android -- WatchDog看门狗分析


在由单片机构成的微型计算机系统中,由于单片机的工作常常会受到来自外界电磁场的干扰,造成程序的跑飞,而陷入死循环,程序的正常运行被打断,由单片机控制的系统无法继续工作,会造成整个系统的陷入停滞状态,发生不可预料的后果,所以出于对单片机运行状态进行实时监测的考虑,便产生了一种专门用于监测单片机程序运行状态的芯片,俗称”看门狗”。

在Android系统中也需要看好几个重要的Service门,用于发现出了问题的Service杀掉SystemServer进程,所以有必要了解并分析其系统问题。

那么被监控的有哪些Service呢?

ActivityManagerService.java :frameworks\base\services\java\com\android\server\am
PowerManagerService.java    :frameworks\base\services\java\com\android\server
WindowManagerService.java   :frameworks\base\services\java\com\android\server

下面就依次分析一下其整个处理流程:

1、初始化
run @ SysemServer.java
      Slog.i(TAG, “Init Watchdog”);
      Watchdog.getInstance().init(context, battery, power, alarm,
              ActivityManagerService.self());

这里使用单例模式创建:
    public static Watchdog getInstance() {
        if (sWatchdog == null) {
            sWatchdog = new Watchdog();
        }
        return sWatchdog;
    }

    public void init(Context context, BatteryService battery,
            PowerManagerService power, AlarmManagerService alarm,
            ActivityManagerService activity) {
        // 上下文环境变量
        mResolver = context.getContentResolver();
        mBattery = battery;
        mPower = power;
        mAlarm = alarm;
        mActivity = activity;


// 登记 RebootReceiver() 接收,用于reboot广播接收使用

        context.registerReceiver(new RebootReceiver(),

                new IntentFilter(REBOOT_ACTION));


// 系统启动时间

        mBootTime = System.currentTimeMillis();
    }

ok,调用init函数启动完毕

2、运行中
run @ SysemServer.java
调用 Watchdog.getInstance().start(); 启动看门狗

首先看下 Watchdog 类定义:
/** This class calls its monitor every minute. Killing this process if they don’t return **/
public class Watchdog extends Thread {
}

从线程类中继承,即会在一个单独线程中运行,调用thrrad.start()即调用 Watchdog.java 中的 run() 函数

    public void run() {
        boolean waitedHalf = false;

        while (true) {
            mCompleted = false;
            
            // 1、给mHandler发送 MONITOR 消息,用于请求检查 Service是否工作正常
            mHandler.sendEmptyMessage(MONITOR);

            synchronized (this) {

// 2、进行 wait 等待 timeout 时间确认是否退出循环            


                long timeout = TIME_TO_WAIT;                
                // NOTE: We use uptimeMillis() here because we do not want to increment the time we
                // wait while asleep. If the device is asleep then the thing that we are waiting
                // to timeout on is asleep as well and won’t have a chance to run, causing a false
                // positive on when to kill things.
                long start = SystemClock.uptimeMillis();
                while (timeout > 0 && !mForceKillSystem) {
                    try {
                        wait(timeout);  // notifyAll() is called when mForceKillSystem is set
                    } catch (InterruptedException e) {
                        Log.wtf(TAG, e);
                    }
                    timeout = TIME_TO_WAIT – (SystemClock.uptimeMillis() – start);
                }


// 3、如果 mCompleted 为真表示service一切正常,后面会再讲到

                if (mCompleted && !mForceKillSystem) {
                    // The monitors have returned.
                    waitedHalf = false;
                    continue;
                }


// 4、表明检测到了有 deadlock-detection 条件发生,利用 dumpStackTraces 打印堆栈依信息

                if (!waitedHalf) {
                    // We’ve waited half the deadlock-detection interval.  Pull a stack
                    // trace and wait another half.
                    ArrayList<Integer> pids = new ArrayList<Integer>();
                    pids.add(Process.myPid());
                    ActivityManagerService.dumpStackTraces(true, pids, null, null);
                    waitedHalf = true;
                    continue; // 不过这里会再次检测一次
                }
}


