Android中的进程名和线程名

本文分析基于Android S(12)
古人起名颇为讲究,不单有名,还有字。文人雅士有时还会给自己取个“别号”。所谓“名为正体,字以表德,号以寓怀”,三者共同展现一个人的品格和追求。在Android的世界里,进程和线程的名称也多种多样,有的地方用的是“名”,用的地方用的是“字”,并不统一。所以本文的目的就是深究本质,让观众老爷们知道,拿掉这些代号后的主体到底是谁。先来浅问几个问题:

  1. Android应用的主线程在trace文件中的名称是什么?在tombstone文件中的名称又是什么?
  2. Java层创建的新线程默认名称是什么?Native层创建的新线程默认名称又是什么?
  3. Trace文件最顶部的"Cmd line"本意为何?为什么它会和应用的包名一致?
  4. Ps -A(或ps -e)显示的结果里,CMD那一列显示的是什么?为何有的名称用"[]"括起来了?
研究事物时,我们要用历史变迁的角度来思考。因此,想要理解Android,必先理解Linux。
1. Linux 视角下的进程名和线程名 Linux kernel中有一个重要的概念:task\_struct。我将它理解为调度实体,也即参与调度的基本单元。从执行角度来看,一个线程就是一个调度实体。从内存角度来看,多个线程组成进程的概念,它们之间共享用户空间的内存(当然,线程间共享的不仅仅是内存)。
【Android中的进程名和线程名】当我们需要启动一个新程序时,首先会通过fork或clone得到一个新的运行实体。之后在新的运行实体中通过exec来启动程序。Exec有很多变种,咱们以常见的excel为例。
int execl(const char *pathname, const char *arg, ... /*, (char *) NULL */);

1.1 Command Line
该函数的第一个参数是可执行文件的路径名,后面的参数则共同构成command line。内核在处理这些command line参数时,会将它们顺次连接地存放在栈底,每个参数中间通过'\0'进行分隔。这些参数在程序启动后会传递给main方法,也即我们经常看到的argv[]。按照约定俗成的规定(非强制),第一个参数(argv[0]指向的字符串)是文件名,当然如果你喜欢,也可以传入任何其他字符串。
比如下面的输入,最终产生的command line就是"banana\0-l\0",\0对应的ASCII码为0x00。
execl("/bin/ls", "banana", "-l", NULL);

由于command line中各个字符串通过'\0'进行分隔,因此如果简单地通过printf进行输出,我们将只会看到argv[0]指向的字符串。如果想要完整地获取command line中的所有内容,通常需要一些特殊处理。如下是Android提供的两种获取方式,get_command_line将获取其中所有的字符串,而get_process_name只会获取argv[0]指向的字符串,对纯native进程而言,它通常是可执行文件的名称,也可以理解为进程名。不过对于Android应用而言,它却有别的含义。此处按下不表,后文再述。
[/system/core/debuggerd/util.cpp]
std::vector get_command_line(pid_t pid) { std::vector result; std::string cmdline; android::base::ReadFileToString(android::base::StringPrintf("/proc/%d/cmdline", pid), &cmdline); auto it = cmdline.cbegin(); while (it != cmdline.cend()) { // string::iterator is a wrapped type, not a raw char*. auto terminator = std::find(it, cmdline.cend(), '\0'); result.emplace_back(it, terminator); it = std::find_if(terminator, cmdline.cend(), [](char c) { return c != '\0'; }); } if (result.empty()) { result.emplace_back(""); }return result; }std::string get_process_name(pid_t pid) { std::string result = ""; android::base::ReadFileToString(android::base::StringPrintf("/proc/%d/cmdline", pid), &result); // We only want the name, not the whole command line, so truncate at the first NUL. return result.c_str(); }

上文提到,command line会顺次连接地存放在栈底,也即用户空间。当我们在adb shell中执行cat /proc/[pid]/cmdline指令时,本质上是访问一个特殊的文件节点(该文件节点只可读)。这个访问动作最后会触发内核空间的一个函数,如下。
[/kernel/common/fs/proc/base.c]
REG("cmdline",S_IRUGO, proc_pid_cmdline_ops),

