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移除书签4.2.2 Welcome to Java World
这个Java世界的入口在哪里？根据前面的分析可知，CallStaticVoidMethod最终将调用com.android.internal.os.ZygoteInit的main函数，下面就来看看这个入口函数。代码如下所示：
[—＞ZygoteInit.java]
public static void main（String argv[]）{
try{
SamplingProfilerIntegration.start（）；
//①注册zygote用的socket。
registerZygoteSocket（）；
//②预加载类和资源。
preloadClasses（）；
preloadResources（）；
……
//强制执行一次垃圾收集。
gc（）；
//我们传入的参数满足if分支。
if（argv[1].equals（"true"））{
startSystemServer（）；//③启动system_server进程。
}else if（！argv[1].equals（"false"））{
throw new RuntimeException（argv[0]+USAGE_STRING）；
}
//ZYGOTE_FORK_MODE被定义为false，所以满足else的条件。
if（ZYGOTE_FORK_MODE）{
runForkMode（）；
}else{
runSelectLoopMode（）；//④zygote调用这个函数。
}
closeServerSocket（）；//关闭socket。
}catch（MethodAndArgsCaller caller）{
caller.run（）；//⑤很重要的caller run函数，以后分析。
}catch（RuntimeException ex）{
closeServerSocket（）；
throw ex；
}
……
}
在ZygoteInit的main函数中，我们列举出了5大关键点（即代码中的①～⑤），下面对其一一进行分析。先看第一点：registerZygoteSocket。
1.建立IPC通信服务端——registerZygoteSocket
zygote及系统中其他程序的通信没有使用Binder，而是采用了基于AF_UNIX类型的Socket。registerZygoteSocket函数的使命正是建立这个Socket。代码如下所示：
[—＞ZygoteInit.java]
private static void registerZygoteSocket（）{
if（sServerSocket==null）{
int fileDesc；
try{
//从环境变量中获取Socket的fd，还记得第3章中介绍的zygote是如何启动的吗？
//这个环境变量由execv传入。
String env=System.getenv（ANDROID_SOCKET_ENV）；
fileDesc=Integer.parseInt（env）；
}
try{
//创建服务端Socket，这个Socket将listen并accept Client。
sServerSocket=new LocalServerSocket（createFileDescriptor（fileDesc））；
}
}
}
registerZygoteSocket很简单，就是创建一个服务端的Socket。不过读者应该提前想到下面两个问题：
谁是客户端？
服务端会怎么处理客户端的消息？
提示 读者应掌握与Socket相关的知识，这些知识对网络编程或简单的IPC使用是会有帮助的。
2.预加载类和资源
现在我们要分析的就是preloadClasses和preloadResources函数了。先来看看preloadClasses。
[—＞ZygoteInit.java]
private static void preloadClasses（）{
final VMRuntime runtime=VMRuntime.getRuntime（）；
//预加载类的信息存储在PRELOADED_CLASSES变量中，它的值为"preloaded-classes"。
InputStream is=ZygoteInit.class.getClassLoader（）.getResourceAsStream（
PRELOADED_CLASSES）；
if（is==null）{
Log.e（TAG，"Couldn't find"+PRELOADED_CLASSES+"."）；
}else{
……//做一些统计和准备工作。
try{
BufferedReader br
=new BufferedReader（new InputStreamReader（is），256）；
//读取文件的每一行，忽略#开头的注释行。
int count=0；
String line；
String missingClasses=null；
while（（line=br.readLine（））！=null）{
line=line.trim（）；
if（line.startsWith（"#"）||line.equals（""））{
continue；
}
try{
//通过Java反射来加载类，line中存储的是预加载的类名。
Class.forName（line）；
……
count++；
}catch（ClassNotFoundException e）{
……
}catch（Throwable t）{
……
}
}
……//扫尾工作
}
}
preloadClasses看起来是如此简单，但是你知道它有多少个类需要预先加载吗？
用coolfind工具程序在framework中搜索名为“preloaded-classes”的文件，最后会在framework/base目录下找到。它是一个文本文件，内容如下：
Classes which are preloaded by com.android.internal.os.ZygoteInit.
Automatically generated by
frameworks/base/tools/preload/WritePreloadedClassFile.java.
