SystemServer進(jìn)程啟動(dòng)過(guò)程解析

更新時(shí)間：2023年07月09日 15:39:56 作者：BlueSocks

這篇文章主要為大家介紹了SystemServer進(jìn)程啟動(dòng)過(guò)程解析，有需要的朋友可以借鑒參考下，希望能夠有所幫助，祝大家多多進(jìn)步，早日升職加薪

1、SystemServer進(jìn)程作用

SystemServer進(jìn)程主要是用于創(chuàng)建系統(tǒng)服務(wù)的，例如AMS、WMS、PMS；

SystemService進(jìn)程被創(chuàng)建后，主要的處理如下：

初始化一些系統(tǒng)設(shè)置，虛擬機(jī)配置等；

啟動(dòng)Binder線程池，這樣就可以與其他進(jìn)程進(jìn)行Binder跨進(jìn)程通信；

創(chuàng)建SystemServiceManager，它用來(lái)對(duì)系統(tǒng)服務(wù)進(jìn)行創(chuàng)建、啟動(dòng)和生命周期管理；

創(chuàng)建主線程Looper并進(jìn)入循環(huán)等待消息；

啟動(dòng)各種系統(tǒng)服務(wù)：引導(dǎo)服務(wù)、核心服務(wù)、其他服務(wù)，如引導(dǎo)服務(wù)ActivityManagerService、PackageManagerService和其他服務(wù)WindowManagerService、InputManagerService即可；

2、SystemServer進(jìn)程啟動(dòng)流程

2.1、Zygote進(jìn)程調(diào)用

2.1.1、啟動(dòng)參數(shù)

在Init進(jìn)程啟動(dòng)時(shí)，解析init.rc文件時(shí)，拿到相關(guān)啟動(dòng)參數(shù)，其中參數(shù)中包含“--start-system-server”，表示啟動(dòng)時(shí)要啟動(dòng)SystemServer進(jìn)程，最終Zygote進(jìn)程拿到相關(guān)參數(shù)，所以startSystemServer值為true；

2.1.2、Zygote進(jìn)程fork

在Zygote進(jìn)程啟動(dòng)后，執(zhí)行ZygoteInit類的main()方法，通過(guò)fork的方式啟動(dòng)SystemServer；

啟動(dòng)完SystemServer之后會(huì)返回一個(gè)Runnable對(duì)象，在父進(jìn)程Zygote中該Runnable對(duì)象為null，子進(jìn)程SystemServer中不為null，會(huì)在SystemServer進(jìn)程中執(zhí)行該Runnable對(duì)象；

public static void main(String argv[]) {
  ZygoteServer zygoteServer = new ZygoteServer();
  ...
  boolean startSystemServer = false;
  for (int i = 1; i < argv.length; i++) {
    if ("start-system-server".equals(argv[i])) {
      startSystemServer = true;
    }...
  }
  ...
  zygoteServer.registerServerSocketFromEnv(socketName);
  ...
  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;
    }
  }
  ...
}

在forkSystemServer()方法中，通過(guò)硬編碼的方法寫(xiě)入啟動(dòng)參數(shù)數(shù)組，調(diào)用ZygoteConnection.Arguments類去解析該參數(shù)數(shù)組，最后調(diào)用Zygote類的forkSystemServer()方法去請(qǐng)求fork SystemServer進(jìn)程；

如果fork成功，在父進(jìn)程中會(huì)返回子進(jìn)程的pid，子進(jìn)程中會(huì)返回pid=0，并且子進(jìn)程會(huì)繼續(xù)從該處執(zhí)行，判斷pid大于0，如果有兩個(gè)Zygote進(jìn)程，則需要等待另一個(gè)也完成，然后子進(jìn)程清除調(diào)從父進(jìn)程fork過(guò)來(lái)的socket信息，繼續(xù)執(zhí)行handleSystemServerProcess()方法；