[/kernel//common/fs/proc/base.c]
static const struct file_operations proc_pid_cmdline_ops = { .read= proc_pid_cmdline_read, .llseek= generic_file_llseek, };

proc_pid_cmdline_read函数会通过access_remote_vm来访问[pid]进程的地址空间,进而获得它存放在用户空间的command line数据,并将其拷贝到输出的buffer中。因此,command line数据并不存在于内核地址空间。
1.2 Command Name
每一个调度实体都有自己的名字,也即task\_struct中的"comm"字段。Comm本意为command name,并非上述的command line,这里要注意区分。
[/kernel/common/include/linux/sched.h]
/* Task command name length: */ #define TASK_COMM_LEN16 ... struct task_struct { ... /* * executable name, excluding path. * * - normally initialized setup_new_exec() * - access it with [gs]et_task_comm() * - lock it with task_lock() */ charcomm[TASK_COMM_LEN]; ... }

comm字符串存储的到底是什么?只有源码最清楚。当我们调用exec执行可执行文件时,它在kernel层会调用load_elf_binary,其中便会设置task_strcut.comm字段。
[/kernel/common/fs/exec.c]
__set_task_comm(me, kbasename(bprm->filename), true);

[/kernel/common/include/linux/string.h]
/** * kbasename - return the last part of a pathname. * * @path: path to extract the filename from. */ static inline const char *kbasename(const char *path) { const char *tail = strrchr(path, '/'); return tail ? tail + 1 : path; }

Exec传入的第一个参数虽说是文件名,但它是带有路径的文件名,譬如/system/bin/surfaceflinger,而存入comm字段的名称则是剥离路径的文件名,也即surfaceflinger。另外需要注意的是,comm长度为16,任何过长的文件名都会被截断。因此,comm最初始的含义为可执行文件的名称,不过随着系统的发展,它的含义早已超出当初的设定。
2. Ps视角下的进程名和线程名 Ps最初是Linux shell中的一个指令,用于展示进程相关的一些信息。不过Android采用的是toybox里的实现,和原生ps在使用方法上有些许差异。源码位于/external/toybox/toys/posix/ps.c
Toybox combines the most common Linux command line utilities together into a single BSD-licensed executable that's simple, small, fast, reasonably standards-compliant, and powerful enough to turn Android into a development environment. See the links on the left for details.
2.1 Ps -A显示的进程名
ps -Aps -e执行的是同一个动作,都是显示所有进程。
-AAll -eSynonym for -A

下面是ps -A的一个示例输出。
# ps -A USERPIDPPIDVSZRSS WCHANADDR S NAME root10 13001184 14608 do_epoll_+0 S init root2000 kthreadd0 S [kthreadd] root3200 rescuer_t+0 I [rcu_gp] ... logd2781 130360247516 __do_sys_+0 S logd lmkd2791 130604807372 do_epoll_+0 S lmkd system13831 13504456 60264 do_epoll_+0 S surfaceflinger ... u0_a15052801105 16943368 103628 do_freeze+0 S com.android.mms u0_a19053341105 16966004 134128 do_freeze+0 S com.android.permissioncontroller u0_a3753521105 16778080 100784 do_freeze+0 S com.android.providers.calendar

注意最后一列:NAME,它的含义如下所示:Process name。可是看完上面的输出,会发现有几个奇怪的点。
  1. 为什么有的进程名是可执行文件的名称,有的却是应用的包名?
  2. 为什么有的进程名会用方括号括住?
下面我们翻译翻译,什么TM的是TM的进程名。
[/external/toybox/toys/posix/ps.c]
// String fields (-1 is procpid->str, rest are str+offset[1-slot]) {"TTY", "Controlling terminal", -8, -2}, {"WCHAN", "Wait location in kernel", -6, -3}, {"LABEL", "Security label", -30, -4}, {"COMM", "EXE filename (/proc/PID/exe)", -27, -5}, {"NAME", "Process name (PID's argv[0])", -27, -7}, {"COMMAND", "EXE path (/proc/PID/exe)", -27, -5}, {"CMDLINE", "Command line (argv[])", -27, -6}, {"ARGS", "CMDLINE minus initial path", -27, -6}, {"CMD", "Thread name (/proc/TID/stat:2)", -15, -1},

