Android - NETD解读

NETD

一、NETD解读
1.1、NETD的作用

Netd是Android系统中专门负责网络管理和控制的后台daemon程序,其功能主要分三大块:

  • 设置防火墙(Firewall)、网络地址转换(NAT)、带宽控制、无线网卡软接入点(Soft Access Point)控制,网络设备绑定(Tether)等。
  • Android系统中DNS信息的缓存和管理。
  • 网络服务搜索(Net Service Discovery,简称NSD)功能,包括服务注册(Service Registration)、服务搜索(Service Browse)和服务名解析(Service Resolve)等。

Netd的工作流程和Vold类似[1],其工作可分成两部分:
- Netd接收并处理来自Framework层中NetworkManagementService或NsdService的命令。这些命令最终由Netd中对应的Command对象去处理。
- Net接收并解析来自Kernel的UEvent消息,然后再转发给Framework层中对应Service去处理。

Netd位于Framework层和Kernel层之间,它是Android系统中网络相关消息和命令转发及处理的中枢模块。

1.2 NETD的工作流程

Netd进程由init进程根据init.rc的对应配置项而启动。通过命令行可以看到:

service netd /system/bin/netd
    class main
    socket netd stream 0660 root system
    socket dnsproxyd stream 0660 root inet
    socket mdns stream 0660 root system
    socket fwmarkd stream 0660 root inet
  • Netd启动时将创建三个TCP监听socket,其名称分别为”netd”,”dnsproxyd”,”mdns”和“fwmarked”。

  • Framework层中的NetworkManagementService和NsdService将分别和”netd”及”mdns”监听socket建立链接并交互。

  • 每一个调用和域名解析相关的socket API(如getaddrinfo或gethostbyname等)的进程都会借由”dnsproxyd”监听socket与netd建立链接。

  • fwmarkd 和底层kernel交互,防火墙firewall会对进来的包做标记。

1.2.1 main函数分析

Netd进程的入口函数是其main函数,代码如下所示:

int main() {

    CommandListener *cl;
    NetlinkManager *nm;
    DnsProxyListener *dpl;
    MDnsSdListener *mdnsl;

    ALOGI("Netd 1.0 starting");

    //为Netd进程屏蔽SIGPIPE信号
    blockSigpipe();

    //创建NetlinkManager
    if (!(nm = NetlinkManager::Instance())) {
        ALOGE("Unable to create NetlinkManager");
        exit(1);
    };
    //创建CommandListener,它将创建名为"netd"的监听socket
    cl = new CommandListener();
    //设置NetlinkManager的消息发送者(Broadcaster)为CommandListener。
    nm->setBroadcaster((SocketListener *) cl);
    //启动NetlinkManager
    if (nm->start()) {
        ALOGE("Unable to start NetlinkManager (%s)", strerror(errno));
        exit(1);
    }

    //Netd设置环境变量ANDROID_DNS_MODE为"local"
    // Set local DNS mode, to prevent bionic from proxying
    // back to this service, recursively.
    setenv("ANDROID_DNS_MODE", "local", 1);
    //创建DnsProxyListener,它将创建名为"dnsproxyd"的监听socket
    dpl = new DnsProxyListener();
    dpl->startListener();

    //创建MDnsSdListener并启动监听,它将创建名为"mdns"的监听socket
    mdnsl = new MDnsSdListener();
    mdnsl->startListener();

    cl->startListener();

    while(1) {
        sleep(1000);
    }
    exit(0);
}

Netd的main函数非常简单,主要是创建几个重要成员并启动相应的工作,这几个重要成员分别是:
- NetlinkManager:它将接收并处理来自Kernel的UEvent消息。这些消息经NetlinkManager解析后将借助它的Broadcaster(也就是代码中为NetlinkManager设置的CommandListener)发送给Framework层的NetworkManagementService。

  • CommandListener、DnsProxyListener、MDnsSdListener:分别创建名为”netd”、”dnsproxyd”、”mdns”的监听socket,并处理来客户端的命令。
1.2.2 NetlinkManager分析

