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Android应用程序（app）进程启动过程的源代码分析

2018年05月01日 ⁄ 综合 ⁄ 共 26170字 ⁄ 字号 小 中 大 ⁄ 评论关闭

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。

ActivityManagerService启动新的进程是从其成员函数startProcessLocked开始的

Step 1.

        这个函数定义在frameworks/base/services/java/com/android/server/am/ActivityManagerService.java文件中：

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  1. public final class ActivityManagerService extends ActivityManagerNative    
  2.         implements Watchdog.Monitor, BatteryStatsImpl.BatteryCallback {    
  3.     
  4.     ......    
  5.     
  6.     private final void startProcessLocked(ProcessRecord app,    
  7.                 String hostingType, String hostingNameStr) {    
  8.     
  9.         ......    
  10.     
  11.         try {    
  12.             int uid = app.info.uid;    
  13.             int[] gids = null;    
  14.             try {    
  15.                 gids = mContext.getPackageManager().getPackageGids(    
  16.                     app.info.packageName);    
  17.             } catch (PackageManager.NameNotFoundException e) {    
  18.                 ......    
  19.             }    
  20.                 
  21.             ......    
  22.     
  23.             int debugFlags = 0;    
  24.                 
  25.             ......    
  26.                 
  27.             int pid = Process.start("android.app.ActivityThread",    
  28.                 mSimpleProcessManagement ? app.processName : null, uid, uid,    
  29.                 gids, debugFlags, null);    
  30.                 
  31.             ......    
  32.     
  33.         } catch (RuntimeException e) {    
  34.                 
  35.             ......    
  36.     
  37.         }    
  38.     }    
  39.     
  40.     ......    
  41.     
  42. }    

        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。

        这个函数定义在frameworks/base/core/java/android/os/Process.java文件中：

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  1. public class Process {  
  2.     ......  
  3.   
  4.     public static final int start(final String processClass,  
  5.         final String niceName,  
  6.         int uid, int gid, int[] gids,  
  7.         int debugFlags,  
  8.         String[] zygoteArgs)  
  9.     {  
  10.         if (supportsProcesses()) {  
  11.             try {  
  12.                 return startViaZygote(processClass, niceName, uid, gid, gids,  
  13.                     debugFlags, zygoteArgs);  
  14.             } catch (ZygoteStartFailedEx ex) {  
  15.                 ......  
  16.             }  
  17.         } else {  
  18.             ......  
  19.   
  20.             return 0;  
  21.         }  
  22.     }  
  23.   
  24.     ......  
  25. }  

       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：

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  1. jboolean android_os_Process_supportsProcesses(JNIEnv* env, jobject clazz)  
  2. {  
  3.     return ProcessState::self()->supportsProcesses();  
  4. }  

       ProcessState::supportsProcesses函数定义在frameworks/base/libs/binder/ProcessState.cpp文件中：

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  1. bool ProcessState::supportsProcesses() const  
  2. {  
  3.     return mDriverFD >= 0;  
  4. }  

       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。

 

