1 进程启动过程
Android应用程序框架层创建的应用程序进程具有两个特点，一是进程的入口函数是ActivityThread.main，二是进程天然支持Binder进程间通信机制；这两个特点都是在进程的初始化过程中实现的，本文将详细分析Android应用程序进程创建过程中是如何实现这两个特点的。
Android应用程序框架层创建的应用程序进程的入口函数是ActivityThread.main比较好理解，即进程创建完成之后，Android应用程序框架层就会在这个进程中将ActivityThread类加载进来，然后执行它的main函数，这个main函数就是进程执行消息循环的地方了。Android应用程序框架层创建的应用程序进程天然支持Binder进程间通信机制这个特点应该怎么样理解呢？前面我们在学习Android系统的Binder进程间通信机制时说到，它具有四个组件，分别是驱动程序、守护进程、Client以及Server，其中Server组件在初始化时必须进入一个循环中不断地与Binder驱动程序进行到交互，以便获得Client组件发送的请求，具体可参考Android系统进程间通信(IPC)机制Binder中的Server启动过程源代码分析一文，但是，当我们在Android应用程序中实现Server组件的时候，我们并没有让进程进入一个循环中去等待Client组件的请求，然而，当Client组件得到这个Server组件的远程接口时，却可以顺利地和Server组件进行进程间通信，这就是因为Android应用程序进程在创建的时候就已经启动了一个线程池来支持Server组件和Binder驱动程序之间的交互了，这样，极大地方便了在Android应用程序中创建Server组件。
在Android应用程序框架层中，是由ActivityManagerService组件负责为Android应用程序创建新的进程的，它本来也是运行在一个独立的进程之中，不过这个进程是在系统启动的过程中创建的。ActivityManagerService组件一般会在什么情况下会为应用程序创建一个新的进程呢？当系统决定要在一个新的进程中启动一个Activity或者Service时，它就会创建一个新的进程了，然后在这个新的进程中启动这个Activity或者Service，具体可以参考Android系统在新进程中启动自定义服务过程(startService)的原理分析、Android应用程序启动过程源代码分析和Android应用程序在新的进程中启动新的Activity的方法和过程分析这三篇文章。
ActivityManagerService启动新的进程是从其成员函数startProcessLocked开始的，在深入分析这个过程之前，我们先来看一下进程创建过程的序列图，然后再详细分析每一个步骤。
Step 1.ActivityManagerService.startProcessLocked
这个函数定义在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) {
......
}
}
......
}
它调用了Process.start函数开始为应用程序创建新的进程，注意，它传入一个第一个参数为"android.app.ActivityThread"，这就是进程初始化时要加载的Java类了，把这个类加载到进程之后，就会把它里面的静态成员函数main作为进程的入口点，后面我们会看到。
Step 2. Process.start
这个函数定义在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;
}
}
......
}
这里的supportsProcesses函数返回值为true，它是一个Native函数，实现在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函数定义在frameworks/base/libs/binder/ProcessState.cpp文件中：
bool ProcessState::supportsProcesses() const
{
return mDriverFD >= 0;
}
这里的mDriverFD是设备文件/dev/binder的打开描述符，如果成功打开了这个设备文件，那么它的值就会大于等于0，因此，它的返回值为true。
回到Process.start函数中，它调用startViaZygote函数进一步操作。
Step3. Process.startViaZygote
这个函数定义在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) throwsZygoteStartFailedEx
{
int pid;
synchronized(Process.class) {
ArrayList argsForZygote = new ArrayList();
// --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);
}
}
......
}
这个函数将创建进程的参数放到argsForZygote列表中去，如参数"--runtime-init"表示要为新创建的进程初始化运行时库，然后调用zygoteSendAndGetPid函数进一步操作。
Step 4. Process.zygoteSendAndGetPid
这个函数定义在frameworks/base/core/java/android/os/Process.java文件中：
public class Process {
......
private static int zygoteSendArgsAndGetPid(ArrayList 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;
}
......
}
这里的sZygoteWriter是一个Socket写入流，是由openZygoteSocketIfNeeded函数打开的：
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) {
......
}
}
......
}
......
}
这个Socket由frameworks/base/core/java/com/android/internal/os/ZygoteInit.java文件中的ZygoteInit类在runSelectLoopMode函数侦听的。
Step 5. ZygoteInit.runSelectLoopMode
这个函数定义在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 fds = new ArrayList();
ArrayList 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);
}
}
}
}
......
}
当Step 4将数据通过Socket接口发送出去后，就会下面这个语句：
done = peers.get(index).runOnce();
这里从peers.get(index)得到的是一个ZygoteConnection对象，表示一个Socket连接，因此，接下来就是调用ZygoteConnection.runOnce函数进一步处理了。
Step 6. ZygoteConnection.runOnce
这个函数定义在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);
}
}
......
