回值，一個是在當前進程中返回的，一個是在新創建的進程中返回，即在當前進程的子進程中返回，在當前進程中的返回值就是新創建的子進程的pid值，而在子進程中的返回值是0。因為我們只關心創建的新進程的情況，因此，我們沿著子進程的執行路徑繼續看下去：
if (pid == 0) {
// in child
handleChildProc(parsedArgs, descriptors, newStderr);
// should never happen
return true;
} else { /* pid != 0 */
......
} 這里就是調用handleChildProc函數了。
Step 7. ZygoteConnection.handleChildProc
這個函數定義在frameworks/base/core/java/com/android/internal/os/ZygoteConnection.java文件中：
class ZygoteConnection {
......
private void handleChildProc(Arguments parsedArgs,
FileDescriptor[] descriptors, PrintStream newStderr)
throws ZygoteInit.MethodAndArgsCaller {
......
if (parsedArgs.runtimeInit) {
RuntimeInit.zygoteInit(parsedArgs.remainingArgs);
} else {
......
}
}
......
} 由于在前面的Step 3中，指定了"--runtime-init"參數，表示要為新創建的進程初始化運行時庫，因此，這里的parseArgs.runtimeInit值為true，于是就繼續執行RuntimeInit.zygoteInit進一步處理了。
Step 8. RuntimeInit.zygoteInit
這個函數定義在frameworks/base/core/java/com/android/internal/os/RuntimeInit.java文件中：
public class RuntimeInit {
......
public static final void zygoteInit(String[] argv)
throws ZygoteInit.MethodAndArgsCaller {
// TODO: Doing this here works, but it seems kind of arbitrary. Find
// a better place. The goal is to set it up for applications, but not
// tools like am.
System.setOut(new AndroidPrintStream(Log.INFO, "System.out"));
System.setErr(new AndroidPrintStream(Log.WARN, "System.err"));
commonInit();
zygoteInitNative();
int curArg = 0;
for ( /* curArg */ ; curArg < argv.length; curArg++) {
String arg = argv[curArg];
if (arg.equals("--")) {
curArg++;
break;
} else if (!arg.startsWith("--")) {
break;
} else if (arg.startsWith("--nice-name=")) {
String niceName = arg.substring(arg.indexOf('=') + 1);
Process.setArgV0(niceName);
}
}
if (curArg == argv.length) {
Slog.e(TAG, "Missing classname argument to RuntimeInit!");
// let the process exit
return;
}
// 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);
}
......
} 這里有兩個關鍵的函數調用，一個是zygoteInitNative函數調用，一個是invokeStaticMain函數調用，前者就是執行Binder驅動程序初始化的相關工作了，正是由于執行了這個工作，才使得進程中的Binder對象能夠順利地進行Binder進程間通信，而后一個函數調用，就是執行進程的入口函數，這里就是執行startClass類的main函數了，而這個startClass即是我們在Step 1中傳進來的"android.app.ActivityThread"值，表示要執行android.app.ActivityThread類的main函數。
我們先來看一下zygoteInitNative函數的調用過程，然后再回到RuntimeInit.zygoteInit函數中來，看看它是如何調用android.app.ActivityThread類的main函數的。
step 9. RuntimeInit.zygoteInitNative
這個函數定義在frameworks/base/core/java/com/android/internal/os/RuntimeInit.java文件中：
public class RuntimeInit {
......
public static final native void zygoteInitNative();
......
} 這里可以看出，函數zygoteInitNative是一個Native函數，實現在frameworks/base/core/jni/AndroidRuntime.cpp文件中：
static void com_android_internal_os_RuntimeInit_zygoteInit(JNIEnv* env, jobject clazz)
{
gCurRuntime->onZygoteInit();
}
這里它調用了全局變量gCurRuntime的onZygoteInit函數，這個全局變量的定義在frameworks/base/core/jni/AndroidRuntime.cpp文件開頭的地方：
static AndroidRuntime* gCurRuntime = NULL;
這里可以看出，它的類型為AndroidRuntime，它是在AndroidRuntime類的構造函數中初始化的，AndroidRuntime類的構造函數也是定義在frameworks/base/core/jni/AndroidRuntime.cpp文件中：
AndroidRuntime::AndroidRuntime()
{
......
assert(gCurRuntime == NULL); // one per process
gCurRuntime = this;
}
那么這個AndroidRuntime類的構造函數又是什么時候被調用的呢？AndroidRuntime類的聲明在frameworks/base/include/android_runtime/AndroidRuntime.h文件中，如果我們打開這個文件會看到，它是一個虛擬類，也就是我們不能直接創建一個AndroidRuntime對象，只能用一個AndroidRuntime類的指針來指向它的某一個子類，這個子類就是AppRuntime了，它定義在frameworks/base/cmds/app_process/app_main.cpp文件中：
int main(int argc, const char* const argv[])
{
......
