判断当前进程运行时环境(32/64位)的方法

2017-06-06 本文已影响805人 RoFF

问题由来

最近项目里添加了64位动态库，即app/libs下的armeabi和arm64-v8a两个存储动态库的目录。项目还有拷贝动态库的需要，即：从apk中将动态库拷贝到指定目录下，然后通过System.load()来加载。问题是：

应该拷贝apk中哪个版本的动态库呢？armeabi还是arm64-v8a？

简单的回答：主要得看应用进程是被哪个zygote创建出来的。

应用进程被哪个zygote创建

Android系统从5.0开始支持64bit CPU，于是系统就有了zygote和zygote64两个进程来分别创建32和64位的应用进程。怎么确定我的应用进程由哪个zygote启动的？

简单验证一下：使用$adb shell ps | grep zygote 能看到两个zygote和zygote64两个进程。再使用$adb shell ps | grep <package_name>就能找到应用进程ID和父进程ID。如下图：

$ adb shell ps | grep zygote
root      511   1     8760   768   __skb_recv 0000000000 S zygote
root      746   1     2118616 27044 poll_sched 0000000000 S zygote64
root      747   1     1554780 14612 poll_sched 0000000000 S zygote

$ adb shell ps | grep <package_name>
u0_a108   4162  746   1780048 95476 SyS_epoll_ 0000000000 S <package_name>

从输出中看到应用的父进程PID是746，也就是说是被zygote64给fork出来的，就是说运行时环境是64位。

功能实现方案

要写一个功能函数来判断当前运行环境是64bit还是32bit，怎么实现呢？

最先想到的方法就是获取到父进程PID，然后查到父进程名字，拿名字跟zygote64和zygote字符串作对比。
问题是系统没提供相关的接口（在Java中启动ps进程，然后分析输出日志应该可以达到目的，但是实现起来比较麻烦）。

另外，从/proc/<pid>/cmdline中也能看到进程名，但是应用进程没有权限读取zygote进程的cmdline。

有没有系统接口呢？

有。但是只在6.0及以后的SDK上才提供。5.0上是不能用的。

加载动态库的细节

回过头来想一个问题：应用进程被zygote或zygote64启动是由什么因素决定的？

主要有三个：

CPU ABI，就是CPU支持或兼容哪些架构
- CPU支持的架构主要包括armeabi、armeabi-v7a、arm64-v8a、x86、mips。
Android OS，即系统是否支持64位运行环境
- 5.0以上开始支持64bit CPU
应用的动态库类型
- 应用程序本身提供的动态库类型。比如，我的工程里有armeabi和arm64-v8a两种。（如果应用不携带任何动态库，运行时环境由系统自己来判断）。

然后就是系统启动应用时的决策过程和逻辑：

决策过程可以简单概括为：

PackageManagerService扫描应用程序时，先查看lib目录下是否有动态库，有哪种类型的动态库。例如，在64位设备上：

如果app的 lib 目录下存在armeabi，则以32位兼容方式运行
存在arm64-v8a 则以64位运行
如果没有任何 so，按照系统的默认配置决定，也就是64位运行。

以上决策过程的结果记录在ApplicationInfo.primaryCpuAbi和ApplicationInfo.secondaryCpuAbi两个Filed上。
ActivityManagerService中startProcessLocked()方法实现启动应用。

这个方法最终是向相应的zygote进程发出fork的请求 zygoteSendArgsAndGetResult(openZygoteSocketIfNeeded(abi), argsForZygote)。其中的参数abi就是第二步中提到的ApplicationInfo.primaryCpuAbi和secondaryCpuAbi。ABI参数不同，使用到的zygote进程也不同。

在确定zygote进程后，要加载的动态库类型就能确定了。zygote64会加载64bit的动态库，例如，/system/lib64/libart.so，还有应用程序的arm64-v8a下的动态库。

所以，可以通过查看libart.so的路径来判断zygote的类型；也可以判断手机的CPU ABI来判断。

最终方案：

6.0+：使用系统接口(since Android M)
- android.os.Process.is64Bit()
5.x：有两个判断方法
- ① 根据应用进程依赖的libart.so的实际路径来判断：
  - 路径是"/system/lib64/libart.so" 对应 zygote64
  - 路径是"/system/lib/libart.so" 对应 zygote
- ② 根据CPU ABI来判断
  - 根据Build.SUPPORTED_ABIS返回的数组第一个值来判断
    - arm64-v8a 对应 zygote64
    - armeabi-v7a,armeabi等对应 zygote
4.x：只能是32位环境。

(5.0上)详细实现如下：

方法① 查找libart.so的路径

使用ClassLoader的findLibrary方法来查找libart.so的路径；该方法是隐藏函数，所以需要使用反射。

说明：zygote64会加载/system/lib64/libart.so，zygote会加载"/system/lib/libart.so"。

    private static boolean isART64() {

        final String tag = "is64ART";
        final String fileName = "art";

        try {
            ClassLoader classLoader = getContext().getClassLoader();
            Class<?> cls = ClassLoader.class;
            Method method = cls.getDeclaredMethod("findLibrary", String.class);
            Object object = method.invoke(classLoader, fileName);
            if (object != null) {
                return ((String)object).contains("lib64");
            }
        } catch (Exception e) {
            //如果发生异常就用方法②
            return is64bitCPU();
        }

        return false;
    }

方法② 根据CPU ABI来判断

    private static boolean is64bitCPU() {
        String CPU_ABI = null;
        if (Build.VERSION.SDK_INT >= 21) {
            String[] CPU_ABIS = Build.SUPPORTED_ABIS;
            if (CPU_ABIS.length > 0) {
                CPU_ABI = CPU_ABIS[0];
            }
        } else {
            CPU_ABI = Build.CPU_ABI;
        }

        if (CPU_ABI != null && CPU_ABI.contains("arm64")) {
            return true;
        }

        return false;
    }

这个方法可能有一个缺陷：如果将32位的ROM安装在支持arm64-v8a的机器上，查询SUPPORTED_ABIS时依然得到的是arm64-v8a，而此时系统只能以32位环境来运行应用，这就出问题了。

但是，暂时没法验证这个种case，不好找这样的ROM，因为厂商一般不会这么做。所以，这种情况暂时可以不用考虑。

参考文章

Android 64位兼容方式运行32位分析
 腾讯Bugly干货分享】动态链接库加载原理及HotFix方案介绍
 Android系统启动-zygote篇
 理解Android进程创建流程