SystemClock.sleep(2000);

            
            // 5、打印内核栈调用关系
            // Pull our own kernel thread stacks as well if we’re configured for that
            if (RECORD_KERNEL_THREADS) {
                dumpKernelStackTraces();
            }


// 6、ok,系统出问题了,检测到某个 Service 出现死锁情况,杀死SystemServer进程

            // Only kill the process if the debugger is not attached.
            if (!Debug.isDebuggerConnected()) {
                Slog.w(TAG, “*** WATCHDOG KILLING SYSTEM PROCESS: ” + name);
                Process.killProcess(Process.myPid());
                System.exit(10);
            } else {
                Slog.w(TAG, “Debugger connected: Watchdog is *not* killing the system process”);
            }

            waitedHalf = false;
        }
    }

主要工作逻辑:监控线程每隔一段时间发送一条 MONITOR 线另外一个线程,另个一个线程会检查各个 Service 是否正常运行,看门狗就不停的检查并等待结果,失败则杀死SystemServer.

3、Service 检查线程

    /**
     * Used for scheduling monitor callbacks and checking memory usage.
     */
    final class HeartbeatHandler extends Handler {
@Override  
    public void handleMessage(Message msg) {  // Looper 消息处理函数
            switch (msg.what) {
            
                case MONITOR: {
                

                // 依次检测各个服务,即调用 monitor() 函数

                    final int size = mMonitors.size();

                    for (int i = 0 ; i < size ; i++) {
                        mCurrentMonitor = mMonitors.get(i);
                        mCurrentMonitor.monitor();
                    }


// 检测成功则设置 mCompleted 变量为 true

                    synchronized (Watchdog.this) {
                        mCompleted = true;
                        mCurrentMonitor = null;
                    }

下面我们来看一下各个Service如何确定自已运行ok呢?以 ActivityManagerService 为例:

首先加入检查队列:
private ActivityManagerService() {

        // Add ourself to the Watchdog monitors.

        Watchdog.getInstance().addMonitor(this);

}

然后实现 monitor() 函数:

    /** In this method we try to acquire our lock to make sure that we have not deadlocked */
    public void monitor() {
        synchronized (this) { }
    }


明白了吧,其实就是检查这个 Service 是否发生了死锁,对于此情况就只能kill SystemServer系统了。对于死锁的产生原因非常多,但有个情况需要注意:java层死锁可能发生在调用native函数,而native函数可能与硬件交互导致时间过长而没有返回,从而导致长时间占用导致问题。


4、内存使用检测

消息发送

final class GlobalPssCollected implements Runnable {

        public void run() {

            mHandler.sendEmptyMessage(GLOBAL_PSS);

        }

    }

    

    检测内存处理函数:

    final class HeartbeatHandler extends Handler {

        @Override

        public void handleMessage(Message msg) {

            switch (msg.what) {

                case GLOBAL_PSS: {

                    if (mHaveGlobalPss) {

                        // During the last pass we collected pss information, so

                        // now it is time to report it.

                        mHaveGlobalPss = false;

                        if (localLOGV) Slog.v(TAG, “Received global pss, logging.”);

                        logGlobalMemory();

                    }

                } break;

                

        

        其主要功能如下,统计pSS状况及读取相关linux内核中内存信息:

        void logGlobalMemory() {        

        

mActivity.collectPss(stats);

        

        

Process.readProcLines(“/proc/meminfo”, mMemInfoFields, mMemInfoSizes);

        

        

Process.readProcLines(“/proc/vmstat”, mVMStatFields, mVMStatSizes);        

        }

    原文作者:马走日
    原文地址: http://www.cnblogs.com/dongdong230/p/4183081.html
    本文转自网络文章,转载此文章仅为分享知识,如有侵权,请联系博主进行删除。
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