Android 系统（268）---native保活5.0以下方案推演过程以及代码详述
Android 进程常驻（3）----native保活5.0以下方案推演过程以及代码详述
这是一个轻量级的库，配置几行代码，就可以实现在android上实现进程常驻，也就是在系统强杀下，以及360获取root权限下，clean master获取root权限下都无法杀死进程
支持系统2.3到6.0
支持大部分设备，包括三星，华为，oppo，nexus，魅族等等
可以简单对开机广播进行保护
github地址：
https://github.com/Marswin/MarsDaemon
原理分析：
Android 进程常驻（0）----MarsDaemon使用说明
Android 进程常驻（1）----开篇
Android 进程常驻（2）----细数利用android系统机制的保活手段
Android 进程常驻（3）----native保活5.0以下方案推演过程以及代码详述
Android 进程常驻（4）----native保活5.0以上方案推演过程以及代码详述
Android 进程常驻（5）----开机广播的简单守护以及总结
正文：
今天继续昨天，一鼓作气，争取这个礼拜全部写完。
上一篇文章留了一个别人的github链接，他里面的native保活实现方案也是大多数公司采用的方案。
我们先来讲一下他的方案。
他是首先开启一个c进程，将需要保活的service名字传递进去
然后定时给自己主进程发一个intent，如果主进程挂掉了，就可以顺利拉起来保证存活。
所以他只是一个没有主动权的消息轮询器，说是守护其实很勉强
而且，这是要建立在保证c进程不挂的基础上，才能轮询，但是就目前来看，只有5.0以下的非国产机才会有这样的漏洞。也就是说在force close的时候，系统忽略c进程的存在，5.0以上包括5.0的哪怕源生系统也会连同c进程一起清理掉，国产机就更不用说了。就算是这样，在5.0以下的非国产机上，如果安装了获取root权限的360\cm的话，也是可以直接清理掉，也就是说会失效。
而且他不但不算守护，而且还是单向的，也就是说只能a保b，b保不了a；a保b也不是在b死了立刻拉起来，要等到了时间才会去拉。
最后，就算把刚才说的都排除掉，在很少的一部分手机，也就是低端且没有安装安全软件的手机上，他仍然无法保证时时存活。
技术关键点：开启native子进程，定时发intent
结论：单杀可以杀死，force close 5.0以上无效，5.0以下部分手机无效，第三方软件下无效，且无法保证实时常驻
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好了，那么怎样才是双向的守护进程呢？
第一，如果a守护b，则b挂掉的一瞬间，a就应该把b启动起来
第二，a和b应该是互相守护，无论谁挂掉，对方就把他拉起来
那么怎么样才能实现双向守护呢？首先我们想到的是fork这个函数，他会创建一个子进程，然后在父进程中调用waitpid()这个函数，这是一个阻塞函数，他会一直wait到子进程挂掉，才会继续向下执行，利用这个机制，我们可以在主进程的c层fork一个子进程，然后父进程就可以监听到子进程的死亡，死亡的时候再重启子进程。
似乎可以用这个机制改进刚刚上面分析的那个工程，因为这样的话：1，无法直接杀掉子进程。2、子进程不死，他就会按时发intent给父进程。
这样做，普通杀是没有问题。但是force close不会按照你的要求先杀孩子，等你把孩子启动起来，再杀父亲，然后坐视子进程在那不管，三方软件自不必说。那么先杀父进程的话，子进程就没办法监听到父进程的死亡吗？
有朋友要说可以利用linux的进程领养机制，如果父进程挂掉，那么子进程就会被linux的init进程领养，进程所对应的父进程id也会变成1。这的确是一个很好的标示，但是要怎样监听这个状态的变化呢？轮询获取父进程id，然后判断是否等于1？那么轮询的间隔为多少合适？1秒间隔算短算长？设为1秒的话force close掉你的时候，根本不会等到你那每秒正时正点的轮询点上，会被forceclose直接干掉，我试过更短的时间，基本要小到小于10毫秒的时间间隔，才有可能再force close的时候检测到，并成功拉起父进程。注意我的关键词，小于10毫秒！才可能！对，一秒100次的检查，才有可能，只是可能！手机待机十分钟就已经可以开始烫手，三个小时电池发出了低电量警告。代码：
(代码已经不在工程里面了，工程里的代码删除了好多，做过无数试验)
技术关键点：fork子进程 ,waitpid监听子进程 ,通过linux进程领养机制监听父进程
结论：保证单杀存活，保活效果与耗电成正比，得不偿失（5.0以上无效）
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好，我们继续。
waitpid是阻塞函数，所以他一定是没有耗电问题的，即时性也没有问题。那么问题就集中在了子进程如何监听到父进程的死亡上面，把那个轮询替掉。
然后，我想到的是管道，linux中有多种ipc通信机制，管道是最基本的一种通信方式，且这种管道只能在父子进程间建立，于是我想是否能利用这个机制呢？在父子进程间建立管道，但是并不写入数据，只是使用阻塞方法在另一端去读取管道，这样如果对方进程挂掉，管道会被破坏，那么另一端的读取方法就会执行返回，由此确定对方挂掉然后重启对方。
代码：
这做样确实解决了耗电问题，父子进程两端的监听都是阻塞方法，耗电基本可以忽略不记，也基本实现双向守护。（以上代码不在项目工程里）
但是问题又来了