Process name按照上述的注释,可以理解为argv[0]指向的字符串。这个数据从/proc/[pid]/cmdline文件节点读出,但需要经过一些特殊的处理。
[/external/toybox/toys/posix/ps.c]
struct { char *name; // Path under /proc/$PID directory long long bits; // Only fetch extra data if an -o field is displaying it } fetch[] = { // sources for procpid->offset[] data {"fd/", _PS_TTY}, {"wchan", _PS_WCHAN}, {"attr/current", _PS_LABEL}, {"exe", _PS_COMMAND|_PS_COMM}, {"cmdline", _PS_CMDLINE|_PS_ARGS|_PS_NAME}, {"", _PS_NAME} };

从cmdline文件节点读出来的原始信息包含所有参数,它们中间由'\0'进行分隔。Ps进程拿到这些数据后将会进行如下处理:
(假设我们拿到的原始信息是:"/system/bin/top\0-d\04\0")
  1. 将所有的'\0'用空格代替,处理后的字符串可以显示在CMDLINE列。(处理后变为:"/system/bin/top -d 4")
  2. 将之前代替的第一个'\0'前的字符串作为argv[0],并将argv[0]字符串最后一个'/'前的信息去除,只保留基本的文件名(英文又称basename),处理后的字符串可以显示在NAME列。(处理后变为:"top")
  3. 将argv[0]中的路径信息去除,但是保留后续的参数信息,处理后的字符串可以显示在ARGS列。(处理后变为:"top -d 4")
因此我们可以知道,cmdline文件节点读出的信息最终被用在了三个地方,有点一鱼三吃的感觉。
最终显示在ps -A中的进程名,是argv[0]字符串的basename,通常是可执行文件的名称。而Android应用之所以显示为包名,是因为进程启动过程中改写了argv[0]的值,这个放到后面再说。
那为什么有些进程名用方括号括起来了呢?
答案是这些进程没有cmdline(内核进程和一些特殊的用户进程)。当cmdline文件节点读不到任何信息时,ps会将该进程的task_struct.comm值取出,并用方括号括住来替代显示。对这些进程而言,CMDLINENAMEARGS列显示的都是同一个字符串。所以看到这样的进程名时,我们大概率可以推测这是一个内核进程。
2.2 Top显示的进程名
Android中的进程名和线程名
文章图片

