android进程间通信之System Property

作者: android之子 | 来源:发表于2017-10-17 18:47 被阅读115次

    android进程间通信一般用到三种:

    1.system property 系统属性,可以对整个系统全局共享,所以可以达到进程间共享的目的

    2.socket通信,很多framework 框架层与system之间通信用这个,比如vold与mountservice、NetworkManagementService与netd、NsdService与netd。系统framework 框架层有实现了NativeDaemonConnector供大家调用。

    3.AIDL、鼎鼎大名的AIDL,Android Interface definition language的缩写,是android最常用的进程间通信方式,从android 系统中可以找到很多这样的例子。他的优点很多,比如可定义接口,只要按照标准,可以很容易的用自定义接口实现进程间通信,传输参数不受限制,这是上面两种不具备的优势。

    当然肯定很多朋友会说还有广播啊,广播也能实现进程间的通信,但是他只能局限在框架层和应用。无法与中间件实现广播通信。

    1.属性键值对

    今天我们介绍第一种,最简单也很实用的进程间通信方式。这些属性可能是有些资源的使用状态,进程的执行状态,系统的特有属性。。。

    属性系统是android的一个重要特性。每个属性是一个键值对(key/value pair),其类型都是字符串。但给它的缺点也很明显,只能传输简单的参数。

    可以通过命令adb shell :

    getprop查看android设备上所有属性状态值。或者使用setprop设置某个属性的状态。

    特别属性 :

    如果属性名称以“ro.”开头,那么这个属性被视为只读属性。一旦设置,属性值不能改变。

    如果属性名称以“persist.”开头,当设置这个属性时,其值也将写入/data/property。

    如果属性名称以“net.”开头,当设置这个属性时,“net.change”属性将会自动设置,以加入到最后修改的属性名。

    (这是很巧妙的。 netresolve模块的使用这个属性来追踪在net.*属性上的任何变化。)

    属性“ ctrl.start ”“ ctrl.stop ”是用来启动和停止服务。每一项服务必须在/init.rc中定义.系统启动时,与init守护进程将解析init.rc和启动属性服务。一旦收到设置“ ctrl.start ”属性的请求,属性服务将使用该属性值作为服务名找到该服务,启动该服务。这项服务的启动结果将会放入“ init.svc.<服务名>“属性中。客户端应用程序可以轮询那个属性值,以确定结果。开机动画就是这么实现的。

    2.framework访问系统 属性

    framework通过SystemProperties接口操作系统属性,所以在java层大家都可以使用该类来获取或者设置系统属性。SystemProperties通过JNI调用访问系统属性。

    代码路径frameworks\base\core\java\android\os\ SystemProperties.java:

    public class SystemProperties {

    //JNI

    private static native String native_get(String key, String def);

    privatestaticnativevoidnative_set(String key, String def);

    public static String get(String key, String def) {

     return native_get(key, def); 

    }

    public static void set(String key, String val) {

     native_set(key, val); 

    }

    Jni代码位置:

    \frameworks\base\core\jni\android_os_SystemProperties.cpp

    实现是在\bionic\libc\bionic\system_properties.c中:

    int __system_property_get(constchar*name,char*value) {

    //数据已经存储在内存中__system_property_area__ 等待读取完返回

    const prop_info *pi = __system_property_find(name);

    return __system_property_read(pi,0, value); 

    }

    进程启动后数据已经将系统属性数据读取到相应的共享内存中,保存在全局变量__system_property_area__;

    进程之间都是独立的,系统属性数据是如何读取到当前进程空间中的呢?后续介绍。

    设置属性异步socket通信:

    int __system_property_set(constchar*key,constchar*value) {

       msg.cmd = PROP_MSG_SETPROP; 

      strlcpy(msg.name, key,sizeofmsg.name); 

      strlcpy(msg.value, value,sizeofmsg.value); 

      err = send_prop_msg(&msg);

     }

    static int send_prop_msg(prop_msg *msg) {

       //sokcet 通信 /dev/socket/property_service

       s = socket(AF_LOCAL, SOCK_STREAM,0); 

       connect(s, (structsockaddr *) &addr, alen) 

       send(s, msg,sizeof(prop_msg),0)

        close(s);

    }

    通过socket向property_service发送消息,property_service运行在哪里呢?

