Android 多用戶模式原理和實(shí)現(xiàn)介紹

       我們可以感遭到，在Android 4.2中的1個(gè)比較顯著的改變就是加入了多用戶的支持。因多用戶手機(jī)專利早已被Symbian雇員注冊(cè)，故 android官方的多用戶切換目前僅支持平板裝備。

多用戶模式的啟用

系統(tǒng)判斷當(dāng)前裝備是不是支持多用戶模式的根據(jù)是配置文件config.xml中的config_multiuserMaximumUsers配置項(xiàng)。 其取值為整型，決定著當(dāng)前裝備支持的最大用戶上限。默許值為1，即不支持多用戶。如需啟用多用戶，則設(shè)置此值 為大于1的值。在Nexus 7中，此值為8。

具體代碼的判斷位置在UserManager.java:

多用戶相干操作流程

對(duì)用戶的操作目前未對(duì)普通利用開放，其相干API都有hide注解，并需要system權(quán)限。另外，用戶的添加和移除還 要需android.Manifest.permission.MANAGE_USERS權(quán)限。

用戶添加流程

用戶添加是通過(guò)調(diào)用UserManager的public UserInfo createUser(String name, int flags)方法進(jìn)行的。其具體實(shí)現(xiàn)在UserManagerService的同名方法中。

在調(diào)用時(shí)，系統(tǒng)進(jìn)行以下操作：

1. 檢查調(diào)用者是不是具有所需權(quán)限。
2. 對(duì)安裝和軟件包流程加鎖，保證線程安全
3. 檢查多用戶環(huán)境是不是到達(dá)用戶數(shù)量限制。如果沒有，創(chuàng)建用戶實(shí)例
4. 為新用戶創(chuàng)建相干目錄
5. 序列化用戶列表
6. 發(fā)送用戶建立廣播，MountService在收到此廣播后，調(diào)用createEmulatedVolumeForUserLocked方法為用戶建 立相應(yīng)的數(shù)據(jù)目錄

用戶的保存

用戶創(chuàng)建后，會(huì)首先在/data/system/users/userlist.xml文件中保存新增加用戶的id，創(chuàng)建/data/system/users/ 用戶id 目錄，并將用戶信息保存至其下的用戶id.xml 文件中。其內(nèi)容包括1些基本的用戶信息。

用戶切換流程

用戶切換是通過(guò)調(diào)用ActivityManager的public boolean switchUser(int userId)方法進(jìn)行。1般通過(guò) ActivityManagerNative.getDefault().switchUser(int userId)進(jìn)行調(diào)用。

在調(diào)用時(shí)，系統(tǒng)進(jìn)行以下操作

1. 檢查調(diào)用者是不是具有所需權(quán)限。
2. 獲得切換目標(biāo)用戶信息，并設(shè)定當(dāng)前用戶為目標(biāo)用戶
3. WindowsManagerService設(shè)置當(dāng)前用戶，鎖定屏幕

4. 切換目標(biāo)用戶狀態(tài)至啟動(dòng)
5. 廣播REPORT_USER_SWITCH_MSG和USER_SWITCH_TIMEOUT_MSG消息，設(shè)定用戶切換和切換超時(shí)時(shí)間（2秒），此超 時(shí)時(shí)間用于限定REPORT_USER_SWITCH_MSG廣播全程時(shí)間。
6. 切換Activity堆棧至當(dāng)前用戶
7. 廣播ACTION_USER_SWITCHED消息，各接收組件進(jìn)行相應(yīng)操作。 大部份具體操作，比如存儲(chǔ)目錄切換、安全設(shè)置 切換等，都在此廣播落后行。

用戶移除流程

用戶移除是通過(guò)調(diào)用UserManager的 public boolean removeUser(int userHandle) 方法進(jìn)行的。其具體實(shí)現(xiàn)一樣 是在UserManagerService的同名方法中。

在調(diào)用時(shí)，系統(tǒng)進(jìn)行以下操作：

1. 檢查調(diào)用者是不是具有所需權(quán)限。
2. 對(duì)軟件包變化加鎖
3. 將用戶id加入待移除用戶列表，將用戶狀態(tài)設(shè)為partial，這樣，在下次系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，會(huì)清除此用戶。
4. 停止用戶，殺掉用戶相干進(jìn)程。
5. 發(fā)送用戶移除的廣播。廣播成功后，刪除用戶描寫文件和數(shù)據(jù)文件。
6. 序列化用戶列表

另外UserManager還提供了 public void wipeUser(int userHandle) 方法，用于刪除單個(gè)用戶的所有數(shù)據(jù)，但保存 用戶賬號(hào)。 此方法目前對(duì)應(yīng)的底層實(shí)現(xiàn)還沒有完成。

多用戶模式的API接口UserManager->UserManagerService

大致結(jié)構(gòu)

與其它系統(tǒng)服務(wù)的實(shí)現(xiàn)類似，用戶管理也采取了經(jīng)過(guò)Binder調(diào)用的遠(yuǎn)程服務(wù)機(jī)制。UserManager為暴露給用戶的接 口，UserManagerService為接口的底層實(shí)現(xiàn)。其類圖以下所示：

android.os.UserManager

UserManager是暴露出來(lái)的利用程序接口。對(duì)普通利用程序，提供用戶數(shù)查詢，用戶狀態(tài)判斷和用戶序列號(hào)查詢 等基本功能。 普通利用沒有用戶操作權(quán)限。