Top显示的进程名为ARGS(具体含义见#2.1)。严格来说,它不能叫做”进程名“,而应该叫”参数列表“。这里我们以top进程示例(第二行),可以看到ARGS为"top -d 4",它包含了后续的参数信息。
2.3 Ps -T -p显示的线程名
# ps -T -p 5280 USERPIDTIDPPID VSZRSSWCHANADDR S CMD u0_a150 5280 5280 1105 16943368 103628 do_freeze+ 0 S com.android.mms u0_a150 5280 5281 1105 16943368 103628 do_freeze+ 0 S Runtime worker u0_a150 5280 5282 1105 16943368 103628 do_freeze+ 0 S Runtime worker u0_a150 5280 5283 1105 16943368 103628 do_freeze+ 0 S Runtime worker u0_a150 5280 5284 1105 16943368 103628 do_freeze+ 0 S Runtime worker u0_a150 5280 5285 1105 16943368 103628 do_freeze+ 0 S Signal Catcher u0_a150 5280 5286 1105 16943368 103628 do_freeze+ 0 S perfetto_hprof_ u0_a150 5280 5287 1105 16943368 103628 do_freeze+ 0 S ADB-JDWP Connec u0_a150 5280 5288 1105 16943368 103628 do_freeze+ 0 S Jit thread pool u0_a150 5280 5289 1105 16943368 103628 do_freeze+ 0 S HeapTaskDaemon u0_a150 5280 5290 1105 16943368 103628 do_freeze+ 0 S ReferenceQueueD u0_a150 5280 5291 1105 16943368 103628 do_freeze+ 0 S FinalizerDaemon u0_a150 5280 5292 1105 16943368 103628 do_freeze+ 0 S FinalizerWatchd u0_a150 5280 5293 1105 16943368 103628 do_freeze+ 0 S Binder:5280_1 u0_a150 5280 5294 1105 16943368 103628 do_freeze+ 0 S Binder:5280_2 u0_a150 5280 5295 1105 16943368 103628 do_freeze+ 0 S Binder:5280_3 u0_a150 5280 5303 1105 16943368 103628 do_freeze+ 0 S k worker thread u0_a150 5280 5307 1105 16943368 103628 do_freeze+ 0 S Binder:5280_4 u0_a150 5280 5310 1105 16943368 103628 do_freeze+ 0 S queued-work-loo u0_a150 5280 5312 1105 16943368 103628 do_freeze+ 0 S ent.InfoHandler u0_a150 5280 5313 1105 16943368 103628 do_freeze+ 0 S nt.EventHandler u0_a150 5280 6312 1105 16943368 103628 do_freeze+ 0 S android.bg

Ps -T -p将会显示特定进程下的所有线程 。这里的显示名为CMD,该信息通过访问/proc/TID/stat:2节点信息获取,它本质上就是task_struct.comm字段,有16位长度的限制。
(2) comm%s The filename of the executable, in parentheses. Strings longer than TASK_COMM_LEN (16) characters (including the terminating null byte) are silently truncated.This is visible whether or not the executable is swapped out.

如果仔细观察上述的CMD信息,你会发现一个奇怪的现象:有些截断是保留名称的后半段(譬如"nt.EventHandler"),而有些截断是保留名称的前半段(譬如"ReferenceQueueD")。这个具体的原因我们保留到Android应用那一节再阐述。
3. Pthread视角下的线程名 Native层的线程创建一般采用pthread,不论是libcxx里的std::thread还是Java层的Thread,其底层都是pthread。所以想要准确地理解应用中的线程名,pthread这一关必须得过。
对于pthread而言,它的线程名就是task_struct.comm字段。
当我们通过pthread_create()创建线程时,有一点值得注意:该函数的内部并没有设置线程名,因此clone动作会将调用线程的comm字段复制给新的线程。也就是说,新线程默认的线程名和调用线程一致。这也是为什么我们会在surfaceflinger进程内看到多个同名线程的原因。
改变线程名称可以采用pthread_setname_np函数,其最终会修改位于内核空间的task_struct.comm字段。这里依然有个地方需要注意,即传入的名称长度不能超过16,否则设置无效。
[/bionic/libc/bionic/pthread\_setname\_np.cpp]
int pthread_setname_np(pthread_t t, const char* thread_name) { ErrnoRestorer errno_restorer; size_t thread_name_len = strlen(thread_name); if (thread_name_len >= MAX_TASK_COMM_LEN) return ERANGE;

4. Android视角下的进程名和线程名 4.1 Zygote的进程名和线程名
以下讨论均为64位zygote进程
Init进程根据init.zygote64.rc文件来启动64位的zygote进程,其本质也是fork完之后执行exec调用,传入的参数如下,总长度为78(包含结尾的'\0')。【现有机器上很多根据init.zygote64\_32.rc文件来启动64位zygote进程,这是参数总长度为99,包含结尾的'\0'。】
/system/bin/app_process64 -Xzygote /system/bin --zygote --start-system-server

