NDK | 带你探究 getProperty() 获取系统属性原理

前言

  • 在阅读源码的过程中,经常会看到源码中调用了System.getProperty(...)获取系统属性。
  • 在这篇文章里,我将带你理解System.getProperty(...)的源码,如果能帮上忙,请务必点赞加关注,这真的对我非常重要。

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目录


1. 初始化

首先,我们先看初始化 / 加载系统属性的地方:

System.java


全部的系统属性
private static Properties props;
不允许修改的系统属性
private static Properties unchangeableProps;

private static native String[] specialProperties();

(已简化)
static {
    1、初始化不允许修改的系统属性
    unchangeableProps = initUnchangeableSystemProperties();
    2、初始化全部系统属性
    props = new PropertiesWithNonOverrideableDefaults(unchangeableProps);
    ...
}

-> 1(已简化)
private static Properties initUnchangeableSystemProperties() {
    VMRuntime runtime = VMRuntime.getRuntime();
    Properties p = new Properties();
    1.1 设置属性
    p.put("java.boot.class.path", runtime.bootClassPath());
    p.put("java.class.path", runtime.classPath());
    1.2 调用 specialProperties() 方法加载属性
    parsePropertyAssignments(p, specialProperties());
    ...
}

-> 2 defaults 中的属性不允许修改
static final class PropertiesWithNonOverrideableDefaults extends Properties {
    PropertiesWithNonOverrideableDefaults(Properties defaults) {
        super(defaults);
    }

    @Override
    public Object put(Object key, Object value) {
        if (defaults.containsKey(key)) {
            return defaults.get(key);
        }
        return super.put(key, value);
    }

    @Override
    public Object remove(Object key) {
        if (defaults.containsKey(key)) {
            return null;
        }
        return super.remove(key);
    }
}

上面的代码已经做了简化,我们主要关注以下几点:

1、构造 unchangeableProps 属性对象,并初始化全部系统属性;
2、构造 props 属性对象,并将 unchangeableProps 作为默认属性传入。其中,props 是 PropertiesWithNonOverrideableDefaults的子类,这样就保证了系统属性只读不可写;
1.2、调用specialProperties()方法加载属性,这是个 native 方法。


2. specialProperties() 源码分析

这一节我们来分析specialProperties()源码,以 Android 平台为例:

System.c

static jobjectArray System_specialProperties(JNIEnv* env, jclass ignored) {
    jclass stringClass = (*env)->FindClass(env, "java/lang/String");
    jobjectArray result = (*env)->NewObjectArray(env, 4, stringClass, NULL);

    char path[PATH_MAX];
    ...

    关注点:系统动态库路径(java.library.path)
    const char* library_path = getenv("LD_LIBRARY_PATH");
    #if defined(__ANDROID__)
        if (library_path == NULL) {
            android_get_LD_LIBRARY_PATH(path, sizeof(path));
            library_path = path;
        }
    #endif
        if (library_path == NULL) {
            library_path = "";
        }
    char* java_path = malloc(strlen("java.library.path=") + strlen(library_path) + 1);
    strcpy(java_path, "java.library.path=");
    strcat(java_path, library_path);
    jstring java_path_str = (*env)->NewStringUTF(env, java_path);
    free((void*)java_path);

    (*env)->SetObjectArrayElement(env, result, 3, java_path_str);

    return result;
}

其中,java.library.path这个属性比较重要,我这里重点讲一下:可以看到,如果是 Android 环境,则会调用android_get_LD_LIBRARY_PATH(...) 获取路径:

linker.cpp

void do_android_get_LD_LIBRARY_PATH(char* buffer, size_t buffer_size) {
    ...
    char* end = buffer;
    从 default_ld_paths 中取值
    for (size_t i = 0; i < default_ld_paths.size(); ++i) {
        if (i > 0) *end++ = ':';
            end = stpcpy(end, default_ld_paths[i].c_str());
        }
    }
}

static void init_default_namespace_no_config(bool is_asan) {
    auto default_ld_paths = is_asan ? kAsanDefaultLdPaths : kDefaultLdPaths;

    ...
}

#if defined(__LP64__) 64 位系统
    static const char* const kSystemLibDir = "/system/lib64";
    static const char* const kVendorLibDir = "/vendor/lib64";
#else
    static const char* const kSystemLibDir = "/system/lib";
    static const char* const kVendorLibDir = "/vendor/lib";
#endif

static const char* const kDefaultLdPaths[] = {
    kSystemLibDir,
    kVendorLibDir,
    nullptr
};

static const char* const kAsanDefaultLdPaths[] = {
    略
};

源码并不复杂,当我们调用System.getProperty("java.library.path)"时,分为两种结果:

  • 对于 64 位系统,返回的是"/system/lib64" 、 "/vendor/lib64"
  • 对于 32 位系统,返回的是"/system/lib" 、 "/vendor/lib"

我们查看这些目录,可以发现确实存在很多 .so 库。当我们调用System.loadLibrary(...)加载动态库时,对于系统内置的 .so 库就是从这些路径读取 / 加载的。


3. 获取 & 设置系统属性

3.1 获取系统属性

获取系统属性,需要调用System.getProperty(...),源码很简单:

System.java

public static String getProperty(String key) {
    checkKey(key);
    SecurityManager sm = getSecurityManager();
    if (sm != null) {
        sm.checkPropertyAccess(key);
    }
    return props.getProperty(key);
}

-> 获取安全管理器,在 Android 平台无效
public static SecurityManager getSecurityManager() {
    // No-op on android.
    return null;
}

3.2 设置系统属性

设置系统属性,需要调用System.setProperty(...),源码很简单:

System.java

public static String setProperty(String key, String value) {
    checkKey(key);
    SecurityManager sm = getSecurityManager();
    if (sm != null) {
        sm.checkPermission(new PropertyPermission(key, SecurityConstants.PROPERTY_WRITE_ACTION));
    }
    return (String) props.setProperty(key, value);
}

需要注意两点:

  • 对于内置的系统属性,是无法修改的;
  • 对于自定义的属性,System是没有做持久化的。

4. 常见系统属性

下面列举一些常见的系统属性及其描述:


5. 总结

  • 1、系统属性虽然不是核心知识点,但是理解本文一些重点结论有助于阅读更深入的源码;
  • 2、系统属性的来源,一部分由 JDK 管理,一部分交由具体运行环境管理(通过 native 方法specialProperties());
  • 3、内置的系统属性不允许修改,对属性的修改无持久化存储。

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