Android App 不死之路

如何让你的app一直在运行状态呢？

默认情况下，不做任何跨进程部署配置的话，每个android app运行在单独一个虚拟机上，每个虚拟机对应一个进程。当app被系统回收或者是被用户主动杀掉（通过app管理软件），进程就彻底退出了。

在有些场景，app所在的进程退出了，我们希望还能做一些操作。比如，app被卸载后（卸载会先退出运行），我们希望跳转浏览器做一些卸载原因的调查问卷；或者为了优化体验，提高app热启动速度，再比如，有些监控的app，我们希望一直在运行，否则可能数据不准确，这就需要app所在进程退出后能自我启动。

为了做到app停止运行状态的监控和执行回调，典型的解决方案就是多进程相互守护。

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去你的手机上瞧瞧，设置-应用管理-运行中 ，有没有发现,支付宝，QQ，微信等等App同时都有两个进程在运行，有木有。

multiprocess

双进程相互守护

双进程A和B相互守护，当A进程检测到B进程退出时，A进程重新启动B进程，同理当A进程退出时，B重新启动A进程。进程的运行状态的检测是实现进程守护的关键点，比较容易想到的方案有：

1. 通过轮训的方式查询远端进程的状态
2. 通过发送心跳包来看是否能接受应答,无应答，远端进程可能已经退出
3. 在Application生命周期终止时，也就是onTerminate方法里发送广播通知对方自己即将灭亡

通过轮训的方式，只要通过ps命令查询状态，无需A和B做进程间通信；心跳包应答检测的方式需要通过socket或者别的IPC机制来做通信。

守护进程可以是一个运行android app的进程（Dalvik进程），也可以是一个linux的原生进程，如果是Dalvik进程，当app被卸载时，进程会被退出，字节码被移除，无法再运行任何逻辑比如跳转浏览器页面。

如果守护进程是linux系统里fork一个新的进程，与app不在同一个进程空间，当app被关闭或者杀掉或者卸载的时候，不会影响守护的运行状态，也就是说守护还是处于运行状态，可以执行相应操作。因此守护可以监控app的运行状态，发现app停止运行时，可以发送命令启动app进程，保证app的生存，这对某些系统监控的app来说至关重要。而且linux上的进程，通过android上的PackageManger获取不到，也不会在app管理软件的运行软件之列，基本上不会被杀掉，守护本身可以相对可靠的生存。

本文介绍一下，如何在linux 上fork一个原生进程来守护Dalvik app的进程。

linux原生进程守护

介绍几个linux下的几个api

• int daemon (int __nochdir, int __noclose);

将程序将运行在后台，成为一个daemon程序，而linux下大多的服务都是以此方式运行的

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• int getopt_long(int argc, char * const argv[],
  const char *optstring,
  const struct option *longopts, int *longindex);
  参数解析的帮助函数，当命令参数多个而且有些课选参数时，如果只按顺序接受参数容易混乱，如果按参数名来对应则便利很多,可以参考一下

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• FILE * popen(const char *command , const char *type );

popen()创建一个管道，fork一个新的进程执行shell命令，popen()的返回值是个标准I/O流，必须由pclose来终止。前面提到这个流是单向的（只能用于读或写）。向这个流写内容相当于写入该命令的标准输入，命令的标准输出和调用popen()的进程相同；与之相反的，从流中读数据相当于读取命令的标准输出，命令的标准输入和调用popen()的进程相同.