Step2、  回到Process.start函数中，它调用startViaZygote函数进一步操作。

       这个函数定义在frameworks/base/core/java/android/os/Process.java文件中：

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  1. public class Process {  
  2.     ......  
  3.   
  4.     private static int startViaZygote(final String processClass,  
  5.             final String niceName,  
  6.             final int uid, final int gid,  
  7.             final int[] gids,  
  8.             int debugFlags,  
  9.             String[] extraArgs)  
  10.             throws ZygoteStartFailedEx {  
  11.         int pid;  
  12.   
  13.         synchronized(Process.class) {  
  14.             ArrayList<String> argsForZygote = new ArrayList<String>();  
  15.   
  16.             // --runtime-init, --setuid=, --setgid=,  
  17.             // and --setgroups= must go first  
  18.             argsForZygote.add("--runtime-init");  
  19.             argsForZygote.add("--setuid=" + uid);  
  20.             argsForZygote.add("--setgid=" + gid);  
  21.             if ((debugFlags & Zygote.DEBUG_ENABLE_SAFEMODE) != 0) {  
  22.                 argsForZygote.add("--enable-safemode");  
  23.             }  
  24.             if ((debugFlags & Zygote.DEBUG_ENABLE_DEBUGGER) != 0) {  
  25.                 argsForZygote.add("--enable-debugger");  
  26.             }  
  27.             if ((debugFlags & Zygote.DEBUG_ENABLE_CHECKJNI) != 0) {  
  28.                 argsForZygote.add("--enable-checkjni");  
  29.             }  
  30.             if ((debugFlags & Zygote.DEBUG_ENABLE_ASSERT) != 0) {  
  31.                 argsForZygote.add("--enable-assert");  
  32.             }  
  33.   
  34.             //TODO optionally enable debuger  
  35.             //argsForZygote.add("--enable-debugger");  
  36.   
  37.             // --setgroups is a comma-separated list  
  38.             if (gids != null && gids.length > 0) {  
  39.                 StringBuilder sb = new StringBuilder();  
  40.                 sb.append("--setgroups=");  
  41.   
  42.                 int sz = gids.length;  
  43.                 for (int i = 0; i < sz; i++) {  
  44.                     if (i != 0) {  
  45.                         sb.append(',');  
  46.                     }  
  47.                     sb.append(gids[i]);  
  48.                 }  
  49.   
  50.                 argsForZygote.add(sb.toString());  
  51.             }  
  52.   
  53.             if (niceName != null) {  
  54.                 argsForZygote.add("--nice-name=" + niceName);  
  55.             }  
  56.   
  57.             argsForZygote.add(processClass);  
  58.   
  59.             if (extraArgs != null) {  
  60.                 for (String arg : extraArgs) {  
  61.                     argsForZygote.add(arg);  
  62.                 }  
  63.             }  
  64.   
  65.             pid = zygoteSendArgsAndGetPid(argsForZygote);  
  66.         }  
  67.     }  
  68.   
  69.     ......  
  70. }  

        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。

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  1. public class Process {  
  2.     ......  
  3.   
  4.     private static int zygoteSendArgsAndGetPid(ArrayList<String> args)  
  5.             throws ZygoteStartFailedEx {  
  6.         int pid;  
  7.   
  8.         openZygoteSocketIfNeeded();  
  9.   
  10.         try {  
  11.             /** 
  12.             * See com.android.internal.os.ZygoteInit.readArgumentList() 
  13.             * Presently the wire format to the zygote process is: 
  14.             * a) a count of arguments (argc, in essence) 
  15.             * b) a number of newline-separated argument strings equal to count 
  16.             * 
  17.             * After the zygote process reads these it will write the pid of 
  18.             * the child or -1 on failure. 
  19.             */  
  20.   
  21.             sZygoteWriter.write(Integer.toString(args.size()));  
  22.             sZygoteWriter.newLine();  
  23.   
  24.             int sz = args.size();  
  25.             for (int i = 0; i < sz; i++) {  
  26.                 String arg = args.get(i);  
  27.                 if (arg.indexOf('\n') >= 0) {  
  28.                     throw new ZygoteStartFailedEx(  
  29.                         "embedded newlines not allowed");  
  30.                 }  
  31.                 sZygoteWriter.write(arg);  
  32.                 sZygoteWriter.newLine();  
  33.             }  
  34.   
  35.             sZygoteWriter.flush();  
  36.   
  37.             // Should there be a timeout on this?  
  38.             pid = sZygoteInputStream.readInt();  
  39.   
  40.             if (pid < 0) {  
  41.                 throw new ZygoteStartFailedEx("fork() failed");  
  42.             }  
  43.         } catch (IOException ex) {  
  44.             ......  
  45.         }  
  46.   
  47.         return pid;  
  48.     }  
  49.   
  50.     ......  
  51. }  