}
真正创建进程的地方就是在这里了：
pid = Zygote.forkAndSpecialize(parsedArgs.uid, parsedArgs.gid, parsedArgs.gids, parsedArgs.debugFlags, rlimits);
有Linux开发经验的读者很容易看懂这个函数调用，这个函数会创建一个进程，而且有两个返回值，一个是在当前进程中返回的，一个是在新创建的进程中返回，即在当前进程的子进程中返回，在当前进程中的返回值就是新创建的子进程的pid值，而在子进程中的返回值是0。因为我们只关心创建的新进程的情况，因此，我们沿着子进程的执行路径继续看下去：
if (pid == 0) {
// in child
handleChildProc(parsedArgs, descriptors, newStderr);
// should never happen
return true;
} else {
/* pid != 0 */
......
}
这里就是调用handleChildProc函数了。
Step7. ZygoteConnection.handleChildProc
这个函数定义在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"参数，表示要为新创建的进程初始化运行时库，因此，这里的parseArgs.runtimeInit值为true，于是就继续执行RuntimeInit.zygoteInit进一步处理了。
Step 8. RuntimeInit.zygoteInit
这个函数定义在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);
}
......
}
这里有两个关键的函数调用，一个是zygoteInitNative函数调用，一个是invokeStaticMain函数调用，前者就是执行Binder驱动程序初始化的相关工作了，正是由于执行了这个工作，才使得进程中的Binder对象能够顺利地进行Binder进程间通信，而后一个函数调用，就是执行进程的入口函数，这里就是执行startClass类的main函数了，而这个startClass即是我们在Step 1中传进来的"android.app.ActivityThread"值，表示要执行android.app.ActivityThread类的main函数。
我们先来看一下zygoteInitNative函数的调用过程，然后再回到RuntimeInit.zygoteInit函数中来，看看它是如何调用android.app.ActivityThread类的main函数的。
step 9. RuntimeInit.zygoteInitNative
这个函数定义在frameworks/base/core/java/com/android/internal/os/RuntimeInit.java文件中：
public class RuntimeInit {
......
public static final native void zygoteInitNative();
......
}
这里可以看出，函数zygoteInitNative是一个Native函数，实现在frameworks/base/core/jni/AndroidRuntime.cpp文件中：
static void com_android_internal_os_RuntimeInit_zygoteInit(JNIEnv* env, jobject clazz)
{
gCurRuntime->onZygoteInit();
}
这里它调用了全局变量gCurRuntime的onZygoteInit函数，这个全局变量的定义在frameworks/base/core/jni/AndroidRuntime.cpp文件开头的地方：
static AndroidRuntime* gCurRuntime = NULL;
这里可以看出，它的类型为AndroidRuntime，它是在AndroidRuntime类的构造函数中初始化的，AndroidRuntime类的构造函数也是定义在frameworks/base/core/jni/AndroidRuntime.cpp文件中：
AndroidRuntime::AndroidRuntime()
{
......
assert(gCurRuntime == NULL); // one per process
gCurRuntime = this;
}
那么这个AndroidRuntime类的构造函数又是什么时候被调用的呢？AndroidRuntime类的声明在frameworks/base/include/android_runtime/AndroidRuntime.h文件中，如果我们打开这个文件会看到，它是一个虚拟类，也就是我们不能直接创建一个AndroidRuntime对象，只能用一个AndroidRuntime类的指针来指向它的某一个子类，这个子类就是AppRuntime了，它定义在frameworks/base/cmds/app_process/app_main.cpp文件中：
int main(int argc, const char* constargv[])
{
......
AppRuntime runtime;
......
}
而AppRuntime类继续了AndroidRuntime类，它也是定义在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函数，实际是执行了AppRuntime类的onZygoteInit函数。
Step 10. AppRuntime.onZygoteInit
这个函数定义在frameworks/base/cmds/app_process/app_main.cpp文件中：
class AppRuntime : public AndroidRuntime
{
......
virtual void onZygoteInit()
{
sp proc = ProcessState::self();
if(proc->supportsProcesses()) {
LOGV("App process: starting thread pool.n");
proc->startThreadPool();
}
}
......
