提问
最近在看Android系统源码,发现在源码中有大量的方法内有Binder.clearCallingIdentity和.Binder.restoreCallingIdentity(),并且成对出现。 查资料说,大家都说是用于权限控制,不是很明白具体原理,有大牛能详细解释下吗?
一、源码分析
(1)clearCallingIdentity方法,最终调用如下:
int64_t IPCThreadState::clearCallingIdentity()
{
int64_t token = ((int64_t)mCallingUid<<32) | mCallingPid;
clearCaller();
return token;
}
void IPCThreadState::clearCaller()
{
mCallingPid = getpid(); //当前进程pid赋值给mCallingPid
mCallingUid = getuid(); //当前进程uid赋值给mCallingUid
}
- mCallingUid(记为UID),保存Binder IPC通信的调用方进程的Uid;
- mCallingPid(记为PID),保存Binder IPC通信的调用方进程的Pid;
UID和PID是IPCThreadState的成员变量, 都是32位的int型数据,通过移位操作,将UID和PID的信息保存到token,其中高32位保存UID,低32位保存PID。然后调用clearCaller()方法将当前本地进程pid和uid分别赋值给PID和UID,最后返回token。
一句话总结:clearCallingIdentity作用是清空远程调用端的uid和pid,用当前本地进程的uid和pid替代;
(2)restoreCallingIdentity方法,最终调用如下:
void IPCThreadState::restoreCallingIdentity(int64_t token)
{
mCallingUid = (int)(token>>32);
mCallingPid = (int)token;
}
从token中解析出PID和UID,并赋值给相应的变量。该方法正好是clearCallingIdentity的反过程。
一句话总结:restoreCallingIdentity作用是恢复远程调用端的uid和pid信息,正好是clearCallingIdentity
的反过程;
到此,应该明白了从代码角度是如何实现的。
(3) 源码示例
上述过程主要在system_server进程的各个线程中比较常见(普通的app应用很少出现),比如system_server进程中的ActivityManagerService子线程,代码如下:
[–>ActivityManagerService.java]
@Override
public final void attachApplication(IApplicationThread thread) {
synchronized (this) {
//获取远程Binder调用端的pid
int callingPid = Binder.getCallingPid();
//清除远程Binder调用端uid和pid信息,并保存到origId变量
final long origId = Binder.clearCallingIdentity();
attachApplicationLocked(thread, callingPid);
//通过origId变量,还原远程Binder调用端的uid和pid信息
Binder.restoreCallingIdentity(origId);
}
}
文章startService中有讲到attachApplication()的调用。该方法一般是system_server进程的子线程调用远程进程时使用,而attachApplicationLocked方法则是在同一个线程中,故需要在调用该方法前清空远程调用者的uid和pid,调用结束后恢复远程调用者的uid和pid。
二、场景分析
场景1:首先线程A通过Binder远程调用线程B,然后线程B通过Binder调用当前线程的另一个service或者activity之类的组件
分析:
- 线程A通过Binder远程调用线程B:则线程B的IPCThreadState中的mCallingUid和mCallingPid保存的就是线程A的UID和PID。这时在线程B中调用Binder.getCallingPid()和Binder.getCallingUid()方法便可获取线程A的UID和PID,然后利用UID和PID进行权限比对,判断线程A是否有权限调用线程B的某个方法。
- 线程B通过Binder调用当前线程的某个组件:此时线程B是线程B某个组件的调用端,则mCallingUid和mCallingPid应该保存当前线程B的PID和UID,故需要调用clearCallingIdentity()方法完成这个功能。当线程B调用完某个组件,由于线程B仍然处于线程A的被调用端,因此mCallingUid和mCallingPid需要恢复成线程A的UID和PID,这是调用restoreCallingIdentity()即可完成。
一句话:图中过程2(调用组件2开始之前)执行clearCallingIdentity(),过程3(调用组件2结束之后)执行restoreCallingIdentity()。
二、类比分析
看完场景分析,估计还有不少朋友感到迷惑,为何需要这两个方法来多此一举,直接检测最初调用端的权限不就行了吗?为了更加形象明了地说明其用途,下面用一个生活中的场景来类比说明。
场景:假如你的朋友请你帮忙,给她(他)到你的公司以内部价购买公司的某个产品。
分析:这个过程分为两个阶段
- 第一阶段:你的朋友请你帮忙的过程,这个过程并不一定所有朋友都会帮的,这时就需要一个权限检测,那么在你的朋友”远程调用”你执行任务时,你会记录他的”Identity”信息(比如是性别),有了信息那么就可以权限检测,不妨令权限规则是如果这个朋友是女性则答应帮忙,否则就认定权限不够拒绝执行(可能黑客会想到先去一趟泰国,权限控制可能相应需要打补丁了),若答应帮忙则进入第二阶段,否则直接返回。
- 第二阶段:你向自己所在公司的相关部门内购产品的过程,这个过程也并不是所有人都能权限能够内购的,只有自己公司的员工才行,否则你的朋友也不会找你帮忙了。 这个过程同样需要权限检测,但是”Identity”保存的是性别女的信息,公司内购产品如果也以性别来判断,那岂不是公司的所有男员工没有权限内购,那这公司就有点太坑了,这明显不符合实情。 clearCallingIdentity()是时候该登场了,在第二阶段开始之前,先执行clearCallingIdentity()过程,也就是把”Identity”信息清空,替换为你的信息(比如员工编码ITCode之类的),那公司相关部门通过ITCode就可以直接判断是否允许内购某产品。当第二阶段完成后,也就是你已经购买到了公司产品,这时你需要将产品交付给你的朋友,需要restoreCallingIdentity,恢复”Identity”为女的信息,这样就该顺便交付给你的女朋友。如果不恢复信息,还是原来的ITCode,你交付的朋友可能是男的,另有其人,这样就不科学了。
相信到此,大都能明白这两个方法的作用,缺一不可,而且要成对出现。
作者:Gityuan
链接:https://www.zhihu.com/question/41003297/answer/89328987
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