Android下uid与多用户释疑

Android是基于Linux的OS，Linux下有一套自己的账户管理体系，而Android对此有一些封装和改动。同时，Android也引进了自己的多用户功能。所以，大量的类似“uid”的概念存在于Android中，让初学者很头痛，有必要整理一下以释疑。

1.Linux uid/gid
Linux下的用户id（uid）和群组id（gid）。Linux是多用户系统，每个用户都拥有一个uid，这个uid由系统和用户名做映射绑定。同时，为了便于用户管理（譬如管理文档权限），Linux引入了群组的概念，可以将多个用户归于一个群组。每一个群组拥有一个群组id（gid）。
root用户：Linux下的唯一的超级用户，拥有所有的系统权限。root用户所在的组即root组。

2.Android uid/gid（Linux uid/gid的移花接木）
在Android 4.2之前，Android不支持多用户。Android将Linux的账户管理体系用在了应用管理上。举例说明，在一台android手机上安装某应用，通过adb shell查看其数据文档：

可以看到文件拥有者是u0_a81，所在群组为u0_a81。从data/system/packages.xml根据包名查看此应用信息，可以看到：userId=”10081”。
在代码中通过接口android.os.Process.myUid()来获取，也可以看到10081。
从Android源代码Process.java对于此Api的注释来看：

可以看到应用进程是运行在这个Linux kernel uid下面。
在Process源代码中还能够看到一些常量定义：

可以看到，Android对于一些系统uid的保留定义，而且基本上每个用户自成一群组，gid与uid相同。群组的概念已经被淡化。查看某一个系统应用data/data/目录，可以看到：

拥有者为system，群组为system。结合上面的u0_a81，可以看到，Android会以应用为单位，分配uid/gid。这里的system、u0_a81是用户名/群组名，由android生成，与uid/gid映射匹配。
分析到这，不难理解AndroidManifest.xml中的sharedUserId属性，譬如，前面举例说明的系统应用Settings，其AndroidManifest.xml中即有

即，Android为应用准备的uid/gid是可以共享的，其目的当然包括这样可以在不同的应用中共享数据和文件。当然，这还需要应用之间的签名匹配。

3.Android多用户
Android4.2开始支持多用户。Linux的uid/gid多用户体系已经被用在App管理上了，所以android重新开发了一套多用户体系，在UserManagerService中管理，PackageManagerService和ActivityManagerService中也有相关逻辑。Android的多用户可以做到不同用户的应用的物理文件级（数据）的区分，以实现不同用户有不同的壁纸、密码，以及不同的应用等。本文不展开多用户的机制，只集中于uid。
先看一下在多用户下，应用的uid怎么变化。
在一个有两个用户（用户id分别为0和10）的安卓设备上，在用户10下安装一个应用，此时，在0下是看不到这个应用的。
从packages.xml查看此应用的uid：userId=”10078”
Process.myUid()得到uid为”1010078”
Process.myUserHandle()得到”userHandle{10}”
在另一个用户0下安装此应用。
查看packages.xml，看到uid没有变化10078
Process.myUid()得到uid为”10078”
Process.myUserHandle()得到”userHandle{0}”
adb shell进入命令行，分别查看data/user/0和data/user/10下面此应用的数据区：
用户0：

用户10：

可以看到，实际上应用在内部虽然有多用户，但只有一个uid，在不同的用户下，通过uid和用户id合成一个新的uid，以保证在每个用户下能够区分。
android.os.UserHandle这个类对外提供有关多用户的接口。
从里面的一些api代码可以看到uid在多用户下的处理逻辑：
多用户支持开关：

注意一个api getUid()。这就清楚了，将用户id 10作为第一个参数，packages.xml中记录的该应用的uid 10078作为第二个参数传入，得到了这个应用在10用户下的uid——1010078！

通过应用的uid得到当前用户的userId，以上过程的逆过程：

从另一个核心的api myUserId()更能清楚地看到应用uid和用户id的关系：

当一个应用使用UserHandle.myUserId()来获取当前的用户id的时候，其实就是从他自己的进程得到应用的uid，然后通过上述逻辑计算出当前的用户id。
从Process.myUserHandle()也能清楚地看到这个逻辑：

从概念和API命名上，确实有些混乱，但Android也情非得已，Process的API Level是1，UserHandle的API Level是17，可见在最初的android上面，已经将Linux uid/gid给了应用id了，当时应该也没有考虑android有一天需要支持多用户。直到4.2（API Level 17），引入了多用户时，已经是若干年过去了，Process已经被无数的开发者使用，无法改变。只能接受这个概念上混淆了。
可以用如下的几点来简单地澄清这些id概念：
（1）Process中的xxid相关的概念和API是关于应用id的。
（2）UserHandle中的xxid相关的概念和API是关于Android用户id的。
（3）Process有接口得到UserHandle实例。
注：以上源代码Android版本为4.4.4。

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