};
这里它就是调用ProcessState::startThreadPool启动线程池了，这个线程池中的线程就是用来和Binder驱动程序进行交互的了。
Step 11. ProcessState.startThreadPool
这个函数定义在frameworks/base/libs/binder/ProcessState.cpp文件中：
void ProcessState::startThreadPool()
{
AutoMutex _l(mLock);
if(!mThreadPoolStarted) {
mThreadPoolStarted = true;
spawnPooledThread(true);
}
}
ProcessState类是Binder进程间通信机制的一个基础组件，它的作用可以参考浅谈Android系统进程间通信(IPC)机制Binder中的Server和Client获得Service Manager接口之路、Android系统进程间通信(IPC)机制Binder中的Server启动过程源代码分析和Android系统进程间通信(IPC)机制Binder中的Client获得Server远程接口过程源代码分析这三篇文章。这里它调用spawnPooledThread函数进一步处理。
Step 12. ProcessState.spawnPooledThread
这个函数定义在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=%sn", buf);
sp t = new PoolThread(isMain);
t->run(buf);
}
}
这里它会创建一个PoolThread线程类，然后执行它的run函数，最终就会执行PoolThread类的threadLoop函数了。
Step 13. PoolThread.threadLoop
这个函数定义在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;
};
这里它执行了IPCThreadState::joinThreadPool函数进一步处理。IPCThreadState也是Binder进程间通信机制的一个基础组件，它的作用可以参考浅谈Android系统进程间通信(IPC)机制Binder中的Server和Client获得Service Manager接口之路、Android系统进程间通信(IPC)机制Binder中的Server启动过程源代码分析和Android系统进程间通信(IPC)机制Binder中的Client获得Server远程接口过程源代码分析这三篇文章。
Step14. IPCThreadState.joinThreadPool
这个函数定义在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);
}
这个函数首先告诉Binder驱动程序，这条线程要进入循环了：
mOut.writeInt32(isMain ? BC_ENTER_LOOPER : BC_REGISTER_LOOPER);
然后在中间的while循环中通过talkWithDriver不断与Binder驱动程序进行交互，以便获得Client端的进程间调用：
result = talkWithDriver();
获得了Client端的进程间调用后，就调用excuteCommand函数来处理这个请求：
result = executeCommand(cmd);
最后，线程退出时，也会告诉Binder驱动程序，它退出了，这样Binder驱动程序就不会再在Client端的进程间调用分发给它了：
mOut.writeInt32(BC_EXIT_LOOPER);
talkWithDriver(false);
我们再来看看talkWithDriver函数的实现。
Step 15. talkWithDriver
这个函数定义在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_toutAvail = (!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;
}
这个函数的具体作用可以参考Android系统进程间通信(IPC)机制Binder中的Server启动过程源代码分析一文，它只要就是通过ioctl文件操作函数来和Binder驱动程序交互的了：
ioctl(mProcess->mDriverFD, BINDER_WRITE_READ, &bwr)
有了这个线程池之后，我们在开发Android应用程序的时候，当我们要和其它进程中进行通信时，只要定义自己的Binder对象，然后把这个Binder对象的远程接口通过其它途径传给其它进程后，其它进程就可以通过这个Binder对象的远程接口来调用我们的应用程序进程的函数了，它不像我们在C 层实现Binder进程间通信机制的Server时，必须要手动调用IPCThreadState.joinThreadPool函数来进入一个无限循环中与Binder驱动程序交互以便获得Client端的请求，这样就实现了我们在文章开头处说的Android应用程序进程天然地支持Binder进程间通信机制。
细心的读者可能会发现，从Step 1到Step 9，都是在Android应用程序框架层运行的，而从Step 10到Step 15，都是在Android系统运行时库层运行的，这两个层次中的Binder进程间通信机制的接口一个是用Java来实现的，而另一个是用C 来实现的，这两者是如何协作的呢？这就是通过JNI层来实现的了，具体可以参考Android系统进程间通信Binder机制在应用程序框架层的Java接口源代码分析一文。
回到Step 8中的RuntimeInit.zygoteInit函数中，在初始化完成Binder进程间通信机制的基础设施后，它接着就要进入进程的入口函数了。
Step 16. RuntimeInit.invokeStaticMain
这个函数定义在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);
}
......
}
前面我们说过，这里传进来的参数className字符串值为"android.app.ActivityThread"，这里就通ClassLoader.loadClass函数将它加载到进程中：
cl = loader.loadClass(className);
然后获得它的静态成员函数main：
m = cl.getMethod("main", new Class[] { String[].class});
函数最后并没有直接调用这个静态成员函数main，而是通过抛出一个异常ZygoteInit.MethodAndArgsCaller，然后让ZygoteInit.main函数在捕获这个异常的时候再调用android.app.ActivityThread类的main函数。为什么要这样做呢？注释里面已经讲得很清楚了，它是为了清理堆栈的，这样就会让android.app.ActivityThread类的main函数觉得自己是进程的入口函数，而事实上，在执行android.app.ActivityThread类的main函数之前，已经做了大量的工作了。
我们看看ZygoteInit.main函数在捕获到这个异常的时候做了什么事：
public class ZygoteInit {
......
public static void main(String argv[]) {
try{
......
} catch(MethodAndArgsCaller caller) {
caller.run();
} catch(RuntimeException ex) {
......
}
}
......
}
它执行MethodAndArgsCaller的run函数：
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) {
......
}
}
}
......
}
这里的成员变量mMethod和mArgs都是在前面构造异常对象时传进来的，这里的mMethod就对应android.app.ActivityThread类的main函数了，于是最后就通过下面语句执行这个函数：
mMethod.invoke(null, new Object[] { mArgs });
这样，android.app.ActivityThread类的main函数就被执行了。
Step 17. ActivityThread.main
这个函数定义在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("");
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()
: "";
Slog.i(TAG, "Main thread of " name " is now exiting");
}
......
