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OpenHarmony ArkUI - ets_runtime啟動(dòng)流程源碼解讀

作者：張志成
系統(tǒng) OpenHarmony
本文基于OpenHarmony源碼梳理應(yīng)用的啟動(dòng)過(guò)程，介紹Appspawn/ability_runtime/ace_engine/ets_runtime等重要模塊的初始化流程，以及它們之間的相互關(guān)系。

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前言

本文基于OpenHarmony源碼梳理應(yīng)用的啟動(dòng)過(guò)程，介紹appspawn/ability_runtime/ace_engine/ets_runtime等重要模塊的初始化流程，以及它們之間的相互關(guān)系。

不同形態(tài)的hap應(yīng)用在具體細(xì)節(jié)上會(huì)有一些差異，但整體的流程上是一致的。本文基于OpenHarmoney 3.2標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng) FA模式的ets應(yīng)用進(jìn)行闡述。

1、應(yīng)用啟動(dòng)整體流程

查看各個(gè)進(jìn)程的父子關(guān)系可知，OpenHarmony的系統(tǒng)應(yīng)用和用戶應(yīng)用進(jìn)程，都是由應(yīng)用孵化器(appspawn)拉起的。

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應(yīng)用啟動(dòng)的整理流程如下圖所示：

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說(shuō)明： 應(yīng)用啟動(dòng)時(shí)，appspawn進(jìn)程會(huì)fork出一個(gè)應(yīng)用子進(jìn)程，創(chuàng)建AceAbility實(shí)現(xiàn)類和AceContainer。AceContainer初始化過(guò)程中會(huì)在JS線程中創(chuàng)建JS運(yùn)行環(huán)境，包括JsEngine、NativeEngin、ArkJSRuntime、JSThread、EcmaVM等重要組件。

2、啟動(dòng)流程詳解

（1）appspawn 創(chuàng)建應(yīng)用進(jìn)程

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應(yīng)用日志：

08-05 17:58:11.955 255-255/appspawn I C02c11/APPSPAWN: [appspawn_service.c:408]child process com.example.myapplication success pid 2345

關(guān)鍵代碼流程：

// base\startup\appspawn\standard\appspawn_service.c
APPSPAWN_STATIC void OnReceiveRequest(const TaskHandle taskHandle, const uint8_t *buffer, uint32_t buffLen)
    AppSpawnProcessMsg(sandboxArg, &appProperty->pid);
    // base/startup/appspawn/common/appspawn_server.c
    int AppSpawnProcessMsg(AppSandboxArg *sandbox, pid_t *childPid)
        if (client->cloneFlags & CLONE_NEWPID) {
            pid = clone(AppSpawnChild, childStack + SANDBOX_STACK_SIZE, client->cloneFlags | SIGCHLD, (void *)sandbox);
        pid = fork();  // fork出應(yīng)用進(jìn)程
        *childPid = pid;
        if (pid == 0) { // 子進(jìn)程流程執(zhí)行
            AppSpawnChild((void *)sandbox);
            int AppSpawnChild(void *arg)
                struct AppSpawnContent_ *content = sandbox->content;
                DoStartApp(content, client, content->longProcName, content->longProcNameLen);
                    // notify success to father process and start app process
                    NotifyResToParent(content, client, 0);
                content->runChildProcessor(content, client); // 進(jìn)入應(yīng)用主線程 （ability_runtime 的 MainThread）
        }

（2）應(yīng)用主線程初始化Ability

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應(yīng)用的整體狀態(tài)流轉(zhuǎn)是由Ability實(shí)例對(duì)象來(lái)控制完成的。因此應(yīng)用進(jìn)程拉起時(shí)，會(huì)先創(chuàng)建出Ability。不同的應(yīng)用模型在這里會(huì)創(chuàng)建不同的實(shí)例類型：

// foundation\ability\ability_runtime\frameworks\native\ability\native\ability_impl_factory.cpp
// AbilityImplFactory::MakeAbilityImplObject() 方法：
switch (info->type) {
        case AppExecFwk::AbilityType::PAGE:
            if (info->isStageBasedModel) {
                abilityImpl = std::make_shared<NewAbilityImpl>();
            } else {
                abilityImpl = std::make_shared<PageAbilityImpl>();
            }
            break;
        case AppExecFwk::AbilityType::SERVICE:
            abilityImpl = std::make_shared<ServiceAbilityImpl>();
            break;
        case AppExecFwk::AbilityType::DATA:
            abilityImpl = std::make_shared<DataAbilityImpl>();
            break;

