Android架构纵横谈之——软件自愈能力（二）

Android架构纵横谈之——软件自愈能力（2）

by 宋宝华

上回书我们说到Android里的init会监测init.rc中启动的service并根据情况重启之。今回书我们说Android中生死与共的Zygote和SystemServer。

第二只狗：忠犬八公

方今之世，正道不昌，邪魔丛生。撞伤不如撞死，因此各种难以理解之行为层出不穷，撞后用天涯明月刀杀人者有之，撞后人民女教师裸体阻救援者有之，这是怎样地一种非人间的浓厚的悲凉？对人生命权的尊重实为最基础之人性，残杀同类，见死阻救，实为丧失最基础之人性。热泪在心中，汇成河流。我们曾经以无限崇高的主义，无比正义的革命的名义杀人，肆意践踏人最基本的尊严，而悲剧的后果是，热血已成过去，激情亦然淡去，主义仍如浩渺，人性却遭沦丧。

人性已泯，狗性依然，如太平洋的风。本回书，我们说第二只狗，忠犬八公。1925年5月，八公的主人上野因病猝然去世，然而八公犬并不懂人事，依然每天到涩谷站去等候主人的归来。直到最后死去。1935年3月，八公因患丝虫性象皮病而死亡。十年生死两茫茫，不思量，自难忘。所谓爱者，大抵如此。在这个小三流行的世界，什么样的人还珍视婚姻的责任和当初的誓言?

Android架构纵横谈之——软件自愈能力（二）

本回书我们要谈的是Zygote和SystemServer的生死与共，执子之手，与子偕老，Zygote和SystemServer用全部的生命来演绎这段忠贞的爱情，当死去时，与子成蝶，如果有来生，我们还在一起。

Zygote是Android系统的核心，受精卵的意思，Android framework大家族的祖先。她的妈贵姓呢？就是上回书里说的init。Zygote是Java世界的生产者，Android的女娲，她通过runSelectLoopMode()不断监听来自应用程序的透过ActivityManagerService的启动需求，并fork出相应的进程。而SystemServer是Android世界里的核心价值，SurfaceFlinger以及Java服务如PowerManagerService、 WindowManagerService、ActivityManagerService等都是他启动的，并成为他的一部分，他带的嗷嗷叫的兵，共同运行于SystemServer进程空间。可以说，SystemServer的崩溃基本意味着Android的Framework的崩溃。SystemServer是Android里兵马大元帅。基本上，在Android的世界里，能与SystemServer和Zygote彼此相配的，也就只有对方。那么SystemServer百战而死后，Zygote应该是万念俱灰,其实真地没有活着的必要。

在Android中，SystemServer是由 Zygote分叉出来的，相关代码位于dalvik/vm/native/dalvik_system_Zygote.c中：

static void Dalvik_dalvik_system_Zygote_forkSystemServer(
        const u4* args, JValue* pResult)
{
    pid_t pid;
    pid = forkAndSpecializeCommon(args, true);

    /* The zygote process checks whether the child process has died or not. */
    if (pid > 0) {
        int status;

        LOGI("System server process %d has been created", pid);
        gDvm.systemServerPid = pid;
        /* There is a slight window that the system server process has crashed
         * but it went unnoticed because we haven't published its pid yet. So
         * we recheck here just to make sure that all is well.
         */
        if (waitpid(pid, &status, WNOHANG) == pid) {
            LOGE("System server process %d has died. Restarting Zygote!", pid);
            kill(getpid(), SIGKILL);
        }
    }
    RETURN_INT(pid);
}

其中的forkAndSpecializeCommon()会fork出SystemServer，Zygote马上用waitpid(pid, &status,WNOHANG)等待SystemServer的死亡，注意其中的参数为WNOHANG，意思就是说等不等地到SystemServer退出，waitpid()都不会阻塞，如果发现SystemServer死了，它会无条件调用kill(getpid(), SIGKILL)殉情。这个瞬间的等待按照注释是为了防止很小的一段时间窗口里，真正等SystemServer死的代码还没注意到SystemServer的PID。SIGKILL牛就牛在是不能被忽略的信号，这点和CTRL+C对应的SIGINT不同。

有些同学就要问了，一个进程莫名其妙地kill掉了自己，有时候我们还强行用kill命令去杀死Linux的进程，这个时候它原本申请的内存什么的，不是泄露了吗？譬如我malloc了一些内存，你杀死我的时候我还没free，这些内存不是侧露了吗？我已经反复在各个公司演讲的时候说了，内存泄露分为两种境界，一个是人死了，钱还没花完，你malloc的内存还没释放进程就死了，我们说，这个问题在Linux不存在，进程是个资源封装的单位，进程挂的时候，资源会被内核释放掉的，死的时候还仅仅有个僵尸而已。第二个境界是，人活着，钱没了，这个问题才是Linux真正担心的，一个多线程的程序，运行过程中反复申请和释放内存，但是释放的与申请的不对应，就慢慢地吃内存，这个进程的内存消耗曲线振荡上升，直到耗尽内存。所以，在Linux世界里，我们不用担心人死了，钱还没花完的问题，党会帮我们处理的。我们要担心的是，人活着，钱没了的问题。