}
从这里我们可以看出，这个函数首先会在进程中创建一个ActivityThread对象：
ActivityThread thread = new ActivityThread();
然后进入消息循环中：
Looper.loop();
这样，我们以后就可以在这个进程中启动Activity或者Service了。
至此，Android应用程序进程启动过程的源代码就分析完成了，它除了指定新的进程的入口函数是ActivityThread的main函数之外，还为进程内的Binder对象提供了Binder进程间通信机制的基础设施，由此可见，Binder进程间通信机制在Android系统中是何等的重要，而且是无处不在，想进一步学习Android系统的Binder进程间通信机制，请参考Android进程间通信(IPC)机制Binder简要介绍和学习计划一文。
2 进程创建
Android系统中的进程管理：进程的创建
http://mobile.51cto.com/android-520139.htm
2.1 概述
Android系统以Linux内核为基础，所以对于进程的管理自然离不开Linux本身提供的机制。例如：
· 通过fork来创建进行
· 通过信号量来管理进程
· 通过proc文件系统来查询和调整进程状态等
对于Android来说，进程管理的主要内容包括以下几个部分内容：
· 进程的创建
· 进程的优先级管理
· 进程的内存管理
· 进程的回收和死亡处理
本文会专门讲解进程的创建，其余部分将在后面的文章中讲解。
2.2 主要模块
为了便于下文的讲解，这里先介绍一下Android系统中牵涉到进程创建的几个主要模块。同时为了便于读者更详细的了解这些模块，这里也同时提供了这些模块的代码路径。
这里提到的代码路径是指AOSP的源码数中的路径。
关于如何获取AOSP源码请参见这里：Downloading the Source。
本文以Android N版本的代码为示例，所用到的Source Code Tags是：android-7.0.0_r1。
相关模块：
· app_process
代码路径：frameworks/base/cmds/app_process
说明：app_process是一个可执行程序，该程序的主要作用是启动zygote和system_server进程。
· Zygote
代码路径：frameworks/base/core/java/com/android/internal/os/ZygoteInit.java
说明：zygote进程是所有应用进程的父进程，这是系统中一个非常重要的进程，下文我们会详细讲解。
[if !supportLists]· [endif]ActivityManager
代码路径：frameworks/base/services/core/java/com/android/server/am/
说明：am是ActivityManager的缩写。
这个目录下的代码负责了Android全部四大组件(Activity，Service，ContentProvider，BroadcastReceiver)的管理，并且还掌控了所有应用程序进程的创建和进程的优先级管理。
因此，这个部分的内容将是本系列文章讲解的重点。
2.3 关于进程
在Android系统中，进程可以大致分为系统进程和应用进程两大类。
系统进程是系统内置的(例如：init，zygote，system_server进程)，属于操作系统必不可少的一部分。系统进程的作用在于：
· 管理硬件设备
· 提供访问设备的基本能力
· 管理应用进程
应用进程是指应用程序运行的进程。这些应用程序可能是系统出厂自带的(例如Launcher，电话，短信等应用)，也可能是用户自己安装的(例如：微信，支付宝等)。
系统进程的数量通常是固定的(出厂或者系统升级之后就确定了)，并且系统进程通常是一直存活，常驻内存的。系统进程的异常退出将可能导致设备无法正常使用。
而应用程序和应用进程在每个人使用的设备上通常是各不一样的。如何管理好这些不确定的应用进程，就是操作系统本身要仔细考虑的内容。也是衡量一个操作系统好坏的标准之一。
在本文中，我们会介绍init，zygote和system_server三个系统进程。
除此之外，本系列文章将会把主要精力集中在讲解Android系统如何管理应用进程上。
2.4 init进程(核心)
init进程是一切的开始，在Android系统中，所有进程的进程号都是不确定的，唯独init进程的进程号一定是1。因为这个进程一定是系统起来的第一个进程。并且，init进程掌控了整个系统的启动逻辑。
我们知道，Android可能运行在各种不同的平台，不同的设备上。因此，启动的逻辑是不尽相同的。为了适应各种平台和设备的需求，init进程的初始化工作通过init.rc配置文件来管理。你可以在AOSP源码的system/core/rootdir/路径找到这些配置文件。配置文件的主入口文件是init.rc，这个文件会通过import引入其他几个文件。
在本文中，我们统称这些文件为init.rc。init.rc通过Android Init Language来进行配置。
建议读者大致阅读一下其语法说明 。
init.rc中配置了系统启动的时候该做哪些事情，以及启动哪些系统进程。
这其中有两个特别重要的进程就是：zygote和system_server进程。
· zygote的中文意思是“受精卵“。这是一个很有寓意的名称：所有的应用进程都是由zygote fork出来的子进程，因此zygote进程是所有应用进程的父进程。
· system_server 这个进程正如其名称一样，这是一个系统服务器。Framework层的几乎所有服务都位于这个进程中。这其中就包括管理四大组件的ActivityManagerService。
2.5 Zygote进程
init.rc文件会根据平台不一样，选择下面几个文件中的一个来启动zygote进程：
· init.zygote32.rc
· init.zygote32_64.rc
· init.zygote64.rc
· init.zygote64_32.rc
这几个文件的内容是大致一致的，仅仅是为了不同平台服务的。这里我们以init.zygote32.rc的文件为例，来看看其中的内容：
service zygote/system/bin/app_process -Xzygote /system/bin --zygote --start-system-server
class main
socket zygote stream 660root system
onrestart write/sys/android_power/request_state wake
onrestart write/sys/power/state on
onrestart restartaudioserver
onrestart restartcameraserver
onrestart restart media
onrestart restart netd
writepid/dev/cpuset/foreground/tasks /dev/stune/foreground/tasks
在这段配置文件中(如果你不明白这段配置的含义，请阅读一下文档：Android Init Language)，启动了一个名称叫做zygote的服务进程。这个进程是通过/system/bin/app_process这个可执行程序创建的。
并且在启动这个可执行程序的时候，传递了`-Xzygote/system/bin --zygote --start-system-server
class main`这些参数。
要知道这里到底做了什么，我们需要看一下app_process的源码。app_process的源码在这个路径：frameworks/base/cmds/app_process/app_main.cpp。
这个文件的main函数的有如下代码：
int main(int argc, char*const argv[])
{
...