AppRuntime runtime;
......
} 而AppRuntime類繼續了AndroidRuntime類，它也是定義在frameworks/base/cmds/app_process/app_main.cpp文件中：
class AppRuntime : public AndroidRuntime
{
......
};
因此，在前面的com_android_internal_os_RuntimeInit_zygoteInit函數，實際是執行了AppRuntime類的onZygoteInit函數。
Step 10. AppRuntime.onZygoteInit
這個函數定義在frameworks/base/cmds/app_process/app_main.cpp文件中：
class AppRuntime : public AndroidRuntime
{
......
virtual void onZygoteInit()
{
sp<ProcessState> proc = ProcessState::self();
if (proc->supportsProcesses()) {
LOGV("App process: starting thread pool.\n");
proc->startThreadPool();
}
}
......
}; 這里它就是調用ProcessState::startThreadPool啟動線程池了，這個線程池中的線程就是用來和Binder驅動程序進行交互的了。
Step 11. ProcessState.startThreadPool
這個函數定義在frameworks/base/libs/binder/ProcessState.cpp文件中：
void ProcessState::startThreadPool()
{
AutoMutex _l(mLock);
if (!mThreadPoolStarted) {
mThreadPoolStarted = true;
spawnPooledThread(true);
}
} ProcessState類是Binder進程間通信機制的一個基礎組件，它的作用可以參考
淺談Android系統進程間通信（IPC）機制Binder中的Server和Client獲得Service Manager接口之路、
Android系統進程間通信（IPC）機制Binder中的Server啟動過程源代碼分析和
Android系統進程間通信（IPC）機制Binder中的Client獲得Server遠程接口過程源代碼分析這三篇文章。這里它調用spawnPooledThread函數進一步處理。
Step 12. ProcessState.spawnPooledThread
這個函數定義在frameworks/base/libs/binder/ProcessState.cpp文件中：
void ProcessState::spawnPooledThread(bool isMain)
{
if (mThreadPoolStarted) {
int32_t s = android_atomic_add(1, &mThreadPoolSeq);
char buf[32];
sprintf(buf, "Binder Thread #%d", s);
LOGV("Spawning new pooled thread, name=%s\n", buf);
sp<Thread> t = new PoolThread(isMain);
t->run(buf);
}
}
這里它會創建一個PoolThread線程類，然后執行它的run函數，最終就會執行PoolThread類的threadLoop函數了。
Step 13. PoolThread.threadLoop
這個函數定義在frameworks/base/libs/binder/ProcessState.cpp文件中：
class PoolThread : public Thread
{
public:
PoolThread(bool isMain)
: mIsMain(isMain)
{
}
protected:
virtual bool threadLoop()
{
IPCThreadState::self()->joinThreadPool(mIsMain);
return false;
}
const bool mIsMain;
};
這里它執行了IPCThreadState::joinThreadPool函數進一步處理。IPCThreadState也是Binder進程間通信機制的一個基礎組件，它的作用可以參考
淺談Android系統進程間通信（IPC）機制Binder中的Server和Client獲得Service Manager接口之路、
Android系統進程間通信（IPC）機制Binder中的Server啟動過程源代碼分析和
Android系統進程間通信（IPC）機制Binder中的Client獲得Server遠程接口過程源代碼分析這三篇文章。
Step 14. IPCThreadState.joinThreadPool
這個函數定義在frameworks/base/libs/binder/IPCThreadState.cpp文件中：
void IPCThreadState::joinThreadPool(bool isMain)
{
......
mOut.writeInt32(isMain ? BC_ENTER_LOOPER : BC_REGISTER_LOOPER);
......
status_t result;
do {
int32_t cmd;
......
// now get the next command to be processed, waiting if necessary
result = talkWithDriver();
if (result >= NO_ERROR) {
size_t IN = mIn.dataAvail();
if (IN < sizeof(int32_t)) continue;
cmd = mIn.readInt32();
......
result = executeCommand(cmd);
}
......
