Android native层的线程分析(C++)，以及堆栈打印调试

2024-06-13 01:52
文章标签 分析 c++ android 线程 调试 打印 native 堆栈

本文主要是介绍Android native层的线程分析(C++)，以及堆栈打印调试，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

文章目录

  • Android native层的线程分析(C++)，多线程实现
    • 1.native线程的创建
      • 第一部分：android_thread模块
      • 第二部分：linux_thread模块
    • 2.测试linux_thread模块
    • 3.Android native的Thread类
      • 3.1源码分析
    • 4.native层堆栈调试方法

Android native层的线程分析(C++)，多线程实现

1.native线程的创建

pthread_t //表示线程ID

pthread_equal (pthread_t __thread1, pthread_t __thread2);//比较线程ID

pthread_t pthread_self (void);//用户返回线程ID

pthread_create()//线程创建

编写Android.mk文件，

这个MK文件是一个Android.mk构建脚本，用于指导Android Native Development Kit (NDK)如何编译和链接两个可执行模块：android_thread 和 linux_thread。下面是该脚本的详细解析：

LOCAL_PATH := $(call my-dir)
include $(CLEAR_VARS)LOCAL_SRC_FILES := MyThread.cpp \Main.cpp \LOCAL_SHARED_LIBRARIES :=libandroid_runtime \libcutils \libutils \liblog LOCAL_MODULE := android_threadLOCAL_PRELINK_MODULE := falseinclude $(BUILD_EXECUTABLE)include $(CLEAR_VARS)LOCAL_SRC_FILES := thread_posix.c LOCAL_MODULE := linux_thread
LOCAL_SHARED_LIBRARIES :=liblog  LOCAL_PRELINK_MODULE := falseinclude $(BUILD_EXECUTABLE)//把thread_posix.c 文件编译(BUILD_EXECUTABLE)成为一个二进制的可执行文件，这个二进制可执行文件的名字是linux_thread。

第一部分：android_thread模块

  1. LOCAL_PATH: 这一行定义了当前目录的路径，通过my-dir函数自动获取，作为查找其他文件（如源代码文件）的相对路径基础。
  2. include $(CLEAR_VARS): 这行代码包含了清除所有之前定义的LOCAL变量的脚本，确保为新模块提供一个干净的构建环境。
  3. LOCAL_SRC_FILES: 指定了要编译的源文件列表。在这个例子中，包括MyThread.cpp 和 Main.cpp。
  4. LOCAL_SHARED_LIBRARIES: 列出了该模块需要链接的共享库，包括libandroid_runtime, libcutils, libutils, 和 liblog。这些都是Android系统提供的库，用于支持Android运行时功能、实用工具函数、日志输出等功能。
  5. LOCAL_MODULE: 定义了模块的名称，这里是android_thread。
  6. LOCAL_PRELINK_MODULE: 设定为false，表示该模块在预链接阶段不会被处理。预链接是一个可选步骤，通常用于减少应用启动时间，但在这里不适用。
  7. include $(BUILD_EXECUTABLE): 告诉NDK构建系统，根据前面定义的规则，将这些源文件编译成一个可执行文件。

第二部分：linux_thread模块

这部分结构与第一部分相似，但是针对另一个模块linux_thread：

  • LOCAL_SRC_FILES 只包含一个源文件：thread_posix.c，意味着这是一个基于POSIX线程标准实现的模块。
  • LOCAL_SHARED_LIBRARIES 只列出了liblog，说明这个模块依赖于日志库来记录日志信息。
  • 其他如LOCAL_MODULE、LOCAL_PRELINK_MODULE以及最后的include $(BUILD_EXECUTABLE)指令用法与android_thread模块相同，用于构建名为linux_thread的独立可执行模块。

综上所述，这个MK文件配置了两个C++/C语言编写的可执行模块的构建过程，一个是与Android系统紧密结合的android_thread，另一个是使用POSIX线程API的linux_thread，两者都将作为独立的可执行文件生成。

thread_posix.c

这段代码是一个简单的C语言程序，演示了如何在Linux或类Unix系统中使用POSIX线程库（pthread.h）创建并管理一个线程。同时，它也使用了Android的日志系统（通过utils/Log.h头文件）来记录日志信息。以下是代码的详细解释：

#include <pthread.h> // 包含POSIX线程库头文件
#include <stdlib.h> // 用于exit函数
#include <stdio.h> // 用于printf函数
#include <utils/Log.h> // 包含Android日志系统头文件// 定义线程执行的函数
void *thread_posix_function(void *arg) {(void*)arg; // 忽略传入的参数，这里没有使用int i;for (i = 0; i < 30; i++) {printf("hello thread i = %d\n", i); // 打印到标准输出ALOGD("hello thread i = %d\n", i); // 使用Android日志系统打印DEBUG级别日志sleep(1); // 线程暂停1秒}return NULL; // 线程函数结束，返回空指针
}int main(void) {pthread_t mythread; // 定义一个线程标识符// 创建一个新的线程，执行thread_posix_function函数，传入参数为NULLif (pthread_create(&mythread, NULL, thread_posix_function, NULL)) {ALOGD("error creating thread."); // 如果创建失败，记录错误日志abort(); // 终止程序执行}// 主线程等待mythread线程结束if (pthread_join(mythread, NULL)) {ALOGD("error joining thread."); // 如果等待失败，记录错误日志abort(); // 终止程序执行}ALOGD("hello thread has run end exit\n"); // 记录日志，表明线程已正确执行完毕exit(0); // 主程序正常退出
}