[/frameworks/base/cmds/app\_process/app\_main.cpp]
#if defined(__LP64__) static const char ABI_LIST_PROPERTY[] = "ro.product.cpu.abilist64"; static const char ZYGOTE_NICE_NAME[] = "zygote64"; #else ... int main(int argc, char* const argv[]) { ... AppRuntime runtime(argv[0], computeArgBlockSize(argc, argv)); ... while (i < argc) { const char* arg = argv[i++]; if (strcmp(arg, "--zygote") == 0) { zygote = true; niceName = ZYGOTE_NICE_NAME; ... if (!niceName.isEmpty()) { runtime.setArgv0(niceName.string(), true /* setProcName */); }

Exec执行之后,zygote的进程名和主线程名均会被设置为app\_process64,也即可执行文件的名称。不过main函数内部会对它们进行修改,通过setArgv0函数。
[/frameworks/base/core/jni/AndroidRuntime.cpp]
void AndroidRuntime::setArgv0(const char* argv0, bool setProcName) { // Set the kernel's task name, for as much of the name as we can fit. // The kernel's TASK_COMM_LEN minus one for the terminating NUL == 15. if (setProcName) { int len = strlen(argv0); if (len < 15) { pthread_setname_np(pthread_self(), argv0); } else { pthread_setname_np(pthread_self(), argv0 + len - 15); } }// Directly change the memory pointed to by argv[0]. memset(mArgBlockStart, 0, mArgBlockLength); strlcpy(mArgBlockStart, argv0, mArgBlockLength); // Let bionic know that we just did that, because __progname points // into argv[0] (https://issuetracker.google.com/152893281). setprogname(mArgBlockStart); }

SetArgv0函数会做三件事:
  1. 修改zygote主线程的名称为"zygote64",也即修改task_struct.comm字段。
  2. 修改位于栈底的command line,将原有数据全部清空,更改为"zygote64"。这时候访问/proc/[zygote's pid]/cmdline文件节点,获取到的只有"zygote64"。这样不论我们使用cmdline完整的字符串,还是argv[0]指向的字符串,抑或是argv[0]剥离路径后的basename,都将得到"zygote64"。因此,我们有理由说,此时的进程名已经被改为了"zygote64"。
  3. __progname指向command line的开头,该字段主要在libc中使用。
执行完setArgv0后,zygote进程的进程名和主线程名都更改为了"zygote64"。可是,事情到这里就结束了么?并不会!
随后zygote还会启动虚拟机,在虚拟机启动的尾声执行如下函数。
[/art/runtime/thread.cc]
void Thread::FinishStartup() { Runtime* runtime = Runtime::Current(); CHECK(runtime->IsStarted()); // Finish attaching the main thread. ScopedObjectAccess soa(Thread::Current()); soa.Self()->CreatePeer("main", false, runtime->GetMainThreadGroup());

CreatePeer内部会调用SetThreadName再次修改线程的名称。
[/art/runtime/thread.cc]
void Thread::SetThreadName(const char* name) { tlsPtr_.name->assign(name); ::art::SetThreadName(name); Dbg::DdmSendThreadNotification(this, CHUNK_TYPE("THNM")); }

这里线程名将拥有两层含义,因为启动虚拟机之后的主线程将不仅仅是一个pthread线程,还是一个ART线程。
  1. 第一层含义:task_struct.comm字段,也即pthread的线程名,该名称存放于内核地址空间。
  2. 第二层含义:每个ART线程都会对应一个art::Thread对象,其内部有一个字段:tlsPtr_.name。该名称存放于用户地址空间。
回到SetThreadName函数,它会分别修改两层含义的线程名。首先将tlsPtr_.name字段改为"main",接着通过::art::SetThreadNametask_struct.comm字段更改为"main"。
[/art/libartbase/base/utils.cc]
void SetThreadName(const char* thread_name) { bool hasAt = false; bool hasDot = false; const char* s = thread_name; while (*s) { if (*s == '.') { hasDot = true; } else if (*s == '@') { hasAt = true; } s++; } int len = s - thread_name; if (len < 15 || hasAt || !hasDot) { s = thread_name; } else { s = thread_name + len - 15; } #if defined(__linux__) || defined(_WIN32) // pthread_setname_np fails rather than truncating long strings. char buf[16]; // MAX_TASK_COMM_LEN=16 is hard-coded in the kernel. strncpy(buf, s, sizeof(buf)-1); buf[sizeof(buf)-1] = '\0'; errno = pthread_setname_np(pthread_self(), buf); if (errno != 0) { PLOG(WARNING) << "Unable to set the name of current thread to '" << buf << "'"; } #else// __APPLE__ pthread_setname_np(thread_name); #endif }