} while (result != -ECONNREFUSED && result != -EBADF);
......
mOut.writeInt32(BC_EXIT_LOOPER);
talkWithDriver(false);
} 這個函數首先告訴Binder驅動程序，這條線程要進入循環了：
mOut.writeInt32(isMain ? BC_ENTER_LOOPER : BC_REGISTER_LOOPER);
然后在中間的while循環中通過talkWithDriver不斷與Binder驅動程序進行交互，以便獲得Client端的進程間調用：
result = talkWithDriver();
獲得了Client端的進程間調用后，就調用excuteCommand函數來處理這個請求：
result = executeCommand(cmd);
最后，線程退出時，也會告訴Binder驅動程序，它退出了，這樣Binder驅動程序就不會再在Client端的進程間調用分發給它了：
mOut.writeInt32(BC_EXIT_LOOPER);
talkWithDriver(false);
我們再來看看talkWithDriver函數的實現。
Step 15. talkWithDriver
這個函數定義在frameworks/base/libs/binder/IPCThreadState.cpp文件中：
status_t IPCThreadState::talkWithDriver(bool doReceive)
{
......
binder_write_read bwr;
// Is the read buffer empty?
const bool needRead = mIn.dataPosition() >= mIn.dataSize();
// We don't want to write anything if we are still reading
// from data left in the input buffer and the caller
// has requested to read the next data.
const size_t outAvail = (!doReceive || needRead) ? mOut.dataSize() : 0;
bwr.write_size = outAvail;
bwr.write_buffer = (long unsigned int)mOut.data();
// This is what we'll read.
if (doReceive && needRead) {
bwr.read_size = mIn.dataCapacity();
bwr.read_buffer = (long unsigned int)mIn.data();
} else {
bwr.read_size = 0;
}
......
// Return immediately if there is nothing to do.
if ((bwr.write_size == 0) && (bwr.read_size == 0)) return NO_ERROR;
bwr.write_consumed = 0;
bwr.read_consumed = 0;
status_t err;
do {
......
#if defined(HAVE_ANDROID_OS)
if (ioctl(mProcess->mDriverFD, BINDER_WRITE_READ, &bwr) >= 0)
err = NO_ERROR;
else
err = -errno;
#else
err = INVALID_OPERATION;
#endif
......
}
} while (err == -EINTR);
....
if (err >= NO_ERROR) {
if (bwr..write_consumed > 0) {
if (bwr.write_consumed < (ssize_t)mOut.dataSize())
mOut.remove(0, bwr.write_consumed);
else
mOut.setDataSize(0);
}
if (bwr.read_consumed > 0) {
mIn.setDataSize(bwr.read_consumed);
mIn.setDataPosition(0);
}
......
return NO_ERROR;
}
return err;
} 這個函數的具體作用可以參考
Android系統進程間通信（IPC）機制Binder中的Server啟動過程源代碼分析一文，它只要就是通過ioctl文件操作函數來和Binder驅動程序交互的了：
ioctl(mProcess->mDriverFD, BINDER_WRITE_READ, &bwr)
有了這個線程池之后，我們在開發Android應用程序的時候，當我們要和其它進程中進行通信時，只要定義自己的Binder對象，然后把這個Binder對象的遠程接口通過其它途徑傳給其它進程后，其它進程就可以通過這個Binder對象的遠程接口來調用我們的應用程序進程的函數了，它不像我們在C++層實現Binder進程間通信機制的Server時，必須要手動調用IPCThreadState.joinThreadPool函數來進入一個無限循環中與Binder驅動程序交互以便獲得Client端的請求，這樣就實現了我們在文章開頭處說的Android應用程序進程天然地支持Binder進程間通信機制。
細心的讀者可能會發現，從Step 1到Step 9，都是在Android應用程序框架層運行的，而從Step 10到Step 15，都是在Android系統運行時庫層運行的，這兩個層次中的Binder進程間通信機制的接口一個是用Java來實現的，而別一個是用C++來實現的，這兩者是如何協作的呢？這就是通過JNI層來實現的了，具體可以參考Android系統進程間通信Binder機制在應用程序框架層的Java接口源代碼分析一文。
回到Step 8中的RuntimeInit.zygoteInit函數中，在初始化完成Binder進程間通信機制的基礎設施后，它接著就要進入進程的入口函數了。
Step 16. RuntimeInit.invokeStaticMain
這個函數定義在frameworks/base/core/java/com/android/internal/os/RuntimeInit.java文件中：
public class ZygoteInit {
......
static void invokeStaticMain(ClassLoader loader,
String className, String[] argv)
throws ZygoteInit.MethodAndArgsCaller {
Class<?> cl;
try {
cl = loader.loadClass(className);
} catch (ClassNotFoundException ex) {
......