这段代码首先定义了一个线程执行的函数thread_posix_function，该函数每隔一秒打印一次消息到控制台和Android日志系统，共打印30次。在main函数中，它创建了一个新的线程并执行thread_posix_function，然后主线程等待这个新线程完成其任务后才退出。整个过程中，还利用了Android的日志系统来报告错误或提供执行状态信息。

2.测试linux_thread模块

在这里插入图片描述

在安卓源码的根目录下创建一个文件夹，并写上mk文件，提供编译的脚本。

然后单独编译模块名即可 ===== LOCAL_MODULE

在这里插入图片描述

把编译后的可执行二进制文件push到设备中

在这里插入图片描述

执行一下，可以看到线程在打印输出。

在这里插入图片描述

3.Android native的Thread类

Android native的Thread类是Android提供的一个基础类

system\core\libutils\include\utils\Thread.h
system\core\libutils\Threads.cpp

智能指针，主要用来释放和控制内存。

在这里插入图片描述

 virtual void            onFirstRef();

第一次这个类被创建就会执行这个智能指针的这个方法，在这个方法里面我们就可以做一些事情了。执行线程创建并启动运行un方法，status_t run(const char* name, int32_t priority, size_t stack);，先执行readyToRun()，创建完成后，通过调用threadLoop()函数，线程请求退出方法，实现requestExit()函数。

3.1源码分析

run（）方法，可以看到它也是用的pthread那套线程api，Android的native层的线程就是基于linux的pthread方案进行封装的。

在这里插入图片描述

进入_threadLoop

int Thread::_threadLoop(void* user)
{Thread* const self = static_cast<Thread*>(user);sp<Thread> strong(self->mHoldSelf);wp<Thread> weak(strong);self->mHoldSelf.clear();#if defined(__ANDROID__)// this is very useful for debugging with gdbself->mTid = gettid();
#endifbool first = true;do {bool result;if (first) {first = false;//我们一旦调用了线程的run方法之后首先执行的就是这个readyToRun方法。self->mStatus = self->readyToRun();result = (self->mStatus == OK);if (result && !self->exitPending()) {// Binder threads (and maybe others) rely on threadLoop// running at least once after a successful ::readyToRun()// (unless, of course, the thread has already been asked to exit// at that point).// This is because threads are essentially used like this://   (new ThreadSubclass())->run();// The caller therefore does not retain a strong reference to// the thread and the thread would simply disappear after the// successful ::readyToRun() call instead of entering the// threadLoop at least once.result = self->threadLoop();}} else {result = self->threadLoop();}// establish a scope for mLock{Mutex::Autolock _l(self->mLock);if (result == false || self->mExitPending) {self->mExitPending = true;self->mRunning = false;// clear thread ID so that requestExitAndWait() does not exit if// called by a new thread using the same thread ID as this one.self->mThread = thread_id_t(-1);// note that interested observers blocked in requestExitAndWait are// awoken by broadcast, but blocked on mLock until break exits scopeself->mThreadExitedCondition.broadcast();break;}}// Release our strong reference, to let a chance to the thread// to die a peaceful death.strong.clear();// And immediately, re-acquire a strong reference for the next loopstrong = weak.promote();} while(strong != nullptr);return 0;
}

测试

#ifndef _MYTHREAD_H
#define _MYTHREAD_H#include <utils/threads.h>namespace android {class MyThread: public Thread {
public:MyThread();virtual void        onFirstRef();virtual status_t    readyToRun();virtual bool threadLoop();virtual void        requestExit();
private:int hasRunCount = 0;
};}
#endif

#define LOG_TAG "MyThread"#include <utils/Log.h>
#include "MyThread.h"namespace android {MyThread::MyThread() :Thread(false) {ALOGD("MyThread");}bool MyThread::threadLoop() {ALOGD("threadLoop hasRunCount = %d",hasRunCount);hasRunCount++;if (hasRunCount == 10) {return false;		}return true;}void MyThread::onFirstRef() {ALOGD("onFirstRef");}status_t MyThread::readyToRun() {ALOGD("readyToRun");return 0;}void MyThread::requestExit() {ALOGD("requestExit");}
}

