Android SystemProperties 读写机制详解和案例使用

aosp开发中，遇到从上层做开关，hal层做判断的需要，比如控制摄像头使用。这时候就需要找一个属性可以在java和c c++ 层同时操作的属性，系统学习了下属性存储，在此记录！

1. 什么是 SystemProperties

SystemProperties 是 Android 系统提供的一种键值对存储机制，用于管理全局配置属性。这些属性通常用于控制系统行为、硬件功能或调试选项。它们在系统启动时由 init 进程加载，并在运行时可被修改（视权限而定）。

• 存储位置: 属性通常存储在内存中，部分持久化属性（如以 persist. 开头的）会保存到文件中（例如 /data/property/）。
• 访问方式: 提供 Java 和 C/C++ 两种 API，分别用于应用层和原生层。
• 权限: 系统属性分为只读和读写属性，修改通常需要系统权限（root 或 system 用户）。

2. Java 层：SystemProperties 类

2.1 原理

在 Java 层，SystemProperties 是 Android SDK 提供的一个工具类，位于 android.os.SystemProperties 包中。它通过 JNI（Java Native Interface）调用底层的 C/C++ 属性服务（property_service），间接与 Android 的属性系统交互。

• 底层实现: 调用 libandroid_runtime.so 中的 native 方法，最终映射到 libcutils 的 property_get 和 property_set 函数。
• 权限限制: 在普通应用中，SystemProperties.set 可能因权限不足而失败，通常需要系统签名或运行在系统进程中。

2.2 API

• 读取: SystemProperties.get(String key, String def)
  • key: 属性名。
  • def: 默认值（若属性不存在则返回）。
  • 返回: 属性值的字符串。
• 写入: SystemProperties.set(String key, String value)
  • key: 属性名。
  • value: 要设置的值。

2.3 示例代码

import android.os.SystemProperties;

public class PropertyDemo {
    private static final String KEY = "persist.sys.flyscale.cam";

    // 读取属性
    public static boolean isCameraEnabled() {
        String value = SystemProperties.get(KEY, "1"); // 默认值为 "1"
        return "1".equals(value);
    }

    // 写入属性
    public static void setCameraEnabled(boolean enabled) {
        try {
            SystemProperties.set(KEY, enabled ? "1" : "0");
            System.out.println("Set " + KEY + " to " + (enabled ? "1" : "0"));
        } catch (Exception e) {
            System.err.println("Failed to set property: " + e.getMessage());
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        // 测试读取
        boolean enabled = isCameraEnabled();
        System.out.println("Camera enabled: " + enabled);

        // 测试写入
        setCameraEnabled(false);
        System.out.println("Camera enabled after set: " + isCameraEnabled());
    }
}

3. C++ 层：property_get 和 property_set

3.1 原理

在 C++ 层，属性操作通过 <cutils/properties.h> 提供的函数实现。这些函数直接与 Android 的属性服务（property_service）通信，后者运行在 init 进程中，负责管理属性内存和持久化存储。

• 实现: 基于 socket 通信，property_get/set 通过 UNIX 域 socket 与 property_service 交互。
• 内存管理: 属性存储在共享内存中，property_service 维护一个键值对表。
• 持久化: 以 persist. 开头的属性会写入 /data/property/ 目录下的文件。

3.2 API

• 读取: int property_get(const char* key, char* value, const char* default_value)
  • key: 属性名。
  • value: 存储属性值的缓冲区。
  • default_value: 默认值。
  • 返回: 属性值的长度（成功时），或默认值的长度（失败时）。
• 写入: int property_set(const char* key, const char* value)
  • key: 属性名。
  • value: 要设置的值。
  • 返回: 0 表示成功，非 0 表示失败。

3.3 示例代码

#include <cutils/properties.h>
#include <string.h>
#include <stdio.h>

// 检查 Flyscale 摄像头是否启用
static bool isFlyscaleCameraEnabled() {
    char propValue[PROPERTY_VALUE_MAX];
    property_get("persist.sys.flyscale.cam", propValue, "1"); // 默认启用
    bool enabled = (strcmp(propValue, "1") == 0);
    return enabled;
}

// 设置 Flyscale 摄像头启用状态
static int setFlyscaleCameraEnabled(bool enabled) {
    const char* value = enabled ? "1" : "0";
    int result = property_set("persist.sys.flyscale.cam", value);
    if (result == 0) {
        printf("Set persist.sys.flyscale.cam to %s\n", value);
    } else {
        printf("Failed to set property: %d\n", result);
    }
    return result;
}

int main() {
    // 测试读取
    bool enabled = isFlyscaleCameraEnabled();
    printf("Camera enabled: %d\n", enabled);

    // 测试写入
    setFlyscaleCameraEnabled(false);
    printf("Camera enabled after set: %d\n", isFlyscaleCameraEnabled());

    return 0;
}

4. 理论对比

5. 实际应用场景

5.1 Java 层

• 设置应用: 如前文 CustomFunctionSettingActivity，通过 UI 修改属性。
• 调试工具: 在应用中动态开关功能。

5.2 C++ 层

• 硬件抽象层 (HAL): 检查硬件启用状态。
• 系统服务: 如 AudioFlinger 或 CameraService，根据属性调整行为。

5.3 属性同步

• Java 层设置的属性会立即反映到 C++ 层，反之亦然，因为它们共享同一个底层存储。

6. 示例：Java 和 C++ 协同工作

假设我们要实现一个摄像头开关功能：

1. Java UI 层（设置界面）:

   java

2. Switch cameraSwitch = findViewById(R.id.swbtn_camera);
   cameraSwitch.setChecked(SystemProperties.get("persist.sys.flyscale.cam", "1").equals("1"));
   cameraSwitch.setOnCheckedChangeListener((button, isChecked) -> {
       SystemProperties.set("persist.sys.flyscale.cam", isChecked ? "1" : "0");
   });

3. C++ 驱动层（检查状态）:

   bool isCameraActive() {
       char value[PROPERTY_VALUE_MAX];
       property_get("persist.sys.flyscale.cam", value, "1");
       return strcmp(value, "1") == 0;
   }

4. 运行流程:
   • 用户在 UI 中打开开关，Java 层将属性设为 "1"。
   • C++ 层检测到属性为 "1"，启用摄像头。

7. 注意事项

7.1 权限

• Java: 非系统应用调用 set 会抛出 SecurityException，需在 AndroidManifest.xml 中声明 <uses-permission android:name="android.permission.WRITE_SECURE_SETTINGS" />（但仍需系统签名）。
• C++: 在用户态运行可能失败，需确保调用者有 system 或 root 权限。

7.2 属性长度

• PROPERTY_VALUE_MAX（通常 92 字节）限制了属性值的长度，超出部分会被截断。

7.3 持久化

• 以 persist. 开头的属性会保存到 /data/property/，重启后保留。
• 普通属性（如 sys.）重启后丢失。

7.4 测试方法

• 命令行:

  adb shell getprop persist.sys.flyscale.cam # 查看属性
  adb shell setprop persist.sys.flyscale.cam 0 # 设置属性

• 重启验证: 检查持久化属性是否生效。

8. 总结

• Java 层适合快速开发和 UI 交互，依赖 JNI。
• C++ 层更高效，适合底层模块直接操作。
• 二者通过同一属性系统通信，实现跨层协作。