Zygote是做什么的
Zygote简单地说主要作用是两方面：
- 启动SystemServer
- 孵化应用进程
Android中大多数应用进程和系统进程都是通过Zygote进程来生成。Zygote为孵化的应用程序提供了几个基础资源：
- 常用类 ：Android的Java 类库, 大部分来自于 Apache Hamony, 开源的Java API 实现，如 java.lang, java.util, java.net
- JNI函数
- 主题资源 ： 比如theme图片， 占用10M+的内存空间，这些内存是系统共享的
- 共享库：
Zygote进程启动
Zygote由init进程解析init.rc脚本启动的。现在机器分为32位和64位，Zygote的启动也要区分对待:
/system/core/rootdir/init.rc
import /init.${ro.zygote}.rc
根据系统属性ro.zygote的具体值，加载不同的描述Zygote的rc脚本。譬如firely rk3399包含的文件：
init.zygote32.rc
init.zygote32_64.rc
init.zygote64.rc
init.zygote64_32.rc
其中zygote32和zygote64分别对应32位和64位机器。zygote32_64和zygote64_32则Primary Arch 和 Secondary Arch的组合，以init.zygote64.rc为例，相关脚本如下：
service zygote /system/bin/app_process64 -Xzygote /system/bin --zygote --start-system-server
class main
priority -20
user root
group root readproc
socket zygote stream 660 root system
onrestart write /sys/android_power/request_state wake
onrestart write /sys/power/state on
onrestart restart audioserver
onrestart restart cameraserver
onrestart restart media
onrestart restart netd
onrestart restart wificond
writepid /dev/cpuset/foreground/tasks
从路径来看，Zygote所在的应用程序名称叫"app_process64",
- zygote 就是service的名称
- /system/bin/app_process64 应用程序路径，即Zygote所在的应用进程
- -Xzygote /system/bin --zygote --start-system-server 为传递给app_process的参数，后面的分析会看到参数--zygote被用来 app_process 启动Zygote的选项， --start-system-server 会被作为参数传递给Zygote的ZygoteInit.
可以简单地用下面这副图描述Zygote的启动
Zygote启动时都做了什么
Zygote启动主要经历了两部分：
- native世界
- java世界
native世界
从Zygote的rc脚本我们知道， Zygote是通过app_process启动，入口就是app_process的main函数
frameworks/base/cmds/app_process/app_main.cpp
int main(int argc, char* const argv[])
{
AppRuntime runtime(argv[0], computeArgBlockSize(argc, argv));
// Parse runtime arguments. Stop at first unrecognized option.
bool zygote = false;
bool startSystemServer = false;
bool application = false;
String8 niceName;
String8 className;
++i; // Skip unused "parent dir" argument.
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;
} 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 (zygote) {
runtime.start("com.android.internal.os.ZygoteInit", args, zygote);
} else if (className) {
runtime.start("com.android.internal.os.RuntimeInit", args, zygote);
} else {
}
这里有3点，
- 创建了AndroidRuntime对象， 这里面主要的动作就是启动虚拟机
- 解析传进来的参数 . 这个场景中--zygote 指定了app_process接下来将启动"ZygoteInit", 并传入-start-system-server
- 在虚拟机中运行ZygoteInit ， ZygoteInit是java写的，即这一步Zygote就从native世界进入到了java世界
简单来说，Zygote在native世界做的主要是以下几步：
- 启动Android虚拟机
- 注册Android的JNI函数
- 进入java世界
java世界
Zygote的java世界入口是ZygoteInit 的main函数
frameworks/base/core/java/com/android/internal/os/ZygoteInit.java
public static void main(String argv[]) {
zygoteServer.registerServerSocket(socketName);
// In some configurations, we avoid preloading resources and classes eagerly.
// In such cases, we will preload things prior to our first fork.
if (!enableLazyPreload) {
preload(bootTimingsTraceLog); //预加载各类资源
} else {
Zygote.resetNicePriority();
}
if (startSystemServer) {
Runnable r = forkSystemServer(abiList, socketName, zygoteServer);
// {@code r == null} in the parent (zygote) process, and {@code r != null} in the
// child (system_server) process.
if (r != null) {
r.run();
return;
}
}
caller = zygoteServer.runSelectLoop(abiList);
}
ZygoteInit的主函数主要完成几件事情：
- 注册一个socket
Zygote 作为孵化器，跟其他进程间的通讯不是通过binder而是通过socket。一旦有新进程需要运行，系统会通过这个Socket（完整的名称为ANDROID_SOCKET_zygote）跟Zygote通讯，由zygote完成进程孵化过程 - 预加载各类资源
函数preload用于加载虚拟机运行时所需的各类资源 - 启动System Server
- 进入Loop循环
其他问题点
为何用socket而不是binder
Zygote是通过fork来创建新进程的，而binder是多线程的，有可能造成死锁。
在 POSIX 标准中，fork 的行为是这样的：复制整个用户空间的数据（通常使用 copy-on-write 的策略，所以可以实现的速度很快）以及所有系统对象， 然后仅复制当前线程到子进程。这里：所有父进程中别的线程，到了子进程中都是突然蒸发掉的。
假如父进程在获取到锁的情况下，fork了一个子进程。子进程的内存中，这个锁的状态是上锁状态。子进程仅运行了fork所在的这个线程，其它线程没有运行，当它尝试获取锁时，就发生了死锁
为何要通过Zygote来孵化程序，而不是由其他进程直接创建
主要有两个好处：
- 缩短应用的启动时间
无论哪个app，所有的虚拟机都必须按照某种一样的而且是确定的方式初始化。Zygote预加载了各种资源，创建了虚拟机。由Zygote创建的进程能够继承这些资源，不用再重新创建。加载app的类只是最后一步而已。 - 优化共享内存
所有虚拟机都是从Zygote fork出来的，所以特么能够享受到由内核实现的内存共享的优势。比如Zygote预加载的各类资源，比如theme主题图片，所有的进程都是共享的，在物理内存中只需要保存一份。
Zygote这一设计有什么缺点
所有应用进程都是从同一个进程fork出来的，这会有效地破坏地址空间布局随机化，这一技术是对抗代码注入攻击的重要安全手段
参考
网络课程 --剖析Framework面试 冲击Android高级职位
最强Android书架构大剖析
深入理解Android内核设计思想
https://blog.csdn.net/boygrass/article/details/27103383