         这里的sZygoteWriter是一个Socket写入流，是由openZygoteSocketIfNeeded函数打开的：

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  1. public class Process {  
  2.     ......  
  3.   
  4.     /** 
  5.     * Tries to open socket to Zygote process if not already open. If 
  6.     * already open, does nothing.  May block and retry. 
  7.     */  
  8.     private static void openZygoteSocketIfNeeded()  
  9.             throws ZygoteStartFailedEx {  
  10.   
  11.         int retryCount;  
  12.   
  13.         if (sPreviousZygoteOpenFailed) {  
  14.             /* 
  15.             * If we've failed before, expect that we'll fail again and 
  16.             * don't pause for retries. 
  17.             */  
  18.             retryCount = 0;  
  19.         } else {  
  20.             retryCount = 10;  
  21.         }  
  22.       
  23.         /* 
  24.         * See bug #811181: Sometimes runtime can make it up before zygote. 
  25.         * Really, we'd like to do something better to avoid this condition, 
  26.         * but for now just wait a bit... 
  27.         */  
  28.         for (int retry = 0  
  29.             ; (sZygoteSocket == null) && (retry < (retryCount + 1))  
  30.             ; retry++ ) {  
  31.   
  32.                 if (retry > 0) {  
  33.                     try {  
  34.                         Log.i("Zygote", "Zygote not up yet, sleeping...");  
  35.                         Thread.sleep(ZYGOTE_RETRY_MILLIS);  
  36.                     } catch (InterruptedException ex) {  
  37.                         // should never happen  
  38.                     }  
  39.                 }  
  40.   
  41.                 try {  
  42.                     sZygoteSocket = new LocalSocket();  
  43.                     sZygoteSocket.connect(new LocalSocketAddress(ZYGOTE_SOCKET,  
  44.                         LocalSocketAddress.Namespace.RESERVED));  
  45.   
  46.                     sZygoteInputStream  
  47.                         = new DataInputStream(sZygoteSocket.getInputStream());  
  48.   
  49.                     sZygoteWriter =  
  50.                         new BufferedWriter(  
  51.                         new OutputStreamWriter(  
  52.                         sZygoteSocket.getOutputStream()),  
  53.                         256);  
  54.   
  55.                     Log.i("Zygote", "Process: zygote socket opened");  
  56.   
  57.                     sPreviousZygoteOpenFailed = false;  
  58.                     break;  
  59.                 } catch (IOException ex) {  
  60.                     ......  
  61.                 }  
  62.         }  
  63.   
  64.         ......  
  65.     }  
  66.   
  67.     ......  
  68. }  

        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。
  
        这个函数定义在frameworks/base/core/java/com/android/internal/os/ZygoteInit.java文件中：

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  1. public class ZygoteInit {  
  2.     ......  
  3.   
  4.     /** 
  5.     * Runs the zygote process's select loop. Accepts new connections as 
  6.     * they happen, and reads commands from connections one spawn-request's 
  7.     * worth at a time. 
  8.     * 
  9.     * @throws MethodAndArgsCaller in a child process when a main() should 
  10.     * be executed. 
  11.     */  
  12.     private static void runSelectLoopMode() throws MethodAndArgsCaller {  
  13.         ArrayList<FileDescriptor> fds = new ArrayList();  
  14.         ArrayList<ZygoteConnection> peers = new ArrayList();  
  15.         FileDescriptor[] fdArray = new FileDescriptor[4];  
  16.   
  17.         fds.add(sServerSocket.getFileDescriptor());  
  18.         peers.add(null);  
  19.   
  20.         int loopCount = GC_LOOP_COUNT;  
  21.         while (true) {  
  22.             int index;  
  23.             /* 
  24.             * Call gc() before we block in select(). 
  25.             * It's work that has to be done anyway, and it's better 
  26.             * to avoid making every child do it.  It will also 
  27.             * madvise() any free memory as a side-effect. 
  28.             * 
  29.             * Don't call it every time, because walking the entire 
  30.             * heap is a lot of overhead to free a few hundred bytes. 
  31.             */  
  32.             if (loopCount <= 0) {  
  33.                 gc();  
  34.                 loopCount = GC_LOOP_COUNT;  
  35.             } else {  
  36.                 loopCount--;  
  37.             }  
  38.   
  39.   
  40.             try {  
  41.                 fdArray = fds.toArray(fdArray);  
  42.                 index = selectReadable(fdArray);  
  43.             } catch (IOException ex) {  
  44.                 throw new RuntimeException("Error in select()", ex);  
  45.             }  
  46.   
  47.             if (index < 0) {  
  48.                 throw new RuntimeException("Error in select()");  
  49.             } else if (index == 0) {  
  50.                 ZygoteConnection newPeer = acceptCommandPeer();  
  51.                 peers.add(newPeer);  
  52.                 fds.add(newPeer.getFileDesciptor());  
  53.             } else {  
  54.                 boolean done;  
  55.                 done = peers.get(index).runOnce();  
  56.   
  57.                 if (done) {  
  58.                     peers.remove(index);  
  59.                     fds.remove(index);  
  60.                 }  
  61.             }  
  62.         }  
  63.     }  
  64.   
  65.     ......  
  66. }  