private static Runnable forkSystemServer(String abiList, String socketName, ZygoteServer zygoteServer) {
  ...
  String args[] = {
    "--setuid=1000",
    "--setgid=1000",
    "--setgroups=1001,1002,1003,1004,1005,1006,1007,1008,1009,1010,1018,1021,1023,1024,1032,1065,3001,3002,3003,3006,3007,3009,3010",
    "--capabilities=" + capabilities + "," + capabilities,
    "--nice-name=system_server",
    "--runtime-args",
    "--target-sdk-version=" + VMRuntime.SDK_VERSION_CUR_DEVELOPMENT,
    "com.android.server.SystemServer",
  };
  ZygoteConnection.Arguments parsedArgs = null;
  int pid;
  try {
    parsedArgs = new ZygoteConnection.Arguments(args);
    ...
    /* Request to fork the system server process */
    pid = Zygote.forkSystemServer(
      parsedArgs.uid, parsedArgs.gid,
      parsedArgs.gids,
      parsedArgs.runtimeFlags,
      null,
      parsedArgs.permittedCapabilities,
      parsedArgs.effectiveCapabilities);
  } catch (IllegalArgumentException ex) {
    throw new RuntimeException(ex);
  }
  /* For child process */
  if (pid == 0) {
    if (hasSecondZygote(abiList)) {
      waitForSecondaryZygote(socketName);
    }
    zygoteServer.closeServerSocket();
    return handleSystemServerProcess(parsedArgs);
  }
  return null;
}

在Zygote的forkSystemServer()方法中，會(huì)先重置線程優(yōu)先級(jí)，然后調(diào)用native方法去執(zhí)行fork；

public static int forkSystemServer(int uid, int gid, int[] gids, int runtimeFlags, 
                                   int[][] rlimits, long permittedCapabilities, long effectiveCapabilities) {
  VM_HOOKS.preFork();
  // Resets nice priority for zygote process.
  resetNicePriority();
  int pid = nativeForkSystemServer(uid, gid, gids, runtimeFlags, rlimits, permittedCapabilities, effectiveCapabilities);
  ...
  VM_HOOKS.postForkCommon();
  return pid;
}
native private static int nativeForkSystemServer(int uid, int gid, int[] gids, 
                                                 int runtimeFlags, int[][] rlimits, 
                                                 long permittedCapabilities, 
                                                 long effectiveCapabilities);

2.1.3、進(jìn)入Native層方法

Zygote類對(duì)應(yīng)的native方法在AndroidRuntime.cpp中注冊(cè)的，調(diào)用com_android_internal_os_Zygote.cpp中的register_com_android_internal_os_Zygote()方法建立native方法的映射關(guān)系；

在native方法中又調(diào)用ForkAndSpecializeCommon()方法，創(chuàng)建完成后Zygote進(jìn)程會(huì)去檢查SystemServer是否已經(jīng)啟動(dòng)，如果system_server創(chuàng)建失敗后，會(huì)重啟zygote進(jìn)程，Zygote進(jìn)程和SystemServer進(jìn)程是Android系統(tǒng)的兩個(gè)重要的進(jìn)程，二者缺一不可，否則就無(wú)法正常運(yùn)行；

static jint com_android_internal_os_Zygote_nativeForkSystemServer(
  JNIEnv* env, jclass, uid_t uid, gid_t gid, jintArray gids, jint runtime_flags, 
  jobjectArray rlimits, jlong permittedCapabilities, jlong effectiveCapabilities) {
  pid_t pid = ForkAndSpecializeCommon(env, uid, gid, gids, runtime_flags, rlimits, 
                                      permittedCapabilities, effectiveCapabilities,
                                      MOUNT_EXTERNAL_DEFAULT, NULL, NULL, true, NULL,
                                      NULL, false, NULL, NULL);
  ...
  if (pid > 0) {
    int status;
    if (waitpid(pid, &status, WNOHANG) == pid) {
      ALOGE("System server process %d has died. Restarting Zygote!", pid);
      RuntimeAbort(env, __LINE__, "System server process has died. Restarting Zygote!");
    }
  }
  return pid;
}

2.1.4、fork進(jìn)程

在ForkAndSpecializeCommon()方法中，調(diào)用fork()函數(shù)去從父進(jìn)程Zygote中fork出子進(jìn)程，即SystemServer進(jìn)程，然后根據(jù)進(jìn)程pid去判斷，做一些初始化工作；