AbilityImpl實(shí)例創(chuàng)建后，應(yīng)用開(kāi)始進(jìn)入Start狀態(tài)，觸發(fā)AceAbility::OnStart()回調(diào)。在該回調(diào)中，會(huì)創(chuàng)建JS運(yùn)行環(huán)境。

（3）AceContainer初始化

AceContainer初始化可分為兩個(gè)階段:

第一個(gè)階段創(chuàng)建JS運(yùn)行時(shí)環(huán)境(js_engine, native_engine, ets_runtime)；

第二個(gè)階段調(diào)度js_engine開(kāi)始讀取js字節(jié)碼文件(xxx.abc)

階段一：創(chuàng)建JS運(yùn)行時(shí)環(huán)境

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這里的代碼流程比較長(zhǎng)… 具體調(diào)用過(guò)程見(jiàn)上圖說(shuō)明。講幾個(gè)主要的點(diǎn)：

  1. AceContianer初始化時(shí)會(huì)創(chuàng)建一個(gè)任務(wù)執(zhí)行線程 FlutterTaskExecutor，這就是后續(xù)js代碼的執(zhí)行線程。 應(yīng)用主線程把需要在js線程中執(zhí)行的代碼包裝成task，放到FlutterTaskExecutor中去執(zhí)行。
  2. 創(chuàng)建Js引擎時(shí)可以選擇不同的引擎類型，這是在源碼編譯階段由宏開(kāi)關(guān)控制的。
    \foundation\arkui\ace_engine\frameworks\bridge\declarative_frontend\engine\declarative_engine_loader.cpp
RefPtr<JsEngine> DeclarativeEngineLoader::CreateJsEngine(int32_t instanceId) const
{
#ifdef USE_V8_ENGINE
    return AceType::MakeRefPtr<V8DeclarativeEngine>(instanceId);
#endif

#ifdef USE_QUICKJS_ENGINE
    return AceType::MakeRefPtr<QJSDeclarativeEngine>(instanceId);
#endif

#ifdef USE_ARK_ENGINE
    return AceType::MakeRefPtr<JsiDeclarativeEngine>(instanceId);
#endif
}

宏開(kāi)關(guān)在如下配置文件中定義：

foundation/arkui/ace_engine/adapter/ohos/build/config.gni。

engine_defines = [ "USE_ARK_ENGINE" ]
  1. ArkNativeEngine初始化時(shí)創(chuàng)建了NAPI層的各個(gè)重要組件（moduleManager, scopeManager, referenceManager, loop…）
  2. ArkNativeEngine向js運(yùn)行環(huán)境中注冊(cè)了一個(gè)"requireNapi()"方法，該方法是js應(yīng)用import各種NAPI庫(kù)的入口。
    js代碼中的"import xxxx"在hap包編譯階段會(huì)改寫為“requireNapi(xxx)”，當(dāng)這行代碼被js引擎解釋執(zhí)行時(shí)，即會(huì)調(diào)用到 ArkNativeEngine 中注冊(cè)的requireNapi c++實(shí)現(xiàn)代碼，通過(guò)NAPI的ModuleManager 模塊完成 xxxNAPI模塊lib庫(kù)的加載。

階段二：讀取并執(zhí)行js字節(jié)碼文件

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在 AceContainer::RunPage() 流程中，會(huì)依次創(chuàng)建兩個(gè)js線程的task， 分別讀取 app.abc和index.abc文件。

細(xì)節(jié)1： JsiDeclarativeEngine::LoadJs()方法中是根據(jù)傳入的*.js文件名去讀取對(duì)應(yīng)的*.abc

// foundation\arkui\ace_engine\frameworks\bridge\declarative_frontend\engine\jsi\jsi_declarative_engine.cpp
void JsiDeclarativeEngine::LoadJs(const std::string& url, const RefPtr<JsAcePage>& page, bool isMainPage)
  ...
  const char js_ext[] = ".js";
  const char bin_ext[] = ".abc";
  auto pos = url.rfind(js_ext);
  std::string urlName = url.substr(0, pos) + bin_ext; // 將文件名 xxx.js 替換成 xxx.abc

細(xì)節(jié)2：EcmaVM::InvokeEcmaEntrypoint() 方法中會(huì)執(zhí)行index.abc中的入口函數(shù)func_main_0， 該函數(shù)在原始的index.js文件中并沒(méi)有，是hap包編譯后生成在index.abc文件中的。

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