同上linux_thread操作编译push即可。

4.native层堆栈调试方法

android::CallStack()。所在线程的堆栈调用打印出来。

进入对应的cpp文件，解开注释，并且修改值为1

在这里插入图片描述

声明头文件

在这里插入图片描述

调用方法，

在这里插入图片描述

android::CallStack cs("zxx");cs.update();cs.log("zxx",ANDROID_LOG_ERROR,"=======================");

测试

在这里插入图片描述

这篇关于Android native层的线程分析(C++)，以及堆栈打印调试的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！


http://www.chinasem.cn/article/1055957。

相关文章

Android协程高级用法大全

Android协程高级用法大全

《Android协程高级用法大全》这篇文章给大家介绍Android协程高级用法大全,本文结合实例代码给大家介绍的非常详细,对大家的学习或工作具有一定的参考借鉴价值,需要的朋友跟随小编一起学习吧... 目录1️⃣ 协程作用域（CoroutineScope）与生命周期绑定Activity/Fragment 中手
阅读更多...
深入解析C++ 中std::map内存管理

深入解析C++ 中std::map内存管理

《深入解析C++中std::map内存管理》文章详解C++std::map内存管理,指出clear()仅删除元素可能不释放底层内存,建议用swap()与空map交换以彻底释放,针对指针类型需手动de... 目录1️、基本清空std::map2️、使用 swap 彻底释放内存3️、map 中存储指针类型的对象
阅读更多...
python 线程池顺序执行的方法实现

python 线程池顺序执行的方法实现

《python线程池顺序执行的方法实现》在Python中,线程池默认是并发执行任务的,但若需要实现任务的顺序执行,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋... 目录方案一：强制单线程（伪顺序执行）方案二：按提交顺序获取结果方案三：任务间依赖控制方案四：队列顺序消
阅读更多...
C++ STL-string类底层实现过程

C++ STL-string类底层实现过程

《C++STL-string类底层实现过程》本文实现了一个简易的string类,涵盖动态数组存储、深拷贝机制、迭代器支持、容量调整、字符串修改、运算符重载等功能,模拟标准string核心特性,重点强... 目录实现框架一、默认成员函数1.默认构造函数2.构造函数3.拷贝构造函数(重点)4.赋值运算符重载函数
阅读更多...
C++ vector越界问题的完整解决方案

C++ vector越界问题的完整解决方案

《C++vector越界问题的完整解决方案》在C++开发中,std::vector作为最常用的动态数组容器,其便捷性与性能优势使其成为处理可变长度数据的首选,然而,数组越界访问始终是威胁程序稳定性的... 目录引言一、vector越界的底层原理与危害1.1 越界访问的本质原因1.2 越界访问的实际危害二、基
阅读更多...
c++日志库log4cplus快速入门小结

c++日志库log4cplus快速入门小结

《c++日志库log4cplus快速入门小结》文章浏览阅读1.1w次，点赞9次，收藏44次。本文介绍Log4cplus，一种适用于C++的线程安全日志记录API，提供灵活的日志管理和配置控制。文章涵盖... 目录简介日志等级配置文件使用关于初始化使用示例总结参考资料简介log4j 用于Java，log4c
阅读更多...
Android 缓存日志Logcat导出与分析最佳实践

Android 缓存日志Logcat导出与分析最佳实践

《Android缓存日志Logcat导出与分析最佳实践》本文全面介绍AndroidLogcat缓存日志的导出与分析方法,涵盖按进程、缓冲区类型及日志级别过滤,自动化工具使用,常见问题解决方案和最佳实... 目录android 缓存日志（Logcat）导出与分析全攻略为什么要导出缓存日志？按需过滤导出1. 按
阅读更多...
C++归并排序代码实现示例代码

C++归并排序代码实现示例代码

《C++归并排序代码实现示例代码》归并排序将待排序数组分成两个子数组,分别对这两个子数组进行排序,然后将排序好的子数组合并,得到排序后的数组,：本文主要介绍C++归并排序代码实现的相关资料,需要的... 目录1 算法核心思想2 代码实现3 算法时间复杂度1 算法核心思想归并排序是一种高效的排序方式，需要用
阅读更多...
Go语言网络故障诊断与调试技巧

Go语言网络故障诊断与调试技巧

《Go语言网络故障诊断与调试技巧》在分布式系统和微服务架构的浪潮中,网络编程成为系统性能和可靠性的核心支柱,从高并发的API服务到实时通信应用,网络的稳定性直接影响用户体验,本文面向熟悉Go基本语法和... 目录1. 引言2. Go 语言网络编程的优势与特色2.1 简洁高效的标准库2.2 强大的并发模型2.
阅读更多...
SpringBoot实现虚拟线程的方案

SpringBoot实现虚拟线程的方案

《SpringBoot实现虚拟线程的方案》Java19引入虚拟线程,本文就来介绍一下SpringBoot实现虚拟线程的方案,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,... 目录什么是虚拟线程虚拟线程和普通线程的区别SpringBoot使用虚拟线程配置@Async性能对比H
阅读更多...

Copyright China编程 23002807@qq.com

沪ICP备2023033072号-2