::art::SetThreadName对传入的名称有些特殊处理,处理规则如下。
  1. 如果传入的名称含有'@'符号,或者不含'.'符号,则在截断时保留前半部分。
  2. 否则字符串在截断时保留后半部分。
了解规则并不重要,理解规则背后的思考才重要。这里说下我对于这个规则的理解:16字符的长度限制是内核空间为了控制task\_struct结构体大小不得不做的牺牲,对于长度超过16的名称,Google设计的目标是保留其中最有信息量的部分。通过'.'符号来分割的名称,前半部分的信息含量一般较低。我们以包名举例,前半部分一般为"com"、"org"之类的名称,而最后才是每个包名最独特的地方,也是信息量最大的部分。而'@'符号后面跟的一般是版本信息,它对于我们了解线程的身份并不重要,因为系统中很少有多个版本同时存在。
回到之前ps -T -p显示过的线程名,5290线程保留了前半部分,5312线程保留了后半部分。配合刚刚介绍的规则,我想你可以更加深入地理解。
u0_a150 5280 5290 1105 16943368 103628 do_freeze+ 0 S ReferenceQueueD u0_a150 5280 5291 1105 16943368 103628 do_freeze+ 0 S FinalizerDaemon u0_a150 5280 5292 1105 16943368 103628 do_freeze+ 0 S FinalizerWatchd u0_a150 5280 5310 1105 16943368 103628 do_freeze+ 0 S queued-work-loo u0_a150 5280 5312 1105 16943368 103628 do_freeze+ 0 S ent.InfoHandler

继续回到zygote进程。当虚拟机启动完毕后,zygote的主线程名更改为"main",不论是pthread的视角(task_struct.comm),还是ART线程的视角(tlsPtr_.name)。
4.2 Android应用的进程名和线程名
Android应用进程由zygote fork而出,而且这个fork动作发生在zygote的主线程。当fork完毕后,应用进程(目前只有一个线程)主线程的task_struct.comm和zygote主线程一致,且它的tlsPtr_.name也和zygote主线程一致,均为"main"。
应用进程主线程会接着调用SpecializeCommon函数,其中会再次修改线程名。nice\_name也即应用在manifest中声明的进程名,默认情况下它和包名是一致的,除非我们设置了"android:process"。
[/frameworks/base/core/jni/com\_android\_internal\_os\_Zygote.cpp]
// Make it easier to debug audit logs by setting the main thread's name to the // nice name rather than "app_process". if (nice_name.has_value()) { SetThreadName(nice_name.value()); } else if (is_system_server) { SetThreadName("system_server"); }

不过需要注意的是,这个SetThreadName只会修改task_struct.comm,而不会修改tlsPtr_.name。因此如果我们将这个线程看作pthread,那么它的名称就是包名;可是如果我们将它看作ART thread,那么它的名称就是"main"。
[/frameworks/base/core/jni/com\_android\_internal\_os\_Zygote.cpp]
void SetThreadName(const std::string& thread_name) { bool hasAt = false; bool hasDot = false; for (const char str_el : thread_name) { if (str_el == '.') { hasDot = true; } else if (str_el == '@') { hasAt = true; } }const char* name_start_ptr = thread_name.c_str(); if (thread_name.length() >= MAX_NAME_LENGTH && !hasAt && hasDot) { name_start_ptr += thread_name.length() - MAX_NAME_LENGTH; }// pthread_setname_np fails rather than truncating long strings. char buf[16]; // MAX_TASK_COMM_LEN=16 is hard-coded into bionic strlcpy(buf, name_start_ptr, sizeof(buf) - 1); errno = pthread_setname_np(pthread_self(), buf); if (errno != 0) { ALOGW("Unable to set the name of current thread to '%s': %s", buf, strerror(errno)); } // Update base::logging default tag. android::base::SetDefaultTag(buf); }