在進(jìn)程fork的時(shí)候，操作系統(tǒng)會(huì)復(fù)制一個(gè)與父進(jìn)程完全相同的子進(jìn)程，共享代碼空間，但是數(shù)據(jù)空間是互相獨(dú)立的，子進(jìn)程數(shù)據(jù)空間中的內(nèi)容是父進(jìn)程的完整拷貝，指令指針也完全相同，子進(jìn)程擁有父進(jìn)程當(dāng)前運(yùn)行到的位置（兩進(jìn)程的程序計(jì)數(shù)器pc值相同，也就是說(shuō)，子進(jìn)程是從fork返回處開(kāi)始執(zhí)行的），但是兩者返回的pid是不同的，如果fork成功，子進(jìn)程中會(huì)返回pid=0，父進(jìn)程Zygote中會(huì)返回子進(jìn)程的pid，fork失敗父進(jìn)程中會(huì)返回負(fù)數(shù)；

子進(jìn)程SystemServer創(chuàng)建成功之后，會(huì)將從父進(jìn)程拷貝過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)做一些初始化操作；

// Utility routine to fork zygote and specialize the child process.
static pid_t ForkAndSpecializeCommon(JNIEnv* env, uid_t uid, gid_t gid, jintArray javaGids,
                                     jint runtime_flags, jobjectArray javaRlimits,
                                     jlong permittedCapabilities, jlong effectiveCapabilities,
                                     jint mount_external,
                                     jstring java_se_info, jstring java_se_name,
                                     bool is_system_server, jintArray fdsToClose,
                                     jintArray fdsToIgnore, bool is_child_zygote,
                                     jstring instructionSet, jstring dataDir) {
  SetSignalHandlers();
  ...
  pid_t pid = fork();
  if (pid == 0) {
    // pid = 0 為在子進(jìn)程中，即SystemServer進(jìn)程，然后做一系列初始化工作
    ...
  } else if (pid > 0) {
    // pid > 0 為在父進(jìn)程中，即Zygote進(jìn)程
    ...
  }
  return pid;
}

2.1.5、Java層獲取到結(jié)果

此時(shí)子進(jìn)程SystemServer進(jìn)程fork成功，順著調(diào)用的API返回到ZygoteInit類的forkSystemServer()方法中，此時(shí)在Native層fork進(jìn)程完成，結(jié)果返回到Java層，SystemServer進(jìn)程從fork之后開(kāi)始執(zhí)行，即handleSystemServerProcess()；

2.1.6、SystemServer進(jìn)程相關(guān)設(shè)置

初始化SystemServer進(jìn)程名，創(chuàng)建類加載器等，繼續(xù)調(diào)用zygoteInit()方法；

private static Runnable handleSystemServerProcess(ZygoteConnection.Arguments parsedArgs) {
    ...
  // 設(shè)置進(jìn)程名
  if (parsedArgs.niceName != null) {
    Process.setArgV0(parsedArgs.niceName);
  }
  ...
  if (parsedArgs.invokeWith != null) {
    ...
  } else {
    ClassLoader cl = null;
    if (systemServerClasspath != null) {
      cl = createPathClassLoader(systemServerClasspath, parsedArgs.targetSdkVersion);
      Thread.currentThread().setContextClassLoader(cl);
    }
    /*
     * Pass the remaining arguments to SystemServer.
     */
    return ZygoteInit.zygoteInit(parsedArgs.targetSdkVersion, parsedArgs.remainingArgs, cl);
  }
}

在該方法中做一些初始化操作，如日志定向，通用初始化即Zygote的初始化，最后調(diào)用applicationInit()方法；

public static final Runnable zygoteInit(int targetSdkVersion, String[] argv, ClassLoader classLoader) {
  ...
  // 日志相關(guān)
  RuntimeInit.redirectLogStreams();
  RuntimeInit.commonInit();
  ZygoteInit.nativeZygoteInit();
  return RuntimeInit.applicationInit(targetSdkVersion, argv, classLoader);
}
RunTimeInit類中的commonInit()方法主要初始化一些通用配置，如日志、時(shí)區(qū)、Http User-agent、socket的tag等；
protected static final void commonInit() {
  ...
  // 設(shè)置時(shí)區(qū)
  TimezoneGetter.setInstance(new TimezoneGetter() {
    @Override
    public String getId() {
      return SystemProperties.get("persist.sys.timezone");
    }
  });
  TimeZone.setDefault(null);
  ...
  // 設(shè)置默認(rèn)的HTTP User-agent格式
  String userAgent = getDefaultUserAgent();
  System.setProperty("http.agent", userAgent);
  ...
}