while (i < argc) {
const char* arg = argv[i ];
if (strcmp(arg, "--zygote")== 0) {
zygote = true;
niceName = ZYGOTE_NICE_NAME;
} else if (strcmp(arg,"--start-system-server") == 0) {
startSystemServer = true;
...
}
...
if (!className.isEmpty()) {
...
} else {
...
if (startSystemServer) {
args.add(String8("start-system-server"));
}
}
...
if (zygote) {
runtime.start("com.android.internal.os.ZygoteInit", args,zygote);
} else if (className) {
runtime.start("com.android.internal.os.RuntimeInit",args, zygote);
} else {
fprintf(stderr, "Error: no classname or --zygote supplied.n");
app_usage();
LOG_ALWAYS_FATAL("app_process: noclass name or --zygote supplied.");
return 10;
}
}
这里会判断，
· 如果执行这个命令时带了--zygote参数，就会通过runtime.start启动com.android.internal.os.ZygoteInit。
· 如果参数中带有--start-system-server参数，就会将start-system-server添加到args中。
这段代码是C 实现的。在执行这段代码的时候还没有任何Java的环境。而runtime.start就是启动Java虚拟机，并在虚拟机中启动指定的类。于是接下来的逻辑就在ZygoteInit.java中了。
这个文件的main函数主要代码如下：
public static voidmain(String argv[]) {
...
try {
...
boolean startSystemServer = false;
String socketName = "zygote";
String abiList = null;
for (int i = 1; i < argv.length; i ){
if("start-system-server".equals(argv[i])) {
startSystemServer = true;
} else if(argv[i].startsWith(ABI_LIST_ARG)) {
...
}
}
...
registerZygoteSocket(socketName);
...
preload();
...
Zygote.nativeUnmountStorageOnInit();
ZygoteHooks.stopZygoteNoThreadCreation();
if (startSystemServer) {
startSystemServer(abiList,socketName);
}
Log.i(TAG, "Accepting commandsocket connections");
runSelectLoop(abiList);
closeServerSocket();
} catch (MethodAndArgsCaller caller) {
caller.run();
} catch (RuntimeException ex) {
Log.e(TAG, "Zygote died withexception", ex);
closeServerSocket();
throw ex;
}
}
在这段代码中，我们主要关注如下几行：
1. 通过 registerZygoteSocket(socketName); 注册Zygote Socket
2. 通过 preload(); 预先加载所有应用都需要的公共资源
3. 通过 startSystemServer(abiList, socketName); 启动system_server
4. 通过 runSelectLoop(abiList); 在Looper上等待连接
这里需要说明的是：zygote进程启动之后，会启动一个socket套接字，并通过Looper一直在这个套接字上等待连接。
所有应用进程都是通过发送数据到这个套接字上，然后由zygote进程创建的。
这里还有一点说明的是：
在Zygote进程中，会通过preload函数加载需要应用程序都需要的公共资源。
预先加载这些公共资源有如下两个好处：
· 加快应用的启动速度 因为这些资源已经在zygote进程启动的时候加载好了
· 通过共享的方式节省内存 这是Linux本身提供的机制：父进程已经加载的内容可以在子进程中进行共享，而不用多份数据拷贝(除非子进程对这些数据进行了修改。)
preload的资源主要是Framework相关的一些基础类和Resource资源，而这些资源正是所有应用都需要的：
开发者通过Android SDK开发应用所调用的API实现都在Framework中。
static void preload() {
Log.d(TAG,"begin preload");
Trace.traceBegin(Trace.TRACE_TAG_DALVIK,"BeginIcuCachePinning");
beginIcuCachePinning();
Trace.traceEnd(Trace.TRACE_TAG_DALVIK);
Trace.traceBegin(Trace.TRACE_TAG_DALVIK,"PreloadClasses");
preloadClasses();
Trace.traceEnd(Trace.TRACE_TAG_DALVIK);
Trace.traceBegin(Trace.TRACE_TAG_DALVIK, "PreloadResources");
preloadResources();
Trace.traceEnd(Trace.TRACE_TAG_DALVIK);
Trace.traceBegin(Trace.TRACE_TAG_DALVIK, "PreloadOpenGL");
preloadOpenGL();
Trace.traceEnd(Trace.TRACE_TAG_DALVIK);
preloadSharedLibraries();
preloadTextResources();
WebViewFactory.prepareWebViewInZygote();
endIcuCachePinning();
warmUpJcaProviders();
Log.d(TAG,"end preload");
}
2.6 system_server进程
上文已经提到，zygote进程起来之后会根据需要启动system_server进程。system_server进程中包含了大量的系统服务。例如：
· 负责网络管理的NetworkManagementService；
· 负责窗口管理的WindowManagerService；
· 负责震动管理的VibratorService；
· 负责输入管理的InputManagerService；
等等。关于system_server，我们今后会其他的文章中专门讲解，这里不做过多说明。
在本文中，我们只关注system_server中的ActivityManagerService这个系统服务。
2.7 ActivityManagerService
上文中提到：zygote进程在启动之后会启动一个socket，然后一直在这个socket等待连接。而会连接它的就是ActivityManagerService。因为ActivityManagerService掌控了所有应用进程的创建。所有应用程序的进程都是由ActivityManagerService通过socket发送请求给Zygote进程，然后由zygote fork创建的。
ActivityManagerService通过Process.start方法来请求zygote创建进程：
public static finalProcessStartResult start(final String processClass, final String niceName, int uid, int gid,int[] gids, int debugFlags, int mountExternal, int targetSdkVersion, String seInfo, String abi, String instructionSet, String appDataDir, String[]zygoteArgs)
{
try {