1、用ps命令发现fork出来的进程内存占用很大
2、fork出来的进程名字与父进程名字相同
原因：
1、fork函数调用的时候，会复制父进程的全部内存，因为父进程一定是我们需要保证常驻的java进程，他在初始化的时候是fork的一个zygote进程，即时在应用刚初始化的时候fork，进程里面是有一个java虚拟机的内存在里面的，最少一二十兆是有了。fork出来子进程多的内存最后都会算到我们自己应用的内存中。
2、机制如此
技术关键点：fork子进程 ,waitpid监听子进程， 管道pipe监听父进程
结论：保证双向守护，无耗电问题，fork出来的进程名字与父进程同名用户体验不好，而且有内存浪费（5.0以上无效）
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我们继续讨论内存的问题，如何不用fork也能建立管道呢。于是我想到了运行一个二进制可执行文件，这样他是一个相对独立的进程，但是又可以建立父子进程之间的管道。将真正用来实现的子进程写到一个二进制文件中（对应文件源码/MarsDaemon/LibMarsdaemon/jni/daemon.c）,这样既解决了内存问题，又可以自己给新的进程命名。
问题解决了吗？没有，直接execute一个binary文件之后
1、发现代码不再继续向下执行
2、waitpid又不能用了
原因和解决方法：
1、直接运行一个二进制文件，他会占用原进程，于是我们这里仅将fork用作一个启动binary的工具，fork终于回归到了Linus希望他作用的地方
2、父子进程间的管道是单向的，于是我们可以建两根管道。ab两个进程，建12两个管道。a进程关掉管道1的写端，堵瑟调用管道2的读取方法；b进程关掉管道2的写端，堵瑟调用管道1的读取方法。这样就可以实现双向监听。任何一方监听到对方死掉就作出相应的动作，启动对方。至此，完全摒弃开始的fork方案。
代码：
此为最终方案，代码见下
技术关键点：双管道互相监听
结论：保证双向守护，无耗电问题，无内存问题，进程名自定义（5.0以上无效）
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好了，这就是我5.0以下的最终解决方案
下面讲一下代码
二进制文件存放在assets下面，程序第一次启动的时候会将他拷贝到手机项目/data/data/...下，然后
源码/MarsDaemon/LibMarsdaemon/src/main/java/com/marswin89/marsdaemon/strategy/DaemonStrategyUnder21.java
load对应c库，执行代码
源码/MarsDaemon/LibMarsdaemon/jni/daemon_api20.c
1、将对应的packagename，servicename以及二进制可执行文件的路径传进来
2、清理僵尸进程，就像最开始讲的，低端手机会忽略c进程，如果我们恰巧运行在低端手机上，那么c进程得不到释放会越来越多，我们称他为僵尸进程，需要清理一下
3、建立两条管道
4、执行二进制文件，将上面的参数传递进去
5、然后关掉自己管道1的写端和管道2的读端，然后阻塞读取管道1，如果读取到，则代表子进程挂掉
再来看二进制可执行文件的代码
源码/MarsDaemon/LibMarsdaemon/jni/daemon.c
二进制文件在程序启动起来的时候，将参数解析出来
关掉管道1的读端和管道2的写端，然后调用管道2的阻塞读取方法，如果执行过去，说明父进程死掉
这里用fork是为了让他的父进程id好看一些，别无他意
监听到之后的策略看下面。
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然后说一下监听到对方进程死后的策略
你会说谁监听到对方死了，就直接拉起来就好了呀。
问题：
1、重新拉起来要重新建立双管道，子进程挂掉，父进程把他重启起来建立双管道还好说，如果父进程挂掉，子进程把父进程启动起来，他们之间就无法建立连接，而且如果中间出了差错，同步起来很费劲，于是我选择，无论谁监听到谁死了，都重启对方，然后自杀，重新初始化！
2、如果执行force close， 系统先杀父进程，子进程监听到之后拉起父进程然后自杀，但是系统杀你两个进程的间隔时间非常非常短，父进程刚起来还没来得及初始化，系统赶过来杀父进程。有的手机强杀之后很短一段时间无法拉起父进程。于是我选择用第三个进程。
第三个进程和之前的父子进程都没有任何关系，他的作用只是用做拉起常驻进程。父子进程无论谁监听到谁死，都拉起第三个进程，第三个进程负责拉起常驻进程，然后自杀。（用户实际上是看不到他的存在的，因为他可能只存活不到一秒就自杀了）
代码
/MarsDaemon/LibMarsdaemon/src/main/java/com/marswin89/marsdaemon/strategy/DaemonStrategyUnder21.java
在常驻进程初始化的时候，初始化一个alarm，保存在内存中，以便以后使用
监听到子进程死了时候使用闹钟拉起第三个进程，二进制文件监听到父进程死掉，直接用c代码发intent，见上面c代码
第三进程启动起来，就是负责把常驻进程拉起来，然后自杀掉。
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好了，这只是5.0以下的策略，5.0以上，以及6.0都不好用
下一篇我们开始分析5.0＋的策略
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