本文通过在字节面试遇到的问题总结而出，如有不对地方，请及时批评指正。篇幅较长，请耐心阅读

简介

当Android手机从按下开机键时，屏幕点亮，到系统桌面的显示，整个过程系统是怎么启动的?下面我们一起深入源码来看一下。整体流程如下图所示。

源码分析

init进程启动

1.BootROM

当按下电源开关键时，引导芯片程序会从预定义的地方开始执行，加载系统引导程序BootLoader到RAM，启动执行。

2.BootLoader

初始化系统硬件资源，引导操作系统启动。

3.idel进程

初始化进程管理，内存管理，加载Binder驱动，Display，Camera 驱动等相关工作。

4. init进程

Android系统启动时通过Android.bp启动Main.cpp的main函数。

int main(int argc, char** argv) {
#if __has_feature(address_sanitizer)
    __asan_set_error_report_callback(AsanReportCallback);
#endif
    // 设置进程优先级
    setpriority(PRIO_PROCESS, 0, -20);
    if (!strcmp(basename(argv[0]), "ueventd")) {
        return ueventd_main(argc, argv);
    }

    if (argc > 1) {
        //根据不同的参数 执行不同的函数。
        if (!strcmp(argv[1], "subcontext")) {
            android::base::InitLogging(argv, &android::base::KernelLogger);
            const BuiltinFunctionMap& function_map = GetBuiltinFunctionMap();

            return SubcontextMain(argc, argv, &function_map);
        }
         //第二次执行 
        if (!strcmp(argv[1], "selinux_setup")) {
            return SetupSelinux(argv);
        }
        //最后执行到 SecondStageMain
        if (!strcmp(argv[1], "second_stage")) {
            return SecondStageMain(argc, argv);
        }
    }
    //firstStageMain中再次调用main.cpp,参数传为selinux_setup，后续执行SetupSelinux
    return FirstStageMain(argc, argv);

Main.cpp的main方法被反复执行，最后执行到SecondStageMain方法。

int SecondStageMain(int argc, char** argv) {

    .............
    //初始化属性服务
    PropertyInit();

    // Umount the debug ramdisk after property service has read the .prop files when it means to.
    if (load_debug_prop) {
        UmountDebugRamdisk();
    }

    // Mount extra filesystems required during second stage init
    MountExtraFilesystems();

    // 设置系统安全策略
    SelinuxSetupKernelLogging();
    SelabelInitialize();
    SelinuxRestoreContext();
    //定义epoll机制
    Epoll epoll;
    if (auto result = epoll.Open(); !result.ok()) {
        PLOG(FATAL) << result.error();
    }

    //解析init.rc文件
    LoadBootScripts(am, sm);
   .......................
    while (true) {
        // 循环等待处理
        auto epoll_timeout = std::optional{};

        auto shutdown_command = shutdown_state.CheckShutdown();
       .........................
     
    }

    return 0;
}

}  // namespace init

SecondStageMain方法中，init进程主要处理挂载文件，设置系统安全策略，开启属性服务，注册到epoll中，解析init.rc ，启动Zygote进程。

Zygote进程启动

当安卓系统启动后，会创建一个init进程，所以的进程都是有和这个init进程fork出来的，包括Zygote进程，当系统要求启动一个Android应用程序时，都会通过AMS通知Zygote进程创建一个子进程用来启动该应用程序。

1.App_main.cpp

Zygote进程启动时会执行app_main.cpp的main函数。

int main(int argc, char* const argv[])
{
   .............
   //初始化AppRuntime
    AppRuntime runtime(argv[0], computeArgBlockSize(argc, argv));
   
    argc--;
    argv++;
   ...........................

    //是否是zygote进程
    bool zygote = false;
    //是否启动systemServer进程
    bool startSystemServer = false;
    bool application = false;
    //进程名称
    String8 niceName;
    String8 className;

    ++i; 
    while (i < argc) {
        const char* arg = argv[i++];
        //设置zygote启动
        if (strcmp(arg, "--zygote") == 0) {
            zygote = true;
            niceName = ZYGOTE_NICE_NAME;
        } else if (strcmp(arg, "--start-system-server") == 0) {
            startSystemServer = true;
        } else if (strcmp(arg, "--application") == 0) {
            application = true;
        } else if (strncmp(arg, "--nice-name=", 12) == 0) {
            niceName.setTo(arg + 12);
        } else if (strncmp(arg, "--", 2) != 0) {
            className.setTo(arg);
            break;
        } else {
            --i;
            break;
        }
    }

    .........................
    
    if (!niceName.isEmpty()) {
        runtime.setArgv0(niceName.string(), true /* setProcName */);
    }

    if (zygote) {
        //如果是zygote进程  执行AppRuntime.start
        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 class name or --zygote supplied.\n");
        app_usage();
        LOG_ALWAYS_FATAL("app_process: no class name or --zygote supplied.");
    }
}