在applicationInit()方法中初始化程序退出時(shí)的設(shè)置，設(shè)置虛擬機(jī)內(nèi)存利用率參數(shù)，sdk版本等，隨后繼續(xù)調(diào)用findStaticMain()方法；

protected static Runnable applicationInit(int targetSdkVersion, String[] argv, ClassLoader classLoader) {
  // 程序退出時(shí)相關(guān)設(shè)置
  nativeSetExitWithoutCleanup(true);
  // 設(shè)置虛擬機(jī)的內(nèi)存利用率參數(shù)值為0.75
  VMRuntime.getRuntime().setTargetHeapUtilization(0.75f);
  VMRuntime.getRuntime().setTargetSdkVersion(targetSdkVersion);
  ...
  return findStaticMain(args.startClass, args.startArgs, classLoader);
}

2.1.7、進(jìn)入SystemServer進(jìn)程main方法

在findStaticMain()方法中通過(guò)反射找到SystemServer類的main()方法，將其作為參數(shù)新建MethodAndArgsCaller對(duì)象，MethodAndArgsCaller是一個(gè)Runnable對(duì)象，其run方法里是調(diào)用該傳入的方法，即執(zhí)行SystemServer類的main()方法；

protected static Runnable findStaticMain(String className, String[] argv, ClassLoader classLoader) {
  Class<?> cl;
  try {
    cl = Class.forName(className, true, classLoader);
  } catch (ClassNotFoundException ex) {
    throw new RuntimeException("Missing class when invoking static main " + className, ex);
  }
  Method m;
  try {
    m = cl.getMethod("main", new Class[] { String[].class });
  } catch (NoSuchMethodException ex) {
    throw new RuntimeException("Missing static main on " + className, ex);
  } catch (SecurityException ex) {
    throw new RuntimeException(
      "Problem getting static main on " + className, ex);
  }
  ...
  return new MethodAndArgsCaller(m, argv);
}

2.2、SystemServer進(jìn)程工作

SystemServer的run()方法中，做了大量的初始化操作，如設(shè)置系統(tǒng)時(shí)間、設(shè)置虛擬機(jī)相關(guān)配置參數(shù)、binder調(diào)用相關(guān)、創(chuàng)建主線程Looper并循環(huán)等待消息、并創(chuàng)建SystemServerManager等；

public final class SystemServer {
    public static void main(String[] args) {
    new SystemServer().run();
  }
  private void run() {
    try {
      VMRuntime.getRuntime().clearGrowthLimit();
      VMRuntime.getRuntime().setTargetHeapUtilization(0.8f);
      Build.ensureFingerprintProperty();
      Environment.setUserRequired(true);
      BinderInternal.disableBackgroundScheduling(true); 
      BinderInternal.setMaxThreads(sMaxBinderThreads);
      // Prepare the main looper thread (this thread).
      android.os.Process.setThreadPriority(android.os.Process.THREAD_PRIORITY_FOREGROUND);
      android.os.Process.setCanSelfBackground(false);
      Looper.prepareMainLooper();
      // Initialize native services.
      System.loadLibrary("android_servers");
      ...
      // Initialize the system context.
      createSystemContext();
      mSystemServiceManager = new SystemServiceManager(mSystemContext);
    } finally {
      ...
    }
    // Start services.
    try {
      traceBeginAndSlog("StartServices");
      startBootstrapServices();
      startCoreServices();
      startOtherServices();
      SystemServerInitThreadPool.shutdown();
    } catch (Throwable ex) {
      ...
    }
    ...
    // Loop forever.
    Looper.loop();
    throw new RuntimeException("Main thread loop unexpectedly exited");
  }
}