    3.Property Service创建服务端socket

    Property Service在init进程中,init进程启动监听过程中:\system\core\init\Init.c

    init property code

    Property Service 是运行在init守护进程中。

    先看看Property Service接收到消息后的处理。

    4. Property Service 监听socket处理

    Property Service监听socket消息的处理过程:

    通过设置系统属性启动/关闭Service

    权限判断:

    所以如果想要应用有权限启动/关闭某Native Service:

    需要具有system/root权限,找到对应应用uid gid,将应用名称加入到control_perms列表中

    处理消息 可以通过设置系统属性 改变服务的执行状态 start/stop:

    连着前面就是ctr.start和ctr.stop系统属性:用来启动和停止服务的。

    例如:

    // start boot animation

    property_set("ctl.start", "bootanim");

    在init.rc中表明服务是否在开机时启动:

    service adbd /sbin/adbd

    classcore

    disabled//不自动启动

    启动服务的时候会判断:

    修改系统属性值:

    看这个修改系统属性权限表,配置系统权限可以查看system/core/include/private/android_filesystem_config.h:

    指定了特定的用户有用修改 带有某些前缀的系统属性值。

    到这里基本就是Property对外的基本工作流程,Property Service内部具体如何实现,操作运行,

    跨进程空想内存等问题仍未清除是如何处理的。

    5. 属性系统设计

    Property Service运行在init进程中,开机从属性文件中加载到共享内存中;设置系统属性通过socket与Property Service通信。

    Property Consumer进程将存储系统属性值的共享内存,加载到当前进程虚拟空间中,实现对系统属性值的读取。

    Property Setter进程修改系统属性,通过socket向Property Service发送消息,更改系统属性值。

    6. 属性系统实现

    属性系统设计的关键就是:跨进程共享内存的实现。

    下面将看看属性系统实现具体过程:

    Init进程执行:

    初始化Property Service\system\core\init\property_service.c

    初始化共享内存空间:

    __system_property_area__

    每个进程都会使用此变量,指向系统属性共享内存区域,访问系统属性,很重要。

    位于:\bionic\libc\bionic\system_properties.c中,属于bionic库。后面将介绍各进程如何加载共享内存。

    将文件作为共享内存映射到进程空间内存使用:

    加载系统属性默认数据文件:

    加上上面所述:Property Service Socket资源的创建,来监听socket通信连接设置系统属性,

    在Init进程中Property Service完成了初始化。

    将得到该内存区域数据结构:

    7. 进程共享系统属性内存空间实现

    Property Service运行于init进程中,将文件映射为创建一块共享内存空间,但在整个系统中,

    其他进程也能够读取这块内存映射到当前进程空间中,是如何实现的呢?

    Service进程启动:将共享内存空间fd size作为环境变量传递给新创建进程

    共享内存空间fd size作为环境变量传递给新创建进程后,将在何处使用呢?

    将系统属性内存空间映射到当前进程虚拟空间:

    进程在启动时,会加载动态库bionic libc库:

    \bionic\libc\bionic\libc_init_dynamic.c中:

    void __attribute__((constructor)) __libc_preinit(void);

    根据GCCconstructor/destructor属性:

    给一个函数赋予constructor或destructor,其中constructor在main开始运行之前被调用,

    destructor在main函数结束后被调用。如果有多个constructor或destructor,可以给每个constructor

    或destructor赋予优先级,对于constructor,优先级数值越小,运行越早。destructor则相反。

    多个constructor需要加优先级:

    __libc_preinitbionic libc库加载的时候会被调用:

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