浅谈 Android Zygote

May 10, 2022

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Zygote 是 init 进程启动时创建的，通过 fork（复制进程）的形式来创建应用程序进程和 SystemServer 进程。并且，Zygote 进程在启动的时候创建 DVM 或者 ART，因此通过fork创建的应用程序进程和SystemServer进程可以在内部获取一个DVM或者ART的实例副本。

首先，Android 应用跑的的是虚拟机，虚拟机中 Java 代码的不同才造成了应用的区别，而对于基础的运行环境，要求却是一样的。

其次，Zygote 在初始化时就会创建虚拟机，同时把需要的系统类库和资源文件加载的内存中。而 Zygote 在 fork 出子进程后，这个子进程也会得到一个已经加载好基础资源的虚拟机。

这样，接下来只需要装载 APK 相关的资源就可以运行了，可以做到提升效率

放一个进程树

├─ /system/bin/init second_stage // init
│  ├─ zygote // 32-Bit Zygote
│  │  ├─ moe.mbr.32bit // 程序包名
│  │  │  ├─ moe.mbr.32bit // 子进程
│  ├─ zygote64 // 64-Bit Zygote
│  │  ├─ systemserver // SystemServer
│  │  │  ├─ systemserver // 子进程
│  │  ├─ com.android.chrome // 程序包名
│  │  │  ├─ com.android.chrome // 子进程

Zygote 在 init 进程中以 service 方式启动，根据 ro.zygote 引入启动脚本，安卓 5.0 开始，Zygote 有了 32/64 位的分别，在 Android 12，ro.zygote 取值有四种：

init.zygote32.rc
init.zygote32_64.rc
init.zygote64.rc
init.zygote64_32.rc

init.zygote64_32.rc

创建 zygote 和 zygote_secondary 服务

service zygote /system/bin/app_process64 -Xzygote /system/bin --zygote --start-system-server --socket-name=zygote
    class main
    ......
service zygote_secondary /system/bin/app_process32 -Xzygote /system/bin --zygote --socket-name=zygote_secondary
    class main
    ......

预加载系统类和资源

为了加快应用程序的启动，Android会把系统常用的Java类和一部分Framework的资源放在Zygote进程中进行预加载。这些预加载的类和资源在所有经zygote进程fork出的子进程中是共享的。

static void preload(TimingsTraceLog bootTimingsTraceLog) {
    ......
    // 设置软引用保护，避免被GC回收掉
    beginIcuCachePinning();
    ......
    // 加载系统类
    preloadClasses();
    ......
    // 加载系统资源
    preloadResources();
    ......
    // 
    nativePreloadAppProcessHALs();
    ......
    // 加载OpenGL资源
    preloadOpenGL();
    // 加载一些共享so库，其实就三个：android、compiler_rt、jnigraphics
    preloadSharedLibraries();
    // 加载字体资源
    preloadTextResources();
    ......
    // 加载webview相关资源
    WebViewFactory.prepareWebViewInZygote();
    // 取消软引用保护
    endIcuCachePinning();
    // 初始化JCA安全相关的参数
    warmUpJcaProviders();
    Log.d(TAG, "end preload");
    sPreloadComplete = true;
}

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