      将数据通过Socket接口发送出去后，就会下面这个语句：

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  1. 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。

        这个函数定义在frameworks/base/core/java/com/android/internal/os/ZygoteConnection.java文件中：

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  1. class ZygoteConnection {  
  2.     ......  
  3.   
  4.     boolean runOnce() throws ZygoteInit.MethodAndArgsCaller {  
  5.         String args[];  
  6.         Arguments parsedArgs = null;  
  7.         FileDescriptor[] descriptors;  
  8.   
  9.         try {  
  10.             args = readArgumentList();  
  11.             descriptors = mSocket.getAncillaryFileDescriptors();  
  12.         } catch (IOException ex) {  
  13.             ......  
  14.             return true;  
  15.         }  
  16.   
  17.         ......  
  18.   
  19.         /** the stderr of the most recent request, if avail */  
  20.         PrintStream newStderr = null;  
  21.   
  22.         if (descriptors != null && descriptors.length >= 3) {  
  23.             newStderr = new PrintStream(  
  24.                 new FileOutputStream(descriptors[2]));  
  25.         }  
  26.   
  27.         int pid;  
  28.           
  29.         try {  
  30.             parsedArgs = new Arguments(args);  
  31.   
  32.             applyUidSecurityPolicy(parsedArgs, peer);  
  33.             applyDebuggerSecurityPolicy(parsedArgs);  
  34.             applyRlimitSecurityPolicy(parsedArgs, peer);  
  35.             applyCapabilitiesSecurityPolicy(parsedArgs, peer);  
  36.   
  37.             int[][] rlimits = null;  
  38.   
  39.             if (parsedArgs.rlimits != null) {  
  40.                 rlimits = parsedArgs.rlimits.toArray(intArray2d);  
  41.             }  
  42.   
  43. //真正创建进程的地方就是在这里了：
  44.             pid = Zygote.forkAndSpecialize(parsedArgs.uid, parsedArgs.gid,  
  45.                 parsedArgs.gids, parsedArgs.debugFlags, rlimits);  
  46.         } catch (IllegalArgumentException ex) {  
  47.             ......  
  48.         } catch (ZygoteSecurityException ex) {  
  49.             ......  
  50.         }  
  51.   
  52.         if (pid == 0) {  
  53.             // in child  
  54.             handleChildProc(parsedArgs, descriptors, newStderr);  
  55.             // should never happen  
  56.             return true;  
  57.         } else { /* pid != 0 */  
  58.             // in parent...pid of < 0 means failure  
  59.             return handleParentProc(pid, descriptors, parsedArgs);  
  60.         }  
  61.     }  
  62.   
  63.     ......  
  64. }  

              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：

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  1.    if (pid == 0) {  
  2. // in child  
  3. handleChildProc(parsedArgs, descriptors, newStderr);  
  4. // should never happen  
  5. return true;  
  6.    } else { /* pid != 0 */  
  7. ......  
  8.    }  

