Android SystemProperty
一 System Property
代碼中大量存在：SystemProperties.set()/SystemProperties.get()；通過這兩個接口可以對系統的屬性進行讀取/設定，
顧名思義系統屬性，肯定對整個系統全局共享。通常程式的執行以程序為機關各自互相獨立，如何實作全局共享呢？
SystemProperties是怎麼一回事，又是如何實作的呢？
屬性系統是android的一個重要特性。它作為一個服務運作，管理系統配置和狀态。所有這些配置和狀态都是屬性。
每個屬性是一個鍵值對（key/valuepair），其類型都是字元串。
這些屬性可能是有些資源的使用狀态，程序的執行狀态，系統的特有屬性……
可以通過指令adb shell ：
getprop檢視手機上所有屬性狀态值。
或者 getprop init.svc.bootanim制定檢視某個屬性狀态
使用setprop init.svc.bootanim start 設定某個屬性的狀态
特别屬性:
如果屬性名稱以“ro.”開頭，那麼這個屬性被視為隻讀屬性。一旦設定，屬性值不能改變。
如果屬性名稱以“persist.”開頭，當設定這個屬性時，其值也将寫入/data/property。
如果屬性名稱以“net.”開頭，當設定這個屬性時，“net.change”屬性将會自動設定，以加入到最後修改的屬性名。
（這是很巧妙的。netresolve子產品的使用這個屬性來追蹤在net.*屬性上的任何變化。）
屬性“ ctrl.start ”和“ ctrl.stop”是用來啟動和停止服務。每一項服務必須在/init.rc中定義.系統啟動時，與init守護
程序将解析init.rc和啟動屬性服務。一旦收到設定“ctrl.start ”屬性的請求，屬性服務将使用該屬性值作為服務
名找到該服務，啟動該服務。這項服務的啟動結果将會放入“init.svc.<服務名>“屬性中。用戶端應用程式可以輪詢那個屬性值，以确定結果。
二 framework通路系統服務流程
framework通過SystemProperties接口作業系統屬性，SystemProperties通過JNI調用通路系統屬性。
\frameworks\base\core\java\android\os\SystemProperties.java：
public class SystemProperties
{
//JNI
private static native String native_get(String key, String def);
private static native void native_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代碼位置：
\frameworks\base\core\jni\android_os_SystemProperties.cpp
擷取系統屬性阻塞方式：
static jstring SystemProperties_getSS()
{
len = property_get(key, buf, "");
}
操作在\bionic\libc\bionic\system_properties.c中：
int __system_property_get(const char *name, char *value)
{
//資料已經存儲在記憶體中__system_property_area__ 等待讀取完傳回
const prop_info *pi = __system_property_find(name);
return __system_property_read(pi, 0, value);
}
程序啟動後資料已經将系統屬性資料讀取到相應的共享記憶體中，儲存在全局變量__system_property_area__；
程序之間都是獨立的，系統屬性資料是如何讀取到目前程序空間中的呢？後續介紹。
設定屬性異步socket通信：
int __system_property_set(const char *key, const char *value)
{
msg.cmd = PROP_MSG_SETPROP;
strlcpy(msg.name, key, sizeof msg.name);
strlcpy(msg.value, value, sizeof msg.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, (struct sockaddr *) &addr, alen)
send(s, msg, sizeof(prop_msg), 0)
close(s);
}
通過socket向property_service發送消息，property_service運作在哪裡呢？
三 PropertyService建立服務端socket
init程序啟動監聽過程中：\system\core\init\Init.c
int main(int argc, char **argv)
{
//加入到action queue隊列
queue_builtin_action(property_service_init_action, "property_service_init");
for(;;)
//執行action queue隊列
//接收通過socket向property service 發送的資料;
nr = poll(ufds, fd_count, timeout);
……
handle_property_set_fd();
}
static int property_service_init_action(int nargs, char **args)
{
start_property_service();
}
\system\core\init\property_service.c：
void start_property_service(void)
{
//加載屬性配置檔案
load_properties_from_file(PROP_PATH_SYSTEM_BUILD);