SpecializeCommon执行完毕后,主线程会调用setArgv0来修改进程名,将command line由"zygote64"改为应用包名。
至此,应用进程的command line和主线程的task_struct.comm均设置为包名,而主线程的tlsPtr_.name依旧为"main"。
4.3 Java中新线程的名称
我们在Java中创建的线程,它本质上是ART线程,而Java层的Thread对象更像是个傀儡,其核心的运作和数据都在Native层的art::Thread对象中。当我们在Java层new一个Thread对象时,与之对应的art::Thread并没有创建。只有当我们调用Thread.start()时,art::Thread才会创建。
art::Thread创建并启动成功后,新线程会将自己的名称改为创建Thread时传入的名称。如果我们在创建时并未指定名称,则系统会按照"Thread"+"序号"的方式自动命名,这一点和pthread不同。
[/libcore/ojluni/src/main/java/java/lang/Thread.java]
public Thread(ThreadGroup group, Runnable target) { init(group, target, "Thread-" + nextThreadNum(), 0); }

不过即便线程启动完毕,我们也可以在后续过程中通过Thread.setName来修改线程名。
与主线程不同,这些线程在修改名称时会同时修改task_struct.commtlsPtr_.name
4.4 Trace文件和Tombstone文件中的进程名和线程名
对大多数开发者而言,他们接触到进程名和线程名的地方主要是trace文件和tombstone文件。
[Trace文件示例]
----- pid 9000 at 2022-03-17 05:00:52.489353500+0000 ----- Cmd line: com.hangl.helloworldhelloworldhelloworldhelloworldhelloworldhelloworldhellowoDALVIK THREADS (16): "Signal Catcher" daemon prio=10 tid=5 Runnable ... "main" prio=5 tid=1 Native ... "ReferenceQueueDaemon" daemon prio=5 tid=12 Waiting

"Cmd line"后的字符串是通过访问/proc/self/cmdline文件节点获取到的。只不过将原始字符串去除了尾部多余的'\0',且将分隔的'\0'替换为了空格。根据前文可知,待SpecializeCommon执行完毕后,应用主线程会调用setArgv0来修改进程名,将command line由"zygote64"改为应用包名。
[/art/runtime/signal\_catcher.cc]
static void DumpCmdLine(std::ostream& os) { #if defined(__linux__) // Show the original command line, and the current command line too if it's changed. // On Android, /proc/self/cmdline will have been rewritten to something like "system_server". // Note: The string "Cmd line:" is chosen to match the format used by debuggerd. std::string current_cmd_line; if (android::base::ReadFileToString("/proc/self/cmdline", ¤t_cmd_line)) { current_cmd_line.resize(current_cmd_line.find_last_not_of('\0') + 1); // trim trailing '\0's std::replace(current_cmd_line.begin(), current_cmd_line.end(), '\0', ' '); os << "Cmd line: " << current_cmd_line << "\n"; const char* stashed_cmd_line = GetCmdLine(); if (stashed_cmd_line != nullptr && current_cmd_line != stashed_cmd_line && strcmp(stashed_cmd_line, "") != 0) { os << "Original command line: " << stashed_cmd_line << "\n"; } } #else os << "Cmd line: " << GetCmdLine() << "\n"; #endif }

继续延申下,其实这里显示的"Cmd line"也是有长度限制的。它的最大长度为init.zygote64.rc启动zygote时传入的参数长度,现阶段为78(包括结尾'\0')。不知道你们注意到上述的示例trace文件没有,我声明的包名是超过最大长度的,"Cmd line"只保留了前77个字符,加上结尾的'\0'正好78。对比如下。(如果你的机器上用的是init.zygote64_32.rc,那么将会保留98个字符。)
Package Name: com.hangl.helloworldhelloworldhelloworldhelloworldhelloworldhelloworldhelloworld ----- pid 5129 at 2022-03-18 03:23:41 ----- Cmd line: com.hangl.helloworldhelloworldhelloworldhelloworldhelloworldhelloworldhellowo

