Android App Daemon

23 March 2015

项目地址:Android App Daemon

  一直没空把App Daemon的原理整理一下,见不少人在问原理,我这里就把整个流程大概的说一下。   关于进程守护,从接触Android没多久就一直想实现,网上给出的方案也是各种各样,有双服务方式,有利用系统定时器方式的等等等等,但我都有过尝试,最终都没有达到自己想要的结果。后来想到自己以前在搞linux的时候用到子进程来处理一些任务,而Android正是基于linux的,觉得这样的话应该是可行的。最初直接在JNI的c代码中fork出一个子进程出来,然后在子进程中加一个while(1),再在while中sleep并打开一个指定的service,这样一个最简单的守护完成了。但是后来测试发现,虽然能实现功能,不过使用adb shell查看进程(命令: ps | grep com.coolerfall….),发现fork出来的进程的VSIZE(进程虚拟地址空间大小)和RSS(进程正在使用的物理内存的大小)都很大,而且UI线程有时候会出现莫名其妙的问题,于是进程守护也就暂时放下了。   后来由于项目需求,又不得不开始折腾进程守护。一次在看开源项目afwall(android上的流量防火墙),发现其中的命令是直接使用linux命令行的方式在执行的,这才想起linux可以直接编译一个可执行的二进制文件,然后在命令行中直接执行。看了看Android.mk的文档,加入include $(BUILD_EXECUTABLE)可以让c文件编译成在Android上运行的二进制文件,最后把以前的代码直接拿过来,一切OK了。

原理分析:

int main(int argc, char *argv[])
{
	int i;
	pid_t pid;

	if ((pid = fork()) < 0)
	{
	    exit(EXIT_SUCCESS);
	}
	else if (pid == 0)
	{
		/* child process become session leader */
		setsid();
		/* change work directory */
		chdir("/");

		for (i = 0; i < 3; i ++)
		{
			close(i);
		}
		
		while(1)
		{
			sleep(interval);

			LOGD(LOG_TAG, "check the service once");

			/* start service */
			start_service(package_name, service_name);
		}
	}
	else
	{
		/* parent process, do nothing */
	}
}

由于要在shell中直接执行,因此这里使用int main(int argc, char *argv[]),让可执行文件有入口。frok出子进程之后,让子进程成为新的会话的领头进程,并与其父进程的会话组和进程组脱离,紧接着就是在子进程中定时去启动服务,这样一个简单的进程守护就OK了。 其中start_service为启动一个Service:

/* start daemon service */
static void start_service(char *package_name, char *service_name)
{
	/* get the sdk version */
	int version = get_version();

	pid_t pid;

	if ((pid = fork()) < 0)
	{
		exit(EXIT_SUCCESS);
	}
	else if (pid == 0)
	{
		if (package_name == NULL || service_name == NULL)
		{
			LOGE(LOG_TAG, "package name or service name is null");
			return;
		}

		char *p_name = str_stitching(package_name, "/");
		char *s_name = str_stitching(p_name, service_name);
		LOGD(LOG_TAG, "service: %s", s_name);

		if (version >= 17 || version == 0)
		{
			int ret = execlp("am", "am", "startservice",
						"--user", "0", "-n", s_name, (char *) NULL);
			LOGD(LOG_TAG, "result %d", ret);
		}
		else
		{
			execlp("am", "am", "startservice", "-n", s_name, (char *) NULL);
		}

		LOGD(LOG_TAG , "exit start-service child process");
		exit(EXIT_SUCCESS);
	}
	else
	{
		waitpid(pid, NULL, 0);
	}
}

这里说明下:execlp执行后,如果没有错误则不返回,有错时才有返回值,因此又fork了一个子进程,然后在子进程中启动指定的Service。其次是Android SDK版本小于17的执行命令有所不同,17及以上命令为:execlp("am", "am", "startservice", "--user", "0", "-n", s_name, (char *) NULL), 17以下:execlp("am", "am", "startservice", "-n", s_name, (char *) NULL)。获取version比较简单:

#include <sys/system_properties.h>

/**
 * Get the version of current SDK.
 */
int get_version()
{
	char value[8] = "";
    __system_property_get("ro.build.version.sdk", value);

    return atoi(value);
}

由于编译出来的是可执行的二进制文件,所以调用就不像so库那样了。需要将可执行文件放在assets中,并在执行的时候将其copy至/data/data/packagename/app_bin文件夹下,然后在java中这样调用:

String cmd = "/data/data/<packagename>/app_bin/daemon"
Runtime.getRuntime().exec(cmd);


进程守护大致的原理就是这样了,只要搞清楚了原理,其实是进程守护并不复杂。
ps: 并不是所有手机都能用此方法实现进程守护,有的手机(如小米),自带清理进程会清理掉应用相关的所有进程。5.x以上可参考MarsDaemon.