load_properties_from_file(PROP_PATH_SYSTEM_DEFAULT);
load_properties_from_file(PROP_PATH_LOCAL_OVERRIDE);
load_persistent_properties();
//建立socket資源 并綁定
fd = create_socket(PROP_SERVICE_NAME, SOCK_STREAM, 0666, 0, 0);
//監聽
listen(fd, 8);
}
Property Service是運作在init守護程序中。
接收到消息之後幹什麼，還是要先弄清楚整個PropertyService是如何實作的呢，後續介紹。
先看看PropertyService接收到消息後的處理。
四 Property Service監聽socket處理
PropertyService監聽socket消息的處理過程：
void handle_property_set_fd()
{
//等待建立通信
s = accept(property_set_fd, (struct sockaddr *) &addr, &addr_size)
//擷取套接字相關資訊 uid gid
getsockopt(s, SOL_SOCKET, SO_PEERCRED, &cr, &cr_size);
//接收屬性設定請求消息
recv(s, &msg, sizeof(msg), 0);
//處理消息
switch(msg.cmd) {
case PROP_MSG_SETPROP:
//通過設定系統屬性 處理ctl.開頭消息
if(memcmp(msg.name,"ctl.",4) == 0)
{
//權限檢測
if (check_control_perms(msg.value, cr.uid, cr.gid))
{
handle_control_message((char*) msg.name + 4, (char*) msg.value);
}
} else
{
//更改系統屬性值
if (check_perms(msg.name, cr.uid, cr.gid))
{
property_set((char*) msg.name, (char*) msg.value);
}
}
break;
}
close(s);
}
通過設定系統屬性啟動/關閉Service：
權限判斷：
static int check_control_perms(const char *name, unsigned int uid,unsigned int gid)
{
// system/root使用者直接有權限
if (uid ==AID_SYSTEM || uid == AID_ROOT)
return 1;
//查詢使用者名單，判斷是否存在表中并具有對應權限
for (i = 0;control_perms[i].service; i++) {
if (strcmp(control_perms[i].service, name) == 0) {
if ((uid && control_perms[i].uid ==uid) ||
(gid && control_perms[i].gid ==gid)) {
return 1;
}
}
}
return0;
}
是以如果想要應用有權限啟動/關閉某NativeService：
需要具有system/root權限
找到對應應用uidgid，将應用名稱加入到control_perms清單中
處理消息 可以通過設定系統屬性 改變服務的執行狀态start/stop：
void handle_control_message(const char *msg, const char *arg)
{
if (!strcmp(msg,"start")) {
msg_start(arg);
} else if (!strcmp(msg,"stop")) {
msg_stop(arg);
} else if (!strcmp(msg,"restart")) {
msg_stop(arg);
msg_start(arg);
}
}
static void msg_start(const char *name)
{
service_start(svc, args);
}
void service_start(struct service *svc, const char *dynamic_args){
//建立程序啟動服務
pid = fork();
execve(svc->args[0], (char**) svc->args, (char**) ENV);
//修改服務的系統屬性 執行狀态
notify_service_state(svc->name, "running");
}
連着前面就是ctr.start和ctr.stop系統屬性：用來啟動和停止服務的。
例如：
// start bootanimation
property_set("ctl.start","bootanim");
在init.rc中表明服務是否在開機時啟動：
service adbd /sbin/adbd
class core
disabled //不自動啟動
啟動服務的時候會判斷：
static void service_start_if_not_disabled(struct service *svc)
{
//判斷是否啟動
if (!(svc->flags & SVC_DISABLED)) {
service_start(svc, NULL);
}
}
修改系統屬性值：
static int check_perms(const char *name, unsigned int uid, unsigned int gid)
{
//進行權限檢測
for (i = 0; property_perms[i].prefix; i++) {
int tmp;
if (strncmp(property_perms[i].prefix, name,
strlen(property_perms[i].prefix)) == 0) {
if ((uid && property_perms[i].uid == uid) ||