}
Method m;
try {
m = cl.getMethod("main", new Class[] { String[].class });
} catch (NoSuchMethodException ex) {
......
} catch (SecurityException ex) {
......
}
int modifiers = m.getModifiers();
......
/*
* This throw gets caught in ZygoteInit.main(), which responds
* by invoking the exception's run() method. This arrangement
* clears up all the stack frames that were required in setting
* up the process.
*/
throw new ZygoteInit.MethodAndArgsCaller(m, argv);
}
......
} 前面我們說過，這里傳進來的參數className字符串值為"android.app.ActivityThread"，這里就通ClassLoader.loadClass函數將它加載到進程中：
cl = loader.loadClass(className);
然后獲得它的靜態成員函數main：
m = cl.getMethod("main", new Class[] { String[].class }); 函數最后并沒有直接調用這個靜態成員函數main，而是通過拋出一個異常ZygoteInit.MethodAndArgsCaller，然后讓ZygoteInit.main函數在捕獲這個異常的時候再調用android.app.ActivityThread類的main函數。為什么要這樣做呢？注釋里面已經講得很清楚了，它是為了清理堆棧的，這樣就會讓android.app.ActivityThread類的main函數覺得自己是進程的入口函數，而事實上，在執行android.app.ActivityThread類的main函數之前，已經做了大量的工作了。
我們看看ZygoteInit.main函數在捕獲到這個異常的時候做了什么事：
public class ZygoteInit {
......
public static void main(String argv[]) {
try {
......
} catch (MethodAndArgsCaller caller) {
caller.run();
} catch (RuntimeException ex) {
......
}
}
......
} 它執行MethodAndArgsCaller的run函數：
public class ZygoteInit {
......
public static class MethodAndArgsCaller extends Exception
implements Runnable {
/** method to call */
private final Method mMethod;
/** argument array */
private final String[] mArgs;
public MethodAndArgsCaller(Method method, String[] args) {
mMethod = method;
mArgs = args;
}
public void run() {
try {
mMethod.invoke(null, new Object[] { mArgs });
} catch (IllegalAccessException ex) {
......
} catch (InvocationTargetException ex) {
......
}
}
}
......
} 這里的成員變量mMethod和mArgs都是在前面構造異常對象時傳進來的，這里的mMethod就對應android.app.ActivityThread類的main函數了，于是最后就通過下面語句執行這個函數：
mMethod.invoke(null, new Object[] { mArgs }); 這樣，android.app.ActivityThread類的main函數就被執行了。
Step 17. ActivityThread.main
這個函數定義在frameworks/base/core/java/android/app/ActivityThread.java文件中：
public final class ActivityThread {
......
public static final void main(String[] args) {
SamplingProfilerIntegration.start();
Process.setArgV0("<pre-initialized>");
Looper.prepareMainLooper();
if (sMainThreadHandler == null) {
sMainThreadHandler = new Handler();
}
ActivityThread thread = new ActivityThread();
thread.attach(false);
if (false) {
Looper.myLooper().setMessageLogging(new
LogPrinter(Log.DEBUG, "ActivityThread"));
}
Looper.loop();
if (Process.supportsProcesses()) {
throw new RuntimeException("Main thread loop unexpectedly exited");
}
thread.detach();
String name = (thread.mInitialApplication != null)
? thread.mInitialApplication.getPackageName()
: "<unknown>";
Slog.i(TAG, "Main thread of " + name + " is now exiting");
}
......
} 從這里我們可以看出，這個函數首先會在進程中創建一個ActivityThread對象：
ActivityThread thread = new ActivityThread();
然后進入消息循環中：
Looper.loop();
這樣，我們以后就可以在這個進程中啟動Activity或者Service了。
至此，Android應用程序進程啟動過程的源代碼就分析完成了，它除了指定新的進程的入口函數是ActivityThread的main函數之外，還為進程內的Binder對象提供了Binder進程間通信機制的基礎設施，由此可見，Binder進程間通信機制在Android系統中是何等的重要，而且是無處不在，想進一步學習Android系統的Binder進程間通信機制，請參考Android進程間通信（IPC）機制Binder簡要介紹和學習計劃一文。
作者：Luoshengyang 發表于2011-9-9 1:01:32
原文鏈接
posted on 2012-04-17 21:32
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