此時(shí)SystemServer進(jìn)入自身的Looper循環(huán)中，等待消息處理，SystemServer進(jìn)程正式運(yùn)行起來(lái)了；

2.2.1、初始化配置

SystemServer啟動(dòng)之后，會(huì)執(zhí)行一系列初始化操作，如判斷系統(tǒng)時(shí)間是否早于1970年，設(shè)置系統(tǒng)時(shí)間、虛擬機(jī)內(nèi)存設(shè)置、加載指紋信息、Binder調(diào)用的優(yōu)先級(jí)、Binder線程池的最大數(shù)量、創(chuàng)建主線程Looper、加載android_servers庫(kù)、初始化系統(tǒng)上下文、創(chuàng)建SystemServerManager等；

2.2.2、創(chuàng)建SystemServerManager

在run()方法中，會(huì)先執(zhí)行createSystemContext()方法創(chuàng)建系統(tǒng)上下文對(duì)象，mSystemContext對(duì)象是從ActivityThread獲取的，調(diào)用ActivityThread的systemMain()方法，執(zhí)行其attach()方法，創(chuàng)建出App的context，及執(zhí)行Application的onCreate()方法，系統(tǒng)上下文對(duì)象是通過(guò)ActivityThread的getSystemContext()方法獲取，調(diào)用ContextImpl類的createSystemContext()方法創(chuàng)建；

private void createSystemContext() {
  ActivityThread activityThread = ActivityThread.systemMain();
  mSystemContext = activityThread.getSystemContext();
  mSystemContext.setTheme(DEFAULT_SYSTEM_THEME);
  final Context systemUiContext = activityThread.getSystemUiContext();
  systemUiContext.setTheme(DEFAULT_SYSTEM_THEME);
}
# ActivityThread
public static ActivityThread systemMain() {
  ...
  ActivityThread thread = new ActivityThread();
  thread.attach(true, 0);
  return thread;
}
private void attach(boolean system, long startSeq) {
  ...
  if (!system) {
    ...
  } else {
    ...
    try {
      ...
      ContextImpl context = ContextImpl.createAppContext(this, getSystemContext().mPackageInfo);
      mInitialApplication = context.mPackageInfo.makeApplication(true, null);
      mInitialApplication.onCreate();
    } catch (Exception e) {
      throw new RuntimeException("Unable to instantiate Application():" + e.toString(), e);
    }
  }
  ...
}
public ContextImpl getSystemContext() {
  synchronized (this) {
    if (mSystemContext == null) {
      mSystemContext = ContextImpl.createSystemContext(this);
    }
    return mSystemContext;
  }
}

拿到上下文對(duì)象，去創(chuàng)建SystemServerManager對(duì)象；

mSystemServiceManager = new SystemServiceManager(mSystemContext);
// SystemServiceManager
public class SystemServiceManager {
  SystemServiceManager(Context context) {
    mContext = context;
  }
}

2.2.3、啟動(dòng)引導(dǎo)服務(wù)

SystemServer調(diào)用startBootstrapServices()方法去啟動(dòng)一系列的引導(dǎo)服務(wù)，如ActivityManagerService、PackageManagerService等；

private void startBootstrapServices() {
  ...
  // 啟動(dòng)AMS
  mActivityManagerService = mSystemServiceManager.startService(ActivityManagerService.Lifecycle.class).getService();
  mActivityManagerService.setSystemServiceManager(mSystemServiceManager);
  mActivityManagerService.setInstaller(installer);
  ...
  // 啟動(dòng)PMS
  mPackageManagerService = PackageManagerService.main(mSystemContext, installer, mFactoryTestMode != FactoryTest.FACTORY_TEST_OFF, mOnlyCore);
  mFirstBoot = mPackageManagerService.isFirstBoot();
  mPackageManager = mSystemContext.getPackageManager();
  ...
}

2.2.4、啟動(dòng)核心服務(wù)