2.AndroidRuntime.cpp

AppRuntime继承于AndroidRuntime，执行AppRuntime的start方法就是执行AndroidRuntime中的start方法。className传入的是 "
com.android.internal.os.ZygoteInit"

void AndroidRuntime::start(const char* className, const Vector& options, bool zygote)
{
   
    static const String8 startSystemServer("start-system-server");
    //记录当前zygote是否是fork出SystemServer进程
    bool primary_zygote = false;

    
    JniInvocation jni_invocation;
    jni_invocation.Init(NULL);
    JNIEnv* env;
    //启动虚拟机
    if (startVm(&mJavaVM, &env, zygote, primary_zygote) != 0) {
        return;
    }
    //如果没有虚拟机则创建新的虚拟机
    onVmCreated(env);

    /*
     * 注册系统jni方法
     */
    if (startReg(env) < 0) {
        ALOGE("Unable to register all android natives\n");
        return;
    }
    ..................
    /*
     * 启动虚拟机线程，执行ZygoteInit的main方法
     * className ：com.android.internal.os.ZygoteInit
     */
    char* slashClassName = toSlashClassName(className != NULL ? className : "");
    jclass startClass = env->FindClass(slashClassName);
    if (startClass == NULL) {
        ALOGE("JavaVM unable to locate class '%s'\n", slashClassName);
        /* keep going */
    } else {
        jmethodID startMeth = env->GetStaticMethodID(startClass, "main",
            "([Ljava/lang/String;)V");
        if (startMeth == NULL) {
            ALOGE("JavaVM unable to find main() in '%s'\n", className);
            /* keep going */
        } else {
            //执行jni方法 进入：com.android.internal.os.ZygoteInit的main方法
            env->CallStaticVoidMethod(startClass, startMeth, strArray);
    }
    ....................
}

3.ZygoteInit.java

AndroidRuntime.start方法中通过jni调用java代码，执行
com.android.internal.os.ZygoteInit的main方法。

 public static void main(String argv[]) {
        ZygoteServer zygoteServer = null;
        //标记zygote进程启动
        ZygoteHooks.startZygoteNoThreadCreation();
        ...............
        Runnable caller;
        try {
           ...................
            boolean startSystemServer = false;
            String zygoteSocketName = "zygote";
            String abiList = null;
            boolean enableLazyPreload = false;
            for (int i = 1; i < argv.length; i++) {
                if ("start-system-server".equals(argv[i])) {
                    startSystemServer = true;
                } else if ("--enable-lazy-preload".equals(argv[i])) {
                    enableLazyPreload = true;
                } else if (argv[i].startsWith(ABI_LIST_ARG)) {
                    abiList = argv[i].substring(ABI_LIST_ARG.length());
                } else if (argv[i].startsWith(SOCKET_NAME_ARG)) {
                    zygoteSocketName = argv[i].substring(SOCKET_NAME_ARG.length());
                } else {
                    throw new RuntimeException("Unknown command line argument: " + argv[i]);
                }
            }
       
            if (!enableLazyPreload) {
                bootTimingsTraceLog.traceBegin("ZygotePreload");
                //预加载资源
                preload(bootTimingsTraceLog);
            }
            //创建zygote服务
            zygoteServer = new ZygoteServer(isPrimaryZygote);
            //通过zygote进程fork出SystemServer进程
            if (startSystemServer) {
                Runnable r = forkSystemServer(abiList, zygoteSocketName, zygoteServer);
                if (r != null) {
                    //执行SystemServer的main方法
                    r.run();
                    return;
                } 
            }
            //开启循环
           caller = zygoteServer.runSelectLoop(abiList);
        } catch (Throwable ex) {
        } finally {
            if (zygoteServer != null) {
                zygoteServer.closeServerSocket();
            }
        }
    }

ZygoteInit的main方法主要的作用是：

1）.预加载系统资源。

2）.创建zygote的socket服务。

3）.通过Zygote进程fork出SystemServer进程。

4）.执行SystemServer的main方法，启动进程。

5）.zygote进入循环等待状态，接收AMS传递的消息。

Zygote作为进程孵化器，当需要启动一个程序时，首先会通过AMS使用Socket发送消息到Zygote进程，Zygote通过fork函数创建需要启动的程序进程。

以上就是字节面试后总结的几个要点，还不会的同学赶紧学起来吧，感谢您的阅读，创造不易，如果您觉得本篇文章对您有帮助，请点击关注小编，您的支持就是小编创作的最大动力！

字节跳动二面之Zygote进程启动源码分析

简介

源码分析

init进程启动

Zygote进程启动

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