對(duì)系統(tǒng)利用，UserManager提供了創(chuàng)建/刪除/擦除用戶、用戶信息獲得、用戶句柄獲得等用戶操作的接口。均由遠(yuǎn) 程調(diào)用UserManagerService服務(wù)的對(duì)應(yīng)方法實(shí)現(xiàn)。

isUserAGoat()

UserManager中提供了1個(gè)名為isUserAGoat()的方法。源碼中此方法直接返回了false。此方法的加入純潔是為了給 枯燥的編程生活帶來(lái)1絲樂趣，以便寫出：

這樣的語(yǔ)句。

com.android.server.pm.UserManagerService

與其它大部份Service1樣，UserManagerService的實(shí)現(xiàn)采取了 單例模式。在服務(wù)中，由組成為UserInfo類的散列 表mUsers保護(hù)所有的用戶狀態(tài)。

mUsers在系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)由/data/system/users/userlist.xml讀取生成，并在運(yùn)行期間動(dòng)態(tài)改變。所有用戶的添加、刪 除操作，都終究序列化回此文件中。

com.android.server.am.ActivityManagerService

ActivityManagerService目前加入了多用戶支持。負(fù)責(zé)保護(hù)裝備中存在的所有用戶狀態(tài)。服務(wù)以下述變量來(lái)記錄當(dāng) 前處于“啟動(dòng)”狀態(tài)的用戶。

用戶的啟動(dòng)狀態(tài)對(duì)象為com.android.server.am.UserStartedState。其中指定的用戶狀態(tài)有4種：

• public final static int STATE_BOOTING = 0; //用戶啟動(dòng)
• public final static int STATE_RUNNING = 1; //運(yùn)行中
• public final static int STATE_STOPPING = 2; //停止中
• public final static int STATE_SHUTDOWN = 3; //用戶關(guān)閉狀態(tài)

完全的用戶生命周期為：
BOOTING->RUNNING->STOPPING->SHUTDOWN

用戶必須處于RUNNING狀態(tài)時(shí)，才能作為切換的目標(biāo)用戶。所以在用戶切換流程中，首先要判斷當(dāng)前用戶的狀態(tài)， 并啟動(dòng)STOPPING/SHUTDOWN狀態(tài)的用戶。

多用戶模式的牽涉面

鎖屏界面

用戶最早體驗(yàn)到多用戶的入口位置即為鎖屏界面。鎖屏界面中加入了用戶切換組件： KeyguardMultiUserSelectorView類。

該類在裝備允許多用戶存在的情況下，顯示當(dāng)前所有用戶的列表。并在用戶進(jìn)行選擇后，調(diào)用 ActivityManagerNative.getDefault().switchUser(int userId)方法進(jìn)行用戶切換。

外部存儲(chǔ)

對(duì)每一個(gè)用戶，Android都為其分配了單獨(dú)的存儲(chǔ)空間。標(biāo)準(zhǔn)的支持多用戶的外部存儲(chǔ)空間是由init.rc定義的環(huán)境 變量所指定：

在Dalvik虛擬機(jī)初始化的進(jìn)程中，會(huì)以dalvik_system_Zygote.cpp中的mountEmulatedStorage函數(shù)，使用帶有 MS_BIND參數(shù)的mount命令， 將用戶對(duì)應(yīng)的外部存儲(chǔ)卡目錄mount到上述定義的TARGET目錄下。其判斷利用userid的 方式為： 以當(dāng)前利用的uid/100000,取得對(duì)應(yīng)的userid，這段邏輯位于system/core/libcutils/multiuser.c中。

而Environment類中相應(yīng)的獲得外部存儲(chǔ)目錄的方法，也是由上述環(huán)境變量所取得。對(duì)每一個(gè)用戶，其標(biāo)準(zhǔn)外部存 儲(chǔ)路徑為：

EMULATED_STORAGE_TARGET/userid/

比如：

/storage/emulated/0 為主用戶的外部存儲(chǔ)路徑。

包管理(PackageManagerService)

在多用戶環(huán)境下，所有用戶安裝的利用依然同之前1樣，放置于/data/app目錄下。但本來(lái)/data/data的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)位 置目前僅對(duì)主用戶有效，其余用戶的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)目錄則位于/data/user/用戶id/目錄下。 此目錄的創(chuàng)建是在創(chuàng)建用戶 時(shí)由前述的MountService完成的。

對(duì)每一個(gè)用戶，系統(tǒng)都會(huì)以PackageuserState類來(lái)保護(hù)其安裝的軟件狀態(tài)。此列表以散列表的情勢(shì)存在，由 PackageSettingBase類保護(hù)。所有的包――用戶關(guān)系和狀態(tài)終究依然序列化至/data/system/package.xml中，并保存 /data/system/package-backup.xml作為備份。

可能的發(fā)展

Guest用戶的實(shí)現(xiàn)

目前代碼中已存在諸如 isGuestEnabled() 之類的方法。但沒有對(duì)開發(fā)公然，可以預(yù)計(jì)今后會(huì)加入Guest用戶， 實(shí)現(xiàn)“隨手玩玩”模式

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