1、NetlinkManager主要负责接收并解析来自Kernel的UEvent消息。其核心代码在start函数中:

int NetlinkManager::start() {
    //创建接收NETLINK_KOBJECT_UEVENT消息的socket,其值保存在mUeventSock中
    //其中,NETLINK_FORMAT_ASCII代表UEvent消息的内容为ASCII字符串
    if ((mUeventHandler = setupSocket(&mUeventSock, NETLINK_KOBJECT_UEVENT,
         0xffffffff, NetlinkListener::NETLINK_FORMAT_ASCII, false)) == NULL)     {
        return -1;
    }
    //创建接收RTMGPR_LINK消息的socket,其值保存在mRouteSock中
    //其中,NETLINK_FORMAT_BINARY代表UEvent消息的类型为结构体,故需要进行二进制解析
    if ((mRouteHandler = setupSocket(&mRouteSock, NETLINK_ROUTE,
                                     RTMGRP_LINK |
                                     RTMGRP_IPV4_IFADDR |
                                     RTMGRP_IPV6_IFADDR |
                                     RTMGRP_IPV6_ROUTE |
                                     (1 << (RTNLGRP_ND_USEROPT - 1)),
        NetlinkListener::NETLINK_FORMAT_BINARY, false)) == NULL) {
        return -1;
    }
    //创建接收NETLINK_NFLOG消息的socket,其值保存在mQuotaSock中
    if ((mQuotaHandler = setupSocket(&mQuotaSock, NETLINK_NFLOG,
            NFLOG_QUOTA_GROUP, NetlinkListener::NETLINK_FORMAT_BINARY, false)) == NULL) {
        ALOGE("Unable to open quota socket");
        // TODO: return -1 once the emulator gets a new kernel.
    }
    //创建接收NETLINK_NETFILTER消息的socket,其值保存在mStrictSock中
    if ((mStrictHandler = setupSocket(&mStrictSock, NETLINK_NETFILTER,
            0, NetlinkListener::NETLINK_FORMAT_BINARY_UNICAST, true)) == NULL) {
        ALOGE(
<think>我们聚焦于AndroidStudio的功耗分析工具,结合用户问题"AndroidStudio功耗统计工具使用方法和实现原理",从使用方法和实现原理两方面回答。根据引用:[^1]提供了BatteryStatsHelper和UserHandle的源码链接,说明底层是通过Android系统的BatteryStatsService来收集电池使用数据。[^2]提到Android耗电优化的步骤:通过AndroidStudio的Profiler面板,选择Battery标签,然后观察操作后的耗电峰值。[^3]列出了Android性能优化工具,特别是AndroidStudioProfiler的官方文档。[^4]提到了powertop工具,但这是在Linux系统中查看CPU运行统计的工具,与AndroidStudio的EnergyProfiler不同。因此,我们主要围绕AndroidStudio自带的EnergyProfiler进行说明。一、使用方法(用户可见的操作步骤):1.连接设备:使用USB线连接Android设备(需Android8.0+)或模拟器,并开启USB调试。2.打开Profiler:-AndroidStudio中,点击菜单栏的“View”→“ToolWindows”→“Profiler”;-或点击工具栏的“Profiler”图标。3.选择应用进程:-在Profiler窗口顶部,选择目标设备和应用进程。4.启动EnergyProfiler:-点击Profiler时间线中的“Energy”标签(电池图标)。5.进行耗电操作:-在设备上执行需要分析的场景(如播放视频、定位、后台下载等)。6.分析数据:-时间轴:显示能耗随时间变化,包括高耗电事件(如Alarm、Job、WakeLock等)的标记点。-详情面板:点击时间轴上的事件,查看具体耗电原因(如CPU、网络、定位等资源消耗)。二、实现原理(系统级实现,参考引用[^1][^3]):AndroidStudio的EnergyProfiler底层依赖Android系统的`BatteryStats`服务,具体实现如下:1.数据采集:-通过ADB与设备通信,使用`adbshelldumpsysbatterystats`获取系统电池统计信息[^1]。-采集的数据包括:-**CPU使用**:记录各应用的CPU活动时间(含前台/后台状态)。