接着是trace文件中显示的线程名。根据源码可知,这里显示的是tlsPtr_.name,而并没有用task_struct.comm。应用主线程的tlsPtr_.name为"main",task_struct.comm为包名,因此这里主线程名为"main"。其他线程则不会存在这种分歧。
[/art/runtime/thread.cc]
if (thread != nullptr) { os << '"' << *thread->tlsPtr_.name << '"';

[Tombstone文件示例]
*** *** *** *** *** *** *** *** *** *** *** *** *** *** *** *** Cmdline: com.hangl.helloworldhelloworldhelloworldhelloworldhelloworldhelloworldhellowo pid: 9000, tid: 9000, name: worldhelloworld>>> com.hangl.helloworldhelloworldhelloworldhelloworldhelloworldhelloworldhellowo <<< ... pid: 9000, tid: 9010, name: ReferenceQueueD>>> com.hangl.helloworldhelloworldhelloworldhelloworldhelloworldhelloworldhellowo <<<

Tombstone中的Cmdline和Trace一致,均是用空格替换用于分隔的'\0'。
[/system/core/debuggerd/util.cpp]
std::vector get_command_line(pid_t pid) { std::vector result; std::string cmdline; android::base::ReadFileToString(android::base::StringPrintf("/proc/%d/cmdline", pid), &cmdline); auto it = cmdline.cbegin(); while (it != cmdline.cend()) { // string::iterator is a wrapped type, not a raw char*. auto terminator = std::find(it, cmdline.cend(), '\0'); result.emplace_back(it, terminator); it = std::find_if(terminator, cmdline.cend(), [](char c) { return c != '\0'; }); } if (result.empty()) { result.emplace_back(""); }return result; }

[/system/core/debuggerd/libdebuggerd/tombstone\_proto\_to\_text.cpp]
CB(should_log, "Cmdline: %s", android::base::Join(tombstone.command_line(), " ").c_str());

不过线程名的显示和Trace不同,这里采用的是task_struct.comm,而非tlsPtr_.name。其实这个很好理解,因为tombstone是针对所有用户进程的机制,它只能将线程看作pthread,而无法将它看作ART thread。作为pthread,它的线程名只存在于tlsPtr_.name
这样一来,应用的主线程名将显示为截断的包名,之所以截断,是因为task_struct.comm有16位长度限制。而且由于包名含有'.'符号,采用前截断保留后半部分。另外,其他线程的名称也可能被截断,而这种情况在trace文件中不会发生。譬如同样是"ReferenceQueueDaemon"线程,trace文件中的名称显示完整 ,而tombstone文件中的名称则被截断。
结语 本文采用由下到上、层层递进的视角分析了进程名/线程名的不同理解。细节颇多,看起来容易混乱,因此这里做下总结。
  1. Ps视角下的进程名为command line的第一个参数,即argv[0],不过去除了'/'前的路径信息;Trace文件和tombstone文件里的进程名都是完整的command line,应用进程在启动时将command line改写为了包名,长度超过77个字符的部分将会被截断。
  2. Pthread视角下的线程名为task_struct.comm,有16位长度限制;ART thread视角下的线程名为tlsPtr_.name,没有长度限制。
  3. Pthread\_create或std::thread创建的线程,默认的线程名和创建者一致;Java层Thread创建的线程,默认的线程名为"Thread-"+"序号"。
这篇文章看起来颇有些“茴香豆的茴有几种写法”的感觉,但我并不是闲着没事做憋出的这篇文章。前段时间开发一个特性,需要根据进程名区别设置,在写代码的时候我就在想:进程名到底是什么?底层看到的进程名和上层看到的进程名是否一致?想完这个问题后,我发现我并不懂。不懂就要去研究,因此才有了这篇文章。

    推荐阅读