Android应用程序启动过程源代码分析（4）-阿里云开发者社区

Step 15. talkWithDriver

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

status_t IPCThreadState::talkWithDriver(bool doReceive)
{
......
binder_write_read bwr;
// Is the read buffer empty?
const bool needRead = mIn.dataPosition() >= mIn.dataSize();
// We don't want to write anything if we are still reading
// from data left in the input buffer and the caller
// has requested to read the next data.
const size_t outAvail = (!doReceive || needRead) ? mOut.dataSize() : 0;
bwr.write_size = outAvail;
bwr.write_buffer = (long unsigned int)mOut.data();
// This is what we'll read.
if (doReceive && needRead) {
bwr.read_size = mIn.dataCapacity();
bwr.read_buffer = (long unsigned int)mIn.data();
} else {
bwr.read_size = 0;
}
......
// Return immediately if there is nothing to do.
if ((bwr.write_size == 0) && (bwr.read_size == 0)) return NO_ERROR;
bwr.write_consumed = 0;
bwr.read_consumed = 0;
status_t err;
do {
......
#if defined(HAVE_ANDROID_OS)
if (ioctl(mProcess->mDriverFD, BINDER_WRITE_READ, &bwr) >= 0)
err = NO_ERROR;
else
err = -errno;
#else
err = INVALID_OPERATION;
#endif
......
}
} while (err == -EINTR);
....
if (err >= NO_ERROR) {
if (bwr..write_consumed > 0) {
if (bwr.write_consumed < (ssize_t)mOut.dataSize())
mOut.remove(0, bwr.write_consumed);
else
mOut.setDataSize(0);
}
if (bwr.read_consumed > 0) {
mIn.setDataSize(bwr.read_consumed);
mIn.setDataPosition(0);
}
......
return NO_ERROR;
}
return err;
}

这个函数的具体作用可以参考 Android系统进程间通信（IPC）机制Binder中的Server启动过程源代码分析一文，它只要就是通过ioctl文件操作函数来和Binder驱动程序交互的了：

 
     [cpp] 
     view plain
     copy 
    
     ioctl(mProcess->mDriverFD, BINDER_WRITE_READ, &bwr)

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。

细心的读者可能会发现，从Step 1到Step 9，都是在Android应用程序框架层运行的，而从Step 10到Step 15，都是在Android系统运行时库层运行的，这两个层次中的Binder进程间通信机制的接口一个是用Java来实现的，而别一个是用C++来实现的，这两者是如何协作的呢？这就是通过JNI层来实现的了，具体可以参考 Android系统进程间通信Binder机制在应用程序框架层的Java接口源代码分析一文。

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。

Step 16. RuntimeInit.invokeStaticMain

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

public class ZygoteInit {
......
static void invokeStaticMain(ClassLoader loader,
String className, String[] argv)
throws ZygoteInit.MethodAndArgsCaller {
Class<?> cl;
try {
cl = loader.loadClass(className);
} catch (ClassNotFoundException ex) {
......
}
Method m;
try {
m = cl.getMethod("main", new Class[] { String[].class });
} catch (NoSuchMethodException ex) {
......
} catch (SecurityException ex) {
......
}
int modifiers = m.getModifiers();
......
/*
* This throw gets caught in ZygoteInit.main(), which responds
* by invoking the exception's run() method. This arrangement
* clears up all the stack frames that were required in setting
* up the process.
*/
throw new ZygoteInit.MethodAndArgsCaller(m, argv);
}
......
}

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：

 
     [java] 
     view plain
     copy 
    
     cl = loader.loadClass(className);

然后获得它的静态成员函数main：

 
     [java] 
     view plain
     copy 
    
     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：

public class ZygoteInit {
......
public static void main(String argv[]) {
try {
......
} catch (MethodAndArgsCaller caller) {
caller.run();
} catch (RuntimeException ex) {
......
}
}
......
}

它执行MethodAndArgsCaller的run函数：

public class ZygoteInit {
......
public static class MethodAndArgsCaller extends Exception
implements Runnable {
/** method to call */
private final Method mMethod;
/** argument array */
private final String[] mArgs;
public MethodAndArgsCaller(Method method, String[] args) {
mMethod = method;
mArgs = args;
}
public void run() {
try {
mMethod.invoke(null, new Object[] { mArgs });
} catch (IllegalAccessException ex) {
......
} catch (InvocationTargetException ex) {
......
}
}
}
......
}

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：

 
     [java] 
     view plain
     copy 
    
     mMethod.invoke(null, new Object[] { mArgs });

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

Step 17. ActivityThread.main

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

public final class ActivityThread {
......
public static final void main(String[] args) {
SamplingProfilerIntegration.start();
Process.setArgV0("<pre-initialized>");
Looper.prepareMainLooper();
if (sMainThreadHandler == null) {
sMainThreadHandler = new Handler();
}
ActivityThread thread = new ActivityThread();
thread.attach(false);
if (false) {
Looper.myLooper().setMessageLogging(new
LogPrinter(Log.DEBUG, "ActivityThread"));
}
Looper.loop();
if (Process.supportsProcesses()) {
throw new RuntimeException("Main thread loop unexpectedly exited");
}
thread.detach();
String name = (thread.mInitialApplication != null)
? thread.mInitialApplication.getPackageName()
: "<unknown>";
Slog.i(TAG, "Main thread of " + name + " is now exiting");
}
......
}

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：

 
     [java] 
     view plain
     copy 
    
     ActivityThread thread = new ActivityThread();

然后进入消息循环中：

 
     [java] 
     view plain
     copy 
    
     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。

本文转自 Luoshengyang 51CTO博客，原文链接：http://blog.51cto.com/shyluo/966514，如需转载请自行联系原作者

Android应用程序启动过程源代码分析（4）

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