(gid && property_perms[i].gid == gid)) {
return 1;
}
}
}
return 0;
}
看這個修改系統屬性權限表：
property_perms[] = {
{ "net.dns", AID_RADIO, 0 },
{ "net.", AID_SYSTEM, 0 },
{ "dev.", AID_SYSTEM, 0 },
{ "runtime.", AID_SYSTEM, 0 },
{ "sys.", AID_SYSTEM, 0 },
{ "service.", AID_SYSTEM, 0 },
{ "persist.sys.", AID_SYSTEM, 0 },
{ "persist.service.", AID_SYSTEM, 0 },
……
{ NULL, 0, 0 }
};
指定了特定的使用者有用修改帶有某些字首的系統屬性值。
到這裡基本就是Property對外的基本工作流程，PropertyService内部具體如何實作，操作運作，
跨程序空想記憶體等問題仍未清除是如何處理的。
五 屬性系統設計
屬性系統的上層架構如下圖所示：
PropertyService運作在init程序中，開機從屬性檔案中加載到共享記憶體中；設定系統屬性通過socket與PropertyService通信。
PropertyConsumer程序将存儲系統屬性值的共享記憶體，加載到目前程序虛拟空間中，實作對系統屬性值的讀取。
Property Setter程序修改系統屬性，通過socket向PropertyService發送消息，更改系統屬性值。
六 屬性系統實作
屬性系統設計的關鍵就是：跨程序共享記憶體的實作。
下面将看看屬性系統實作具體過程：
Init程序執行：
int main(int argc, char **argv){
//将屬性系統初始化函數加入action queue
queue_builtin_action(property_init_action, "property_init");
for(;;)
}
static int property_init_action(int nargs, char **args)
{
property_init(load_defaults);
}
初始化PropertyService：
\system\core\init\property_service.c
void property_init(bool load_defaults)
{
//初始化共享記憶體空間
init_property_area();
//加載屬性檔案
load_properties_from_file(PROP_PATH_RAMDISK_DEFAULT);
}
初始化共享記憶體空間：
static int init_property_area(void)
{
//建立匿名記憶體空間PA_SIZE = 32768
init_workspace(&pa_workspace, PA_SIZE)
//将記憶體區域分成兩部分：屬性系統基本資訊和屬性鍵值對
pa_info_array = (void*) (((char*) pa_workspace.data) + PA_INFO_START);
//初始化屬性系統資訊
pa = pa_workspace.data;
memset(pa, 0, PA_SIZE);
pa->magic = PROP_AREA_MAGIC;
pa->version = PROP_AREA_VERSION;
__system_property_area__ = pa;
}
__system_property_area__：
每個程序都會使用此變量，指向系統屬性共享記憶體區域，通路系統屬性，很重要。
位于：\bionic\libc\bionic\system_properties.c中，屬于bionic庫。後面将介紹各程序如何加載共享記憶體。
将檔案作為共享記憶體映射到程序空間記憶體使用：
static int init_workspace(workspace *w, size_t size)
{
//dev is a tmpfs是一種虛拟記憶體檔案系統
int fd = open("/dev/__properties__", O_RDWR | O_CREAT, 0600);
//将檔案映射為共享程序空間記憶體 使其可以與操作記憶體方式一緻
void *data = mmap(NULL, size, PROT_READ | PROT_WRITE,
MAP_SHARED, fd, 0);
close(fd);
//删除檔案
fd = open("/dev/__properties__", O_RDONLY);
unlink("/dev/__properties__");
//儲存fd size 将作為環境變量傳遞給每個程序
w->data = data; w->size = size; w->fd = fd;
}
加載系統屬性預設資料檔案：
#define PROP_PATH_RAMDISK_DEFAULT "/default.prop"
static void load_properties_from_file(const char *fn)
{
//讀取系統屬性鍵值對資料寫入到共享記憶體中
data = read_file(fn, &sz);
load_properties(data);
}
加上上面所述：Property ServiceSocket資源的建立，來監聽socket通信連接配接設定系統屬性，
在Init程序中PropertyService完成了初始化。
将得到該記憶體區域資料結構：
七 程序共享系統屬性記憶體空間實作
PropertyService運作于init程序中，将檔案映射為建立一塊共享記憶體空間，但在整個系統中，
其他程序也能夠讀取這塊記憶體映射到目前程序空間中，是如何實作的呢？
Service程序啟動：将共享記憶體空間fd size作為環境變量傳遞給新建立程序
void service_start(struct service *svc, const char *dynamic_args)