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• int system(const char * string);

函数说明
system()会调用fork()产生子进程，由子进程来调用/bin/sh-c string来执行参数string字符串所代表的命令，此命>令执行完后随即返回原调用的进程。在调用system()期间SIGCHLD 信号会被暂时搁置，SIGINT和SIGQUIT 信号则会被忽略。
返回值

守护流程图

守护流程图

守护的程序代码

int main( int argc, char* argv[]  )  
{  
  signal(SIGTERM, SIG_IGN);
  
  const char *process_name = NULL;
  const char *package_name = NULL;
  const char *activity_name = NULL;
  int interval_sec = 30;
  
  struct option options[] =
    {
    { "process_name", required_argument, 0, 'p' },
    { "package_name", required_argument, 0, 'a' },
    { "activity_name", required_argument, 0, 'c' },
    { "interval_sec", required_argument, 0, 'i' },
    { 0, 0, 0, 0 }
    };

    int c;

    for (;;)
    {
        c = getopt_long(argc, argv, "p:a:c:i:", options, NULL);
        if (c == -1)
        {
            break;
        }
        switch (c)
        {
        case 'p':
            process_name = optarg;
            break;
        case 'a':
            package_name = optarg;
            break;
        case 'c':
            activity_name = optarg;
            break;
        case 'i':
            interval_sec = atoi(optarg);
            break;
        default:
            exit(EXIT_FAILURE);
        }
    }
    
    if (process_name == NULL || package_name == NULL || activity_name == NULL)
        exit(EXIT_FAILURE);

  daemon(1, 1);
  
  run_service(process_name, package_name, activity_name, 10);
    
  return 0;
}

run_service的实现

int chk_process(const char *process_name)
{
  FILE   *stream;
  char   *line = NULL;
  size_t len = 0;
  ssize_t read_len;

  stream = popen( "ps", "r" );
  if (stream == NULL)
    return -1;

  int exists = 0;
  while ( (read_len = getline(&line, &len,  stream)) != -1)
  {
    int len = strlen(line);
    char *cmd = line + len;
    while ( len >0 ) 
    {   
        len--;
        if ( *cmd == ' ')
        {
            cmd++;
            break;
        }
        
        cmd--;
    }

    if( strncmp(cmd, process_name, strlen(process_name)) == 0 )
    {
      exists = 1;
      break;
    }
  }

  pclose( stream );
  if ( line != NULL )
    free(line);

  return exists;
}

void run_service(const char *process_name, const char *package_name, const char *activity_name, int interval_sec)
{
  while (1)
  {
    if ( chk_process(process_name) == 0)
    {
      char *pkg_activity_name = NULL;
      // 格式化命令
      asprintf(&pkg_activity_name, "/system/bin/am start --user 0 -n %s/%s", package_name, activity_name);
      system(pkg_activity_name);// 执行命令启动app
      free(pkg_activity_name);
    }
     // sleep 指定时间间隔
    sleep(interval_sec);
  }

  return;
}

编译成功后生成xxx，重命名为xxx.so,把文件拷贝到libs下，这样安装后该文件会被同动态库一起拷贝到data/data/app_package目录下，编写拷贝和chmod相关逻辑的代码,大概流程如下

1. path = "/data/data/" +packageName; // 安装后的app路径

2. 执行shell命令:dd if= path+lib/xxx.so of=path/xxx ;//拷贝到app路径下，重命名为xxx

3. 赋可执行权限 chmod 777 path/xxx；

4. 运行可执行文件 path/xxx -p process_name -a pkgname ..(别的参数)

需要注意的一点：
这里的操作都是通过执行shell来完成的，需要先cd到app 路径下，才会有读写权限。

public static boolean execCommand(String command, String packageName) {
        Process process = null;
        try {
            process = Runtime.getRuntime().exec("sh");  //获得shell.
            DataInputStream inputStream = new DataInputStream(process.getInputStream());
            DataOutputStream outputStream = new DataOutputStream(process.getOutputStream());

           //保证在command在自己的数据目录里执行,才有权限写文件到当前目录
            outputStream.writeBytes("cd /data/data/" + packageName + "\n");   

            outputStream.writeBytes(command + " \n");
            outputStream.writeBytes("exit\n");
            outputStream.flush();
            process.waitFor();

            byte[] buffer = new byte[inputStream.available()];
            inputStream.read(buffer);
            String s = new String(buffer);
        } catch (Exception e) {
            return false;
        }
        return true;
    }

编好代码打包测试时，通过app管理界面停止app的运行，看看app是否会被重新启动。