return startViaZygote(processClass,niceName, uid, gid, gids,
debugFlags, mountExternal, targetSdkVersion, seInfo,
abi, instructionSet, appDataDir,zygoteArgs);
} catch (ZygoteStartFailedEx ex) {
Log.e(LOG_TAG, "Starting VM processthrough Zygote failed");
throw newRuntimeException("Starting VM process through Zygote failed", ex);
}
}
这个函数会将启动进程所需要的参数组装好，并通过socket发送给zygote进程。然后zygote进程根据发送过来的参数将进程fork出来。
在ActivityManagerService中，调用Process.start的地方是下面这个方法：
private final void startProcessLocked(ProcessRecord app, String hostingType,
String hostingNameStr, String abiOverride, String entryPoint, String[] entryPointArgs)
{
...
Process.ProcessStartResult startResult = Process.start(entryPoint, app.processName, uid, uid, gids, debugFlags, mountExternal, app.info.targetSdkVersion, app.info.seinfo, requiredAbi, instructionSet, app.info.dataDir, entryPointArgs);
...
}
下文中我们会看到，所有四大组件进程的创建，都是调用这里的startProcessLocked这个方法而创建的。
对于每一个应用进程，在ActivityManagerService中，都有一个ProcessRecord与之对应。这个对象记录了应用进程的所有详细状态。
PS：对于ProcessRecord的内部结构，在下一篇文章中，我们会讲解。
为了查找方便，对于每个ProcessRecord会存在下面两个集合中。
· 按名称和uid组织的集合：
/**
* All of the applications we currently have running organized by name.
* The keys are strings of the application package name (as
* returned by the package manager), and the keys are ApplicationRecord
* objects.
*/
final ProcessMap mProcessNames = new ProcessMap();
· 按pid组织的集合：
/**
* All of the processes we currently have running organized by pid.
* The keys are the pid running the application.
* NOTE: This object is protected by its own lock, NOT the global
* activity manager lock!
*/
final SparseArray mPidsSelfLocked = new SparseArray();
下面这幅图小节了上文的这些内容：
2.8 关于应用组件
Processes and Threads 提到：
“当某个应用组件启动且该应用没有运行其他任何组件时，Android 系统会使用单个执行线程为应用启动新的 Linux 进程。”
因此，四大组件中的任何一个先起来都会导致应用进程的创建。下文我们就详细看一下，它们启动时，各自是如何导致应用进程的创建的。
PS：四大组件的管理本身又是一个比较大的话题，限于篇幅关系，这里不会非常深入的讲解，这里主要是讲解四大组件与进程创建的关系。
在应用程序中，开发者通过：
· startActivity(Intent intent) 来启动Activity
· startService(Intent service) 来启动Service
· sendBroadcast(Intent intent) 来发送广播
· ContentResolver 中的接口来使用ContentProvider
这其中，startActivity，startService和sendBroadcast还有一些重载方法。
其实这里提到的所有这些方法，最终都是通过Binder调用到ActivityManagerService中，由其进行处理的。
这里特别说明一下：应用进程和ActivityManagerService所在进程(即system_server进程)是相互独立的，两个进程之间的方法通常是不能直接互相调用的。
而Android系统中，专门提供了Binder框架来提供进程间通讯和方法调用的能力。
调用关系如下图所示：
2.9 Activity与进程创建
在ActivityManagerService中，对每一个运行中的Activity都有一个ActivityRecord对象与之对应，这个对象记录Activity的详细状态。
ActivityManagerService中的startActivity方法接受Context.startActivity的请求，该方法代码如下：
@Override
public final int startActivity(IApplicationThread caller, String callingPackage, Intent intent, String resolvedType, IBinder resultTo, String resultWho, int requestCode, int startFlags, ProfilerInfo profilerInfo, Bundle bOptions)
{
return startActivityAsUser(caller, callingPackage, intent, resolvedType, resultTo, resultWho, requestCode, startFlags, profilerInfo, bOptions, UserHandle.getCallingUserId());
}
Activity的启动是一个非常复杂的过程。这里我们简单介绍一下背景知识：
• ActivityManagerService中通过Stack和Task来管理Activity
• 每一个Activity都属于一个Task，一个Task可能包含多个Activity。一个Stack包含多个Task
• ActivityStackSupervisor类负责管理所有的Stack
• Activity的启动过程会牵涉到：
o Intent的解析
o Stack，Task的查询或创建
o Activity进程的创建
o Activity窗口的创建
o Activity的生命周期调度
Activity的管理结构如下图所示：
在Activity启动的最后，会将前一个Activity pause，将新启动的Activity resume以便被用户看到。
在这个时候，如果发现新启动的Activity进程还没有启动，则会通过startSpecificActivityLocked将其启动。整个调用流程如下：
· ActivityManagerService.activityPaused =>
· ActivityStack.activityPausedLocked =>
· ActivityStack.completePauseLocked =>
· ActivityStackSupervisor.ensureActivitiesVisibleLocked=>
· ActivityStack.makeVisibleAndRestartIfNeeded =>
· ActivityStackSupervisor.startSpecificActivityLocked =>
· ActivityManagerService.startProcessLocked
· ActivityStackSupervisor.startSpecificActivityLocked
关键代码如下：
void startSpecificActivityLocked(ActivityRecord r, boolean andResume, boolean checkConfig)
{
// Is this activity's application already running?