{
//建立程序
pid = fork();
if (pid == 0) {
if (properties_inited()) {
//擷取系統屬性空間檔案描述
get_property_workspace(&fd, &sz);
//dup最小的可用檔案描述符
sprintf(tmp, "%d,%d", dup(fd), sz);
//加入ANDROID_PROPERTY_WORKSPACE環境變量到ENV
//包含共享記憶體fd
add_environment("ANDROID_PROPERTY_WORKSPACE", tmp);
}
//執行程式 傳遞環境變量ENV
execve(svc->args[0], (char**) svc->args, (char**) ENV)
//設定Service系統屬性
notify_service_state(svc->name, "running");
}
}
void get_property_workspace(int *fd, int *sz)
{
*fd = pa_workspace.fd;
*sz = pa_workspace.size;
}void service_start(struct service *svc, const char *dynamic_args)
{
//建立程序
pid = fork();
if (pid == 0) {
if (properties_inited()) {
//擷取系統屬性空間檔案描述
get_property_workspace(&fd, &sz);
//dup最小的可用檔案描述符
sprintf(tmp, "%d,%d", dup(fd), sz);
//加入ANDROID_PROPERTY_WORKSPACE環境變量到ENV
//包含共享記憶體fd
add_environment("ANDROID_PROPERTY_WORKSPACE", tmp);
}
//執行程式 傳遞環境變量ENV
execve(svc->args[0], (char**) svc->args, (char**) ENV)
//設定Service系統屬性
notify_service_state(svc->name, "running");
}
}
void get_property_workspace(int *fd, int *sz)
{
*fd = pa_workspace.fd;
*sz = pa_workspace.size;
}
共享記憶體空間fdsize作為環境變量傳遞給新建立程序後，将在何處使用呢？
将系統屬性記憶體空間映射到目前程序虛拟空間：
程序在啟動時，會加載動态庫bioniclibc庫：
\bionic\libc\bionic\libc_init_dynamic.c中：
void__attribute__((constructor))__libc_preinit(void);
根據GCC的constructor/destructor屬性：
給一個函數賦予constructor或destructor，其中constructor在main開始運作之前被調用，
destructor在main函數結束後被調用。如果有多個constructor或destructor，可以給每個constructor
或destructor賦予優先級，對于constructor，優先級數值越小，運作越早。destructor則相反。
多個constructor需要加優先級：
__attribute__((constructor(1))) void func1()
{
printf("in constructor of foo\n");
}
__attribute__((constructor(2))) void func2()
{
printf("in constructor of foo1\n");
}
__attribute__((destructor)) void bar()
{
printf("in constructor of bar\n");
}
__libc_preinit在bioniclibc庫加載的時候會被調用：
void __libc_preinit(void)
{
__libc_init_common(elfdata);
}
void __libc_init_common(uintptr_t *elfdata)
{
__system_properties_init();
}
int __system_properties_init(void)
{
prop_area *pa; int s, fd; unsigned sz; char *env;
//擷取環境變量ANDROID_PROPERTY_WORKSPACE
//與上面init程序中設定對應
env = getenv("ANDROID_PROPERTY_WORKSPACE");
//共享記憶體檔案描述符 記憶體大小
fd = atoi(env);
sz = atoi(env + 1);
//将檔案描述符映射到目前程序虛拟空間記憶體，實作共享記憶體
pa = mmap(0, sz, PROT_READ, MAP_SHARED, fd, 0);
//全局變量指向共享系統屬性記憶體首位址
__system_property_area__ = pa;
}
這就是整個SystemProperty的通路互動和實作過程，具體請參考源碼。
參考文檔：
http://blog.chinaunix.net/uid-20459533-id-3168973.html
http://www.cnblogs.com/simonshi/archive/2010/04/08/1707516.html
http://blog.csdn.net/zhangchiytu/article/details/7539101
![與專家面對面：Android開發入門問與答[圖]](data:image/gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAP///wAAACwAAAAAAQABAAACAkQBADs=)