        这里就是调用handleChildProc函数了。

  
        这个函数定义在frameworks/base/core/java/com/android/internal/os/ZygoteConnection.java文件中：

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  1. class ZygoteConnection {  
  2.     ......  
  3.   
  4.     private void handleChildProc(Arguments parsedArgs,  
  5.             FileDescriptor[] descriptors, PrintStream newStderr)  
  6.             throws ZygoteInit.MethodAndArgsCaller {  
  7.         ......  
  8.   
  9.         if (parsedArgs.runtimeInit) {  
  10.             RuntimeInit.zygoteInit(parsedArgs.remainingArgs);  
  11.         } else {  
  12.             ......  
  13.         }  
  14.     }  
  15.   
  16.     ......  
  17. }  

        由于在前面指定了"--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。

        这个函数定义在frameworks/base/core/java/com/android/internal/os/RuntimeInit.java文件中：

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  1. public class RuntimeInit {  
  2.     ......  
  3.   
  4.     public static final void zygoteInit(String[] argv)  
  5.             throws ZygoteInit.MethodAndArgsCaller {  
  6.         // TODO: Doing this here works, but it seems kind of arbitrary. Find  
  7.         // a better place. The goal is to set it up for applications, but not  
  8.         // tools like am.  
  9.         System.setOut(new AndroidPrintStream(Log.INFO, "System.out"));  
  10.         System.setErr(new AndroidPrintStream(Log.WARN, "System.err"));  
  11.   
  12.         commonInit();  
  13.         zygoteInitNative();  
  14.   
  15.         int curArg = 0;  
  16.         for ( /* curArg */ ; curArg < argv.length; curArg++) {  
  17.             String arg = argv[curArg];  
  18.   
  19.             if (arg.equals("--")) {  
  20.                 curArg++;  
  21.                 break;  
  22.             } else if (!arg.startsWith("--")) {  
  23.                 break;  
  24.             } else if (arg.startsWith("--nice-name=")) {  
  25.                 String niceName = arg.substring(arg.indexOf('=') + 1);  
  26.                 Process.setArgV0(niceName);  
  27.             }  
  28.         }  
  29.   
  30.         if (curArg == argv.length) {  
  31.             Slog.e(TAG, "Missing classname argument to RuntimeInit!");  
  32.             // let the process exit  
  33.             return;  
  34.         }  
  35.  
  36. //执行android.app.ActivityThread类的main函数 
  37.         // Remaining arguments are passed to the start class's static main  
  38.   
  39.         String startClass = argv[curArg++];  
  40.         String[] startArgs = new String[argv.length - curArg];  
  41.   
  42.         System.arraycopy(argv, curArg, startArgs, 0, startArgs.length);  
  43.         invokeStaticMain(startClass, startArgs);  
  44.     }  
  45.   
  46.     ......  
  47. }  

        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。

Step3、

        这个函数定义在frameworks/base/core/java/com/android/internal/os/RuntimeInit.java文件中：

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  1. public class RuntimeInit {  
  2.     ......  
  3.   
  4.     public static final native void zygoteInitNative();  
  5.   
  6.     ......  
  7. }  

        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：

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  1. static void com_android_internal_os_RuntimeInit_zygoteInit(JNIEnv* env, jobject clazz)  
  2. {  
  3.     gCurRuntime->onZygoteInit();  
  4. }  

        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：

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  1. 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：

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  1. AndroidRuntime::AndroidRuntime()  
  2. {  
  3.     ......  
  4.   
  5.     assert(gCurRuntime == NULL);        // one per process  
  6.     gCurRuntime = this;  
  7. }  

        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：

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  1. int main(int argc, const char* const argv[])  
  2. {  
  3.     ......  
  4.   
  5.     AppRuntime runtime;  
  6.       
  7.     ......  
  8. }  

        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：

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  1. class AppRuntime : public AndroidRuntime  
  2. {  
  3.     ......  
  4.   
  5. };  