Android架构纵横谈之——软件自愈能力（二）

话说HTC Android手机号称的1秒快速启动，根据我们的跟踪就是关机时候杀进程，然后suspend，之后resume回来，由于前面进程都杀了，所以你看到个干净的桌面。所以，神马都是浮云啊。你收回了黄岩岛，油价还是要涨的，他们会说我们是花了钱收回来的。

废话少说，你刚才还说Zygote和SystemServer 生死与共，怎么就才等了一下呢？不是要负责一辈子的吗？我们回到forkAndSpecializeCommon()，继续挖掘：

static pid_t forkAndSpecializeCommon(const u4* args, bool isSystemServer)
{
   …

    setSignalHandler();

    dvmDumpLoaderStats("zygote");
    pid = fork();

    if (pid == 0) {
        int err;
        /* The child process */

        …
    }
    return pid;
}

其中的setSignalHandler()会设置SIGCHLD的信号处理函数，而这个信号处理函数就会判断是否SystemServer死了，如果是，就自杀殉情：

static void setSignalHandler()
{
    int err;
    struct sigaction sa;

    memset(&sa, 0, sizeof(sa));

    sa.sa_handler = sigchldHandler;

    err = sigaction (SIGCHLD, &sa, NULL);

    if (err < 0) {
        LOGW("Error setting SIGCHLD handler: %s", strerror(errno));
    }
}
static void sigchldHandler(int s)
{
    pid_t pid;
    int status;

    while ((pid = waitpid(-1, &status, WNOHANG)) > 0) {
        …
        /*
         * If the just-crashed process is the system_server, bring down zygote
         * so that it is restarted by init and system server will be restarted
         * from there.
         */
        if (pid == gDvm.systemServerPid) {
            LOG(LOG_INFO, ZYGOTE_LOG_TAG,
                "Exit zygote because system server (%d) has terminated\n",
                (int) pid);
            kill(getpid(), SIGKILL);
        }
    }

    …
}

当SystemServer死去，Zygote的花轿在它坟前路过，见Zygote走出轿来，脱去红装，一身素服，缓缓地走到坟前，跪下来放声大哭，霎时间风雨飘摇，雷声大作，“轰”的一声，坟墓裂开了，Zygote似乎又见到了SystemServer那温柔的面庞，她微笑着纵身跳了进去。接着又是一声巨响，坟墓合上了。这时风消云散，雨过天晴，各种野花在风中轻柔地摇曳，一对美丽的蝴蝶从坟头飞出来，在阳光下*地翩翩起舞。

当Zygote也死去，由于Zygote是有户口的，上回书中的第一只狗，肩负其使命，会重启Zygote，于是SystemServer也随Zygote重启，生生世世不分离。

Android架构纵横谈之——软件自愈能力（二）

这里要特别说明的是，当zygote死去的时候，上回书中的init中的wait_for_one_process()会透过给 “- zygote_pid”发SIGKILL，从而杀死Zygote对应的进程组，因此整个Java世界都宣告结束：

static int wait_for_one_process(int block)
{
    ...

    while ( (pid = waitpid(-1, &status, block ? 0 : WNOHANG)) == -1 && errno == EINTR );
    ...

    if (!(svc->flags & SVC_ONESHOT)) {
        kill(-pid, SIGKILL);
        NOTICE("process '%s' killing any children in process group\n", svc->name);
    }

   ...

}

由于几乎所有的Java应用都依赖于SystemServer中的service，如果SystemServer崩溃，Zygote不死并且不导致整个Java世界死亡，实际上系统没有任何办法把状态恢复到SystemServer崩溃之前的状态，那么各个apk所看到的SystemServer中各个service的状态也无法恢复，所以整个Java世界死亡并重启就成为唯一的选择。

本回书就说到这里，下回书我们说SystemServer的看门狗。欲知后事如何，请听下回分解。

谨以本回，献给全天下的有情人，愿有情人终成眷属。对金钱与物质的无限度的追求，让我们迷失了方向，而真正的幸福，是与你的爱人平凡的终生相守。

相思似海深，旧事如天远。
泪滴千千万万行，更使人、愁肠断。
要见无因见，拚了终难拚。
若是前生未有缘，待重结、来生愿。

——宋宝华

2楼calerysq昨天 18:32: zygote与SystemServer的生死与共着实令人感动，但有一点不太明白，其实zygote孵化出的还有其他一些进程，如一个普通apk进程，SystemServer只是他的明门正妻而已。zygote自己为SystemServer殉情，我想那些“小三”进程也没法活了，真够残忍啊，他为什么不在SystemServer死亡时保留自己的性命，采用魔法术将她起死回生呢？不知道android设计者是怎么想的，宋老师觉得呢？

1楼dhcai昨天 17:11: 希望楼主多出一些生动形象的android博文一直挺你

Android架构纵横谈之——软件自愈能力 （二）

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