-**WakeLock**:应用持有唤醒锁的时长和次数。-**网络活动**:移动数据/Wi-Fi的传输量及时间。-**传感器**:GPS、加速度计等传感器使用情况。-**JobScheduler/Alarm**:定时任务和闹钟的触发情况。2.能耗计算模型:-**按子系统聚合资源消耗**:EnergyProfiler基于预设的硬件能耗系数(如不同CPU频率下的功率)将资源使用量转化为能耗估算值。-CPU能耗计算:$$E_{\text{CPU}}=\sum(P_i\timesT_i)$$其中$P_i$为CPU状态$i$的功率(如100MHz、1GHz对应的不同功率值),$T_i$为状态$i$的持续时间[^3]。-网络能耗计算:$$E_{\text{Network}}=K_{\text{mobile}}\timesD_{\text{mobile}}+K_{\text{WiFi}}\timesD_{\text{WiFi}}$$其中$K$为传输单位数据的能耗系数,$D$为数据量[^1]。3.可视化实现:-**时间轴同步**:将系统事件(如屏幕亮灭、设备休眠)与能耗数据叠加显示。-**事件溯源**:点击高耗电区间时,解析对应的系统事件(如唤醒锁“MyWakeLock”持有时长过久)。三、注意事项:-**系统要求**:设备需运行Android8.0(API26)或更高版本。-**权限限制**:部分数据(如精确的GPS功耗)需要设备厂商实现HAL层接口支持[^3]。-**模型误差**:估算值基于典型硬件模型,实际设备功耗可能存在差异。四、高级技巧(引用[^2]):-**对比Debug/Release模式**:在Profiler中切换构建变体,分析不同模式下的功耗差异[^4]。-**结合代码定位**:对可疑事件点击“JumptoSource”,跳转到引发事件的源代码位置。---§§相关问题§§1.如何在低版本Android(如5.0)设备上进行功耗分析?2.EnergyProfiler是否能分析蓝牙(BLE)的功耗?若不能,有哪些替代方案?[^3]3.如何解读Profiler中显示的“EstimatedPower”具体值?4.在无设备的情况下能否使用模拟器进行功耗分析?精确度如何?</think> ### Android Studio 功耗统计工具使用与实现原理 #### 一、使用方法(逐步操作) 1. **开启功耗分析** - 连接设备后打开 **Android Profiler** - 点击 **+** 图标选择目标进程 - 点击 **Energy** 标签(闪电图标) 2. **数据采集阶段** ```mermaid graph LR A[启动目标应用] --> B[执行测试场景] B --> C[实时监控功耗曲线] C --> D[观察峰值区间] ``` 3. **关键功能操作** | 功能 | 操作位置 | 作用 | |---|---|----| | 事件标记 | 点击时间轴**+** | 记录关键操作时间点[^2] | | 堆栈追踪 | 双击功耗峰值 | 定位耗电代码位置 | | 对比模式 | 菜单栏**Compare Sessions** | 分析不同版本功耗差异[^4] | 4. **高级调试(命令行)** ```bash # 获取原始功耗数据 adb shell dumpsys batterystats > power_report.txt # 生成系统级追踪 systrace.py -o trace.html power ``` --- #### 二、实现原理(系统层) 1. **数据采集架构** ```mermaid graph TB Android[Android系统服务] -->|1. 硬件计数器| HAL HAL -->|2. 资源用量| BatteryStats BatteryStats -->|3. ADB传输| Profiler[Energy Profiler] Profiler -->|4. 可视化| UI ``` 2. **核心计算模型** - **CPU功耗模型**: $$E_{\text{cpu}} = \sum_{i=0}^{n} P_i \cdot \Delta t_i$$ 其中 $P_i$ 是特定频率下的功率值(如 200MHz:0.1W, 1GHz:0.5W) - **网络传输模型**(分网络类型): $$E_{\text{net}} = \alpha D_{\text{wifi}} + \beta D_{\text{cellular}}$$ $\alpha$、$\beta$ 为预置能耗系数[^1] 3. **关键数据源** - `BatteryStatsHelper` 计算各UID资源消耗[^1] - `UserHandle` 区分前台/后台应用 - **内核事件源**: - CPU频率切换(`cpufreq`) - Wakelock状态(`PowerManagerService`) - 网络数据包计数(`netd`) --- #### 三、使用示例分析 1. **高CPU场景** ```text 时间轴显示持续性高能耗 → 双击峰值查看Top函数 → 定位到Bitmap.decodeResource占用80% CPU ``` 2. **异常唤醒场景** ```text 观察突然跃升的功耗曲线 → 检查Alarm事件时间线 → 发现JobScheduler每30秒唤醒设备 ``` --- #### 四、注意事项 1. **精度限制** - 能耗系数依赖设备厂商提供(误差约±15%)[^3] - Android 9+ 支持**直接功耗测量**(需硬件支持) 2. **最佳实践** - 对比测试时确保相同**温度/亮度/信号** - 优先分析**release版本**(debug模式有额外开销[^4]) ---
评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值