啟動(dòng)核心服務(wù)，如電量管理服務(wù)、WebViewUpdateService等；

private void startCoreServices() {
  ...
  mSystemServiceManager.startService(BatteryService.class);
  ...
  if (mPackageManager.hasSystemFeature(PackageManager.FEATURE_WEBVIEW)) {
    traceBeginAndSlog("StartWebViewUpdateService");
    mWebViewUpdateService = mSystemServiceManager.startService(WebViewUpdateService.class);
    traceEnd();
  }
  ...
}

2.2.5、啟動(dòng)其他服務(wù)

調(diào)用startOtherServices()方法創(chuàng)建其他服務(wù)，如NetworkManagementService、WindowManagerService、InputManagerService等；

并且在該方法中會(huì)執(zhí)行ActivityManagerService的systemReady()方法，通過(guò)調(diào)用該方法會(huì)啟動(dòng)Launcher進(jìn)程，即桌面App，桌面本身就是一個(gè)App進(jìn)程；

private void startOtherServices() {
  ...
  try {
    networkManagement = NetworkManagementService.create(context);
    ServiceManager.addService(Context.NETWORKMANAGEMENT_SERVICE, networkManagement);
  }
  ...
  // WMS
  wm = WindowManagerService.main(context, inputManager, mFactoryTestMode != FactoryTest.FACTORY_TEST_LOW_LEVEL, !mFirstBoot, mOnlyCore, new PhoneWindowManager());
  ServiceManager.addService(Context.WINDOW_SERVICE, wm, /* allowIsolated= */ false, DUMP_FLAG_PRIORITY_CRITICAL | DUMP_FLAG_PROTO);
  ...
}

2.2.6、Looper循環(huán)消息

創(chuàng)建了主線程Looper，并執(zhí)行l(wèi)oop()函數(shù)開(kāi)啟消息輪訓(xùn)等待消息到來(lái)；

以上就是SystemServer進(jìn)程啟動(dòng)過(guò)程解析的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于SystemServer進(jìn)程啟動(dòng)的資料請(qǐng)關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！

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SystemServer進(jìn)程啟動(dòng)過(guò)程解析

目錄

1、SystemServer進(jìn)程作用

2、SystemServer進(jìn)程啟動(dòng)流程

2.1、Zygote進(jìn)程調(diào)用

2.1.1、啟動(dòng)參數(shù)

2.1.2、Zygote進(jìn)程fork

2.1.3、進(jìn)入Native層方法

2.1.4、fork進(jìn)程

2.1.5、Java層獲取到結(jié)果

2.1.6、SystemServer進(jìn)程相關(guān)設(shè)置

2.1.7、進(jìn)入SystemServer進(jìn)程main方法

2.2、SystemServer進(jìn)程工作

2.2.1、初始化配置

2.2.2、創(chuàng)建SystemServerManager

2.2.3、啟動(dòng)引導(dǎo)服務(wù)

2.2.4、啟動(dòng)核心服務(wù)

2.2.5、啟動(dòng)其他服務(wù)

2.2.6、Looper循環(huán)消息

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目錄

1、SystemServer進(jìn)程作用

2、SystemServer進(jìn)程啟動(dòng)流程

2.1、Zygote進(jìn)程調(diào)用

2.1.1、啟動(dòng)參數(shù)

2.1.2、Zygote進(jìn)程fork

2.1.3、進(jìn)入Native層方法

2.1.4、fork進(jìn)程

2.1.5、Java層獲取到結(jié)果

2.1.6、SystemServer進(jìn)程相關(guān)設(shè)置

2.1.7、進(jìn)入SystemServer進(jìn)程main方法

2.2、SystemServer進(jìn)程工作

2.2.1、初始化配置

2.2.2、創(chuàng)建SystemServerManager

2.2.3、啟動(dòng)引導(dǎo)服務(wù)

2.2.4、啟動(dòng)核心服務(wù)

2.2.5、啟動(dòng)其他服務(wù)

2.2.6、Looper循環(huán)消息

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2.1.7、進(jìn)入SystemServer進(jìn)程main方法

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2.2.1、初始化配置

2.2.2、創(chuàng)建SystemServerManager

2.2.3、啟動(dòng)引導(dǎo)服務(wù)

2.2.4、啟動(dòng)核心服務(wù)

2.2.5、啟動(dòng)其他服務(wù)

2.2.6、Looper循環(huán)消息