MIN_LOAD_TIME_MICROS=1250//超时控制
android.R$styleable
android.accounts.AccountManager
android.accounts.AccountManager$4
android.accounts.AccountManager$6
android.accounts.AccountManager$AmsTask
android.accounts.AccountManager$BaseFutureTask
android.accounts.AccountManager$Future2Task
android.accounts.AuthenticatorDescription
android.accounts.IAccountAuthenticatorResponse$Stub
android.accounts.IAccountManager$Stub
android.accounts.IAccountManagerResponse$Stub
……//一共有1268行
这个preload-class一共有1268行，试想，加载这么多类得花多少时间！
说明 preload_class文件由framework/base/tools/preload工具生成，它需要判断每个类加载的时间是否大于1250微秒，超过这个时间的类就会被写到preload-classes文件中，最后由zygote预加载。这方面的内容读者可参考有关preload工具中的说明，这里就不再赘述。
preloadClass函数的执行时间比较长，这是导致Android系统启动慢的原因之一。可对比进行一些优化，但优化是基于对整个系统有比较深入的了解才能实现的。
注意 在本章的拓展思考内容中，我们会讨论Android的启动速度问题。
preloadResources和preloadClass类似，它主要是加载framework-res.apk中的资源。这里就不再介绍它了。
说明 在UI编程中常使用的com.android.R.XXX资源是系统默认的资源，它们就是由zygote加载的。
3.启动system_server
我们现在要分析的是第三个关键点：startSystemServer。这个函数会创建Java世界中系统Service所驻留的进程system_server，该进程是framework的核心。如果它死了，就会导致zygote自杀。先来看看这个核心进程是如何启动的。
[—＞ZygoteInit.java]
private static boolean startSystemServer（）
throws MethodAndArgsCaller,RuntimeException{
//设置参数
String args[]={
"—setuid=1000"，//uid和gid等的设置
"—setgid=1000"，
"—setgroups=1001，1002，1003，1004，1005，1006，1007，1008，1009，1010，
3001，3002，3003"，
"—capabilities=130104352，130104352"，
"—runtime-init"，
"—nice-name=system_server"，//进程名，叫system_server
"com.android.server.SystemServer"，//启动的类名
}；
ZygoteConnection.Arguments parsedArgs=null；
int pid；
try{
//把上面字符串数组参数转换成Arguments对象。具体内容请读者自行研究。
parsedArgs=new ZygoteConnection.Arguments（args）；
int debugFlags=parsedArgs.debugFlags；
//fork一个子进程，看来，这个子进程就是system_server进程。
pid=Zygote.forkSystemServer（
parsedArgs.uid,parsedArgs.gid，
parsedArgs.gids,debugFlags,null）；
}catch（IllegalArgumentException ex）{
throw new RuntimeException（ex）；
}
/*
关于fork的知识，请读者务必花些时间去研究。如果对fork的具体实现也感兴趣，可参考《Linux内核源代码情景分析》一书（该书由浙江大学出版社出版，作者为毛德操、胡希明）。在下面代码中，如果pid为零，则表示处于子进程中，也就是处于system_server进程中。*/
if（pid==0）{
//①system_server进程的工作
handleSystemServerProcess（parsedArgs）；
}
//zygote返回true
return true；
}
这里出现了一个分水岭，即zygote进行了一次无性繁殖，分裂出了一个system_server进程（即代码中的Zygote.forkSystemServer这句话）。关于它的故事，我们会在后文专门分析，这里先说zygote。
4.有求必应之等待请求——runSelectLoopMode
待zygote从startSystemServer返回后，将进入第四个关键函数：runSelectLoopMode。前面在第一个关键点registerZygoteSocket中注册了一个用于IPC的Socket，不过那时还没有地方用到它。它的用途将在这个runSelectLoopMode中体现出来，请看下面的代码：
[—＞ZygoteInit.java]
private static void runSelectLoopMode（）
throws MethodAndArgsCaller{
ArrayList＜FileDescriptor＞fds=new ArrayList（）；
ArrayList＜ZygoteConnection＞peers=new ArrayList（）；
FileDescriptor[]fdArray=new FileDescriptor[4]；
//sServerSocket是我们先前在registerZygoteSocket中建立的Socket。
fds.add（sServerSocket.getFileDescriptor（））；
peers.add（null）；
int loopCount=GC_LOOP_COUNT；
while（true）{
int index；
try{
fdArray=fds.toArray（fdArray）；
/*
selectReadable内部调用select，使用多路复用I/O模型。
当有客户端连接或有数据时，则selectReadable就会返回。
*/
index=selectReadable（fdArray）；
}
else if（index==0）{
//有一个客户端连接上。请注意，客户端在Zygote的代表是ZygoteConnection。
ZygoteConnection newPeer=acceptCommandPeer（）；
peers.add（newPeer）；
fds.add（newPeer.getFileDesciptor（））；
}else{
boolean done；
//客户端发送了请求，peers.get返回的是ZygoteConnection。
//后续处理将交给ZygoteConnection的runOnce函数完成。
done=peers.get（index）.runOnce（）；
}
}
runSelectLoopMode比较简单，就是：
处理客户连接和客户请求。其中客户在zygote中用ZygoteConnection对象来表示。
客户的请求由ZygoteConnection的runOnce来处理。
提示 runSelectLoopMode比较简单，但它使用的select背后所代表的思想却并非那么简单。建议读者以此为契机，认真学习常用的I/O模型，包括阻塞式、非阻塞式、多路复用、异步I/O等，掌握这些知识，对于未来编写大型系统很有帮助。
关于zygote是如何处理请求的，将单独用一节内容进行讨论。