ProcessRecordapp = mService.getProcessRecordLocked(r.processName, r.info.applicationInfo.uid, true);
r.task.stack.setLaunchTime(r);
if (app != null&& app.thread != null) {
...
}
mService.startProcessLocked(r.processName, r.info.applicationInfo, true,0, "activity", r.intent.getComponent(), false, false, true);
}
这里的ProcessRecord app 描述了Activity所在进程。
2.10 Service与进程创建
Service的启动相对于Activity来说要简单一些。在ActivityManagerService中，对每一个运行中的Service都有一个ServiceRecord对象与之对应，这个对象记录Service的详细状态。
ActivityManagerService中的startService方法处理Context.startServiceAPI的请求，相关代码：
@Override
public ComponentName startService(IApplicationThread caller, Intent service, String resolvedType, String callingPackage, int userId) throwsTransactionTooLargeException
{
...
synchronized(this) {
final intcallingPid = Binder.getCallingPid();
final intcallingUid = Binder.getCallingUid();
final longorigId = Binder.clearCallingIdentity();
ComponentNameres = mServices.startServiceLocked(caller, service, resolvedType, callingPid,callingUid, callingPackage, userId);
Binder.restoreCallingIdentity(origId);
return res;
}
}
这段代码中的mServices对象是ActiveServices类型的，这个类专门负责管理活动的Service。
启动Service的调用流程如下：
· ActivityManagerService.startService =>
· ActiveServices.startServiceLocked =>
· ActiveServices.startServiceInnerLocked =>
· ActiveServices.bringUpServiceLocked =>
· ActivityManagerService.startProcessLocked
ActiveServices.bringUpServiceLocked会判断如果Service所在进程还没有启动，则通过ActivityManagerService.startProcessLocked将其启动。相关代码如下：
// Not running -- get it started, and enqueue this servicerecord
// to be executed when the app comes up.
if (app == null && !permissionsReviewRequired) {
if((app=mAm.startProcessLocked(procName, r.appInfo, true, intentFlags, "service", r.name, false, isolated, false)) == null) {
String msg ="Unable to launch app " r.appInfo.packageName "/" r.appInfo.uid " for service" r.intent.getIntent() ": process is bad";
Slog.w(TAG,msg);
bringDownServiceLocked(r);
return msg;
}
if (isolated) {
r.isolatedProc= app;
}
}
这里的mAm 就是ActivityManagerService。
2.11 Provider与进程创建
在ActivityManagerService中，对每一个运行中的ContentProvider都有一个ContentProviderRecord对象与之对应，这个对象记录ContentProvider的详细状态。
开发者通过ContentResolver中的insert, delete, update, query这些API来使用ContentProvider。在ContentResolver的实现中，无论使用这里的哪个接口，ContentResolver都会先通过acquireProvider 这个方法来获取到一个类型为IContentProvider的远程接口。这个远程接口对接了ContentProvider的实现提供方。
同一个ContentProvider可能同时被多个模块使用，而调用ContentResolver接口的进程只是ContentProvider的一个客户端而已，真正的ContentProvider提供方是运行自身的进程中的，两个进程的通讯需要通过Binder的远程接口形式来调用。如下图所示：
ContentResolver.acquireProvider最终会调用到ActivityManagerService.getContentProvider中，该方法代码如下：
@Override
public final ContentProviderHolder getContentProvider(IApplicationThread caller, String name, int userId, boolean stable)
{
enforceNotIsolatedCaller("getContentProvider");
if (caller == null) {
String msg ="null IApplicationThread when getting content provider " name;
Slog.w(TAG, msg);
throw new SecurityException(msg);
}
// The incoming user check is now handled in checkContentProviderPermissionLocked() to deal with cross-user grant.