        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。


        这个函数定义在frameworks/base/cmds/app_process/app_main.cpp文件中：

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  1. class AppRuntime : public AndroidRuntime  
  2. {  
  3.     ......  
  4.   
  5.     virtual void onZygoteInit()  
  6.     {  
  7.         sp<ProcessState> proc = ProcessState::self();  
  8.         if (proc->supportsProcesses()) {  
  9.             LOGV("App process: starting thread pool.\n");  
  10.             proc->startThreadPool();  
  11.         }  
  12.     }  
  13.   
  14.     ......  
  15. };  

        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。

        这个函数定义在frameworks/base/libs/binder/ProcessState.cpp文件中：

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  1. void ProcessState::startThreadPool()  
  2. {  
  3.     AutoMutex _l(mLock);  
  4.     if (!mThreadPoolStarted) {  
  5.         mThreadPoolStarted = true;  
  6.         spawnPooledThread(true);  
  7.     }  
  8. }  

        ProcessState类是Binder进程间通信机制的一个基础组件，这里它调用spawnPooledThread函数进一步处理。

        这个函数定义在frameworks/base/libs/binder/ProcessState.cpp文件中：

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  1. void ProcessState::spawnPooledThread(bool isMain)  
  2. {  
  3.     if (mThreadPoolStarted) {  
  4.         int32_t s = android_atomic_add(1, &mThreadPoolSeq);  
  5.         char buf[32];  
  6.         sprintf(buf, "Binder Thread #%d", s);  
  7.         LOGV("Spawning new pooled thread, name=%s\n", buf);  
  8.         sp<Thread> t = new PoolThread(isMain);  
  9.         t->run(buf);  
  10.     }  
  11. }  

        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。

        这个函数定义在frameworks/base/libs/binder/ProcessState.cpp文件中：

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  1. class PoolThread : public Thread  
  2. {  
  3. public:  
  4.     PoolThread(bool isMain)  
  5.         : mIsMain(isMain)  
  6.     {  
  7.     }  
  8.   
  9. protected:  
  10.     virtual bool threadLoop()  
  11.     {  
  12.         IPCThreadState::self()->joinThreadPool(mIsMain);  
  13.         return false;  
  14.     }  
  15.   
  16.     const bool mIsMain;  
  17. };  

        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，

        这个函数定义在frameworks/base/libs/binder/IPCThreadState.cpp文件中：

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  1. void IPCThreadState::joinThreadPool(bool isMain)  
  2. {  
  3.     ......  
  4.   
  5. //这个函数首先告诉Binder驱动程序，这条线程要进入循环了：
  6.     mOut.writeInt32(isMain ? BC_ENTER_LOOPER : BC_REGISTER_LOOPER);  
  7.   
  8.     ......  
  9.   
  10.     status_t result;  
  11.     do {  
  12.         int32_t cmd;  
  13.   
  14.         ......  
  15.   //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：
  16.         // now get the next command to be processed, waiting if necessary  
  17.         result = talkWithDriver(); 
  18.  
  19.         if (result >= NO_ERROR) {  
  20.             size_t IN = mIn.dataAvail();  
  21.             if (IN < sizeof(int32_t)) continue;  
  22.             cmd = mIn.readInt32();  
  23.             ......  
  24.   
  25. //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：
  26.             result = executeCommand(cmd);  
  27.         }  
  28.   
  29.         ......  
  30.     } while (result != -ECONNREFUSED && result != -EBADF);  
  31.   
  32.     ......  
  33.    
  34. // 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：
      
  35.     mOut.writeInt32(BC_EXIT_LOOPER);  
  36.     talkWithDriver(false);  
  37. }  

