android Watchdog 实现剖析

系统启动过程图：
 
Framework层所有的Service都是运行在SystemServer进程中；SystemServer进程是由Zygote进程创建。
SystemServer进程启动分两个过程init1创建Service和进程状态对象；init2创建Framework层的Service，将其加入到ServiceManager中，最后启动launcher；
Android提供了Watchdog类，用来监测Service是否处于正常工作中，是在SystemServer中启动的。
下面看一下SystemServer中Watchdog这个过程。
SystemServer.java:


代码如下:

public void run() {
//初始化Watchdog 传入各个Service作为参数
Watchdog.getInstance().init(context, battery, power, alarm,
ActivityManagerService.self());
//启动Watchdog
Watchdog.getInstance().start();
}

Watchdog类实现
类继承结构：
 
看到Watchdog是一个Thread，运行在SystemServer进程中，单例模式；
HeartbeatHandler处理接受监控的对象（Service），运行在主线程中；
Monitor提供监控接口，接受监控对象实现此接口；
XXXService具体实现的检测对象。
执行流程：
 
对外接口
初始化：


代码如下:

public void init(Context context, BatteryService battery,
PowerManagerService power, AlarmManagerService alarm,
ActivityManagerService activity) {
//存储Service对象，运行在同一个进程中
mResolver = context.getContentResolver();
mBattery = battery; mPower = power;
mAlarm = alarm; mActivity = activity;
//注册广播
context.registerReceiver(new RebootReceiver(),
new IntentFilter(REBOOT_ACTION));
mRebootIntent = PendingIntent.getBroadcast(context,
, new Intent(REBOOT_ACTION), 0);
……
//开机时间
mBootTime = System.currentTimeMillis();
}

注册监控对象：


代码如下:

public void addMonitor(Monitor monitor) {
synchronized (this) {
//将监控对象加入到列表中
mMonitors.add(monitor);
}
}

搜索一下此函数的调用，表示被监控；看到在如下Service中实现Watchdog的Monitor接口：
ActivityManagerService
InputManagerService
NetworkManagementService
PowerManagerService
WindowManagerService
都有调用：Watchdog.getInstance().addMonitor(this);
Watchdog线程执行函数：


代码如下:

public void run() {
boolean waitedHalf = false;
while (true) {
//监测完成标志
mCompleted = false;
//发送监测消息
mHandler.sendEmptyMessage(MONITOR);
synchronized (this) {
long timeout = TIME_TO_WAIT;
long start = SystemClock.uptimeMillis();
while (timeout > 0 && !mForceKillSystem) {
//休眠等待检查结果
wait(timeout); // notifyAll() is called when mForceKillSystem is set
timeout = TIME_TO_WAIT - (SystemClock.uptimeMillis() - start);
}
if (mCompleted && !mForceKillSystem) {
//检查结果OK
waitedHalf = false;
continue;
}
//在进行检查一次
if (!waitedHalf) {
ActivityManagerService.dumpStackTraces(true, pids, null, null,
NATIVE_STACKS_OF_INTEREST);
waitedHalf = true;
continue;
}
}
//表明监控对象有问题
// If we got here, that means that the system is most likely hung.
// First collect stack traces from all threads of the system process.
// Then kill this process so that the system will restart.
//保存stack信息
……
// Only kill the process if the debugger is not attached.
if(!Debug.isDebuggerConnected()) {
if(SystemProperties.getInt("sys.watchdog.disabled", 0) == 0) {
//kill当前进程SystemServer
Process.killProcess(Process.myPid());
System.exit(10);
}
}
waitedHalf = false;
}
}

在此run函数中循环发送消息，判断标志是否正常，决定检测对象是否正常工作。
若监测对象不正常工作，则收集重要的stack信息保存下来，然后重启SystemServer。
监测消息的处理：
是在HeartbeatHandler中进行，看看消息处理函数。


代码如下:

public void handleMessage(Message msg) {
switch (msg.what) {
case MONITOR: {
// See if we should force a reboot.
//监测对象是否正常工作中……
final int size = mMonitors.size();
for (int i = 0 ; i < size ; i++) {
//调用监测对象的monitor接口
mCurrentMonitor = mMonitors.get(i);
mCurrentMonitor.monitor();
}
//走到这里表明监测对象正常
synchronized (Watchdog.this) {
mCompleted = true;
mCurrentMonitor = null;
}
} break;
}
}

判断监测对象是否正常工作，通过调用监测对象实现的接口monitor，看看这个接口该如何执行的。
PowerManagerService中：
public void monitor() {
//判断Service是否发生死锁，如果发生死锁，程序将在此一直等待//主要是线程间同步问题 造成死锁
synchronized (mLocks) { }
}
以上便是Watchdog监测Service是否正常工作的流程；我们也可以使用Watchdog来监测别的资源如内存等使用情况。
这个Watchdog给我们提供了一种思路，一种框架，对程序正常运行或者资源的正常使用情况等的一种监测机制。