return getContentProviderImpl(caller, name, null, stable, userId);
}
而在getContentProviderImpl这个方法中，会判断对应的ContentProvider进程有没有启动，如果没有，则通过startProcessLocked方法将其启动。
2.12 Receiver与进程创建
开发者通过Context.sendBroadcast接口来发送广播。ActivityManagerService.broadcastIntent方法了对应广播发送的处理。
广播是一种一对多的消息形式，广播接受者的数量是不确定的。因此发送广播本身可能是一个很耗时的过程(因为要逐个通知)。
在ActivityManagerService内部，是通过队列的形式来管理广播的：
· BroadcastQueue 描述了一个广播队列
· BroadcastRecord 描述了一个广播事件
在ActivityManagerService中，如果收到了一个发送广播的请求，会先创建一个BroadcastRecord接着将其放入BroadcastQueue中。
然后通知队列自己去处理这个广播。然后ActivityManagerService自己就可以继续处理其他请求了。
广播队列本身是在另外一个线程处理广播的发送的，这样保证的ActivityManagerService主线程的负载不会太重。
在BroadcastQueue.processNextBroadcast(boolean fromMsg) 方法中真正实现了通知广播事件到接受者的逻辑。在这个方法，如果发现接受者(即BrodcastReceiver)还没有启动，便会通过ActivityManagerService.startProcessLocked方法将其启动。相关如下所示：
final void processNextBroadcast(boolean fromMsg)
{
...
// Hard case: need to instantiate the receiver, possibly starting its application process to host it.
ResolveInfo info = (ResolveInfo)nextReceiver;
ComponentName component = new ComponentName(info.activityInfo.applicationInfo.packageName, info.activityInfo.name);
...
// Not running -- get it started, to be executed when the app comes up.
if (DEBUG_BROADCAST)
Slog.v(TAG_BROADCAST,"Need to start app [" mQueueName "] " targetProcess " for broadcast " r);
if ((r.curApp=mService.startProcessLocked(targetProcess, info.activityInfo.applicationInfo, true, r.intent.getFlags() | Intent.FLAG_FROM_BACKGROUND, "broadcast", r.curComponent, (r.intent.getFlags()&Intent.FLAG_RECEIVER_BOOT_UPGRADE) != 0, false, false)) == null)
{
// Ah, this recipient is unavailable. Finish it if necessary,
//and mark the broadcast record as ready for the next. Slog.w(TAG,"Unable to launch app " info.activityInfo.applicationInfo.packageName "/" info.activityInfo.applicationInfo.uid " for broadcast " r.intent ": process is bad");
logBroadcastReceiverDiscardLocked(r);
finishReceiverLocked(r, r.resultCode, r.resultData, r.resultExtras, r.resultAbort, false);
scheduleBroadcastsLocked();
r.state = BroadcastRecord.IDLE;
return;
}
mPendingBroadcast = r;
mPendingBroadcastRecvIndex = recIdx;
}
}
至此，四大组件的启动就已经分析完了。
3 参考链接
Android开发之多进程详解
http://blog.csdn.net/feiyang877647044/article/details/51673466
Android 应用内多进程实现 单APK应用多进程
http://blog.csdn.net/a78270528/article/details/51143740
ANDROID多进程需要注意的一个地方
http://www.cnblogs.com/John-Chen/p/4364275.html
Android 开发中踩过的坑之八:多进程问题
https://my.oschina.net/u/1393188/blog/491568
Android中应用多进程的整理总结
http://www.jb51.net/article/104173.htm
Android 后台任务型App多进程架构演化
http://www.jianshu.com/p/4ac1f373e8cd
Android应用内多进程分析和研究
http://blog.csdn.net/goodlixueyong/article/details/49853079
Android开启多进程
http://www.2cto.com/kf/201512/455410.html
Android中单APK应用多进程
http://blog.csdn.net/hudashi/article/details/7858125
Android单应用开多进程与单进程跑多应用
http://blog.csdn.net/Ragnaro/article/details/51569096
Android应用程序进程启动过程的源代码分析
http://blog.csdn.net/luoshengyang/article/details/6747696
Android应用程序在新的进程中启动新的Activity的方法和过程分析
http://shangxun.iteye.com/blog/2124498
(Good)深入理解Dalvik虚拟机- Android应用进程启动过程分析
http://blog.csdn.net/threepigs/article/details/50779056
Android基础 Android应用内多进程分析和研究
http://blog.csdn.net/qq_33326449/article/details/52748710
Android后台保活实践总结：即时通讯应用无法根治的“顽疾”
http://www.52im.net/thread-429-1-1.html
Android系统中的进程管理：进程的创建
http://mobile.51cto.com/android-520139.htm
理解Android进程创建流程
http://gityuan.com/2016/03/26/app-process-create/
Android 通过JNI实现守护进程
https://blog.csdn.net/yyh352091626/article/details/50542554
android应用创建子进程的方法探究
https://blog.csdn.net/a332324956/article/details/9114919
UNIX环境高级编程(第3版)
深入理解LINUX内核(第3版)
Processes and Threads
Android Booting