             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。

  

step4、      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。

        这个函数定义在frameworks/base/core/java/com/android/internal/os/RuntimeInit.java文件中：

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  1. public class ZygoteInit {  
  2.     ......  
  3.   
  4.     static void invokeStaticMain(ClassLoader loader,  
  5.             String className, String[] argv)  
  6.             throws ZygoteInit.MethodAndArgsCaller {  
  7.         Class<?> cl;  
  8.   
  9.         try {  
  10.             cl = loader.loadClass(className);  
  11.         } catch (ClassNotFoundException ex) {  
  12.             ......  
  13.         }  
  14.   
  15.         Method m;  
  16.         try {  
  17.             m = cl.getMethod("main", new Class[] { String[].class });  
  18.         } catch (NoSuchMethodException ex) {  
  19.             ......  
  20.         } catch (SecurityException ex) {  
  21.             ......  
  22.         }  
  23.   
  24.         int modifiers = m.getModifiers();  
  25.         ......  
  26.   
  27.         /* 
  28.         * This throw gets caught in ZygoteInit.main(), which responds 
  29.         * by invoking the exception's run() method. This arrangement 
  30.         * clears up all the stack frames that were required in setting 
  31.         * up the process. 
  32.         */  
  33.         throw new ZygoteInit.MethodAndArgsCaller(m, argv);  
  34.     }  
  35.   
  36.     ......  
  37. }  

        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：

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  1. cl = loader.loadClass(className);  

        然后获得它的静态成员函数main：

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  1. 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：

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  1. public class ZygoteInit {  
  2.     ......  
  3.   
  4.     public static void main(String argv[]) {  
  5.         try {  
  6.             ......  
  7.         } catch (MethodAndArgsCaller caller) {  
  8.             caller.run();  
  9.         } catch (RuntimeException ex) {  
  10.             ......  
  11.         }  
  12.     }  
  13.   
  14.     ......  
  15. }  

        它执行MethodAndArgsCaller的run函数：

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  1. public class ZygoteInit {  
  2.     ......  
  3.   
  4.     public static class MethodAndArgsCaller extends Exception  
  5.             implements Runnable {  
  6.         /** method to call */  
  7.         private final Method mMethod;  
  8.   
  9.         /** argument array */  
  10.         private final String[] mArgs;  
  11.   
  12.         public MethodAndArgsCaller(Method method, String[] args) {  
  13.             mMethod = method;  
  14.             mArgs = args;  
  15.         }  
  16.   
  17.         public void run() {  
  18.             try {  
  19.                 mMethod.invoke(null, new Object[] { mArgs });  
  20.             } catch (IllegalAccessException ex) {  
  21.                 ......  
  22.             } catch (InvocationTargetException ex) {  
  23.                 ......  
  24.             }  
  25.         }  
  26.     }  
  27.   
  28.     ......  
  29. }  

        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：

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  1. mMethod.invoke(null, new Object[] { mArgs });  

        这样，android.app.ActivityThread类的main函数就被执行了。

step5、

        这个函数定义在frameworks/base/core/java/android/app/ActivityThread.java文件中：

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  1. public final class ActivityThread {  
  2.     ......  
  3.   
  4.     public static final void main(String[] args) {  
  5.         SamplingProfilerIntegration.start();  
  6.   
  7.         Process.setArgV0("<pre-initialized>");  
  8.   
  9.         Looper.prepareMainLooper();  
  10.         if (sMainThreadHandler == null) {  
  11.             sMainThreadHandler = new Handler();  
  12.         }  
  13.   
  14.         ActivityThread thread = new ActivityThread();  
  15.         thread.attach(false);  
  16.   
  17.         if (false) {  
  18.             Looper.myLooper().setMessageLogging(new  
  19.                 LogPrinter(Log.DEBUG, "ActivityThread"));  
  20.         }  
  21.         Looper.loop();  
  22.   
  23.         if (Process.supportsProcesses()) {  
  24.             throw new RuntimeException("Main thread loop unexpectedly exited");  
  25.         }  
  26.   
  27.         thread.detach();  
  28.         String name = (thread.mInitialApplication != null)  
  29.             ? thread.mInitialApplication.getPackageName()  
  30.             : "<unknown>";  
  31.         Slog.i(TAG, "Main thread of " + name + " is now exiting");  
  32.     }  
  33.   
  34.     ......  
  35. }  

        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：

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  1. ActivityThread thread = new ActivityThread();  

        然后进入消息循环中：

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  1. 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。


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