Android中UID、GID和PID的讲解

一、概述

在实际的开发中经常会碰到各种ID，这是由于在计算机的发展过程中，需要对程序执行的每一步做标记，通过这些标记的关联便于系统的统一管理。像PID、UID、GID、和EUID等，其实对于这些ID不需要刻意记忆，只需要了解其名称含义，就明白其所对应的意义。

二、Linux中的概念解析

2.1 UID

在Linux中用户的概念分为：普通用户、根用户和系统用户。
普通用户：表示平时使用的用户概念，在使用Linux时，需要通过用户名和密码登录，获取该用户相应的权限，其权限具体表现在对系统中文件的增删改查和命令执行的限制，不同用户具有不同的权限设置，其UID通常大于500。
根用户：该用户就是ROOT用户，其UID为0，可以对系统中任何文件进行增删改查处理，执行任何命令，因此ROOT用户极其危险，如操作不当，会导致系统彻底崩掉。
系统用户：该用户是系统虚拟出的用户概念，不对使用者开发的用户，其UID范围为1-499，例如运行MySQL数据库服务时，需要使用系统用户mysql来运行mysqld进程。

2.2 GID

GID顾名思义就是对于UID的封装处理，就是包含多个UID的意思，实际上在Linux下每个UID都对应着一个GID。设计GID是为了便于对系统的统一管理，例如增加某个文件的用户权限时，只对admin组的用户开放，那么在分配权限时，只需对该组分配，其组下的所有用户均获取权限。同样在删除时，也便于统一操作。

除了UID和GID外，其还包括其扩展的有效的用户、组（euid、egid）、文件系统的用户、组（fsuid、fsgid）和保存的设置用户、组（suid、sgid）等。

2.3 PID

系统在程序运行时，会为每个可执行程序分配一个唯一的进程ID（PID），PID的直接作用是为了表明该程序所拥有的文件操作权限，不同的可执行程序运行时互不影响，相互之间的数据访问具有权限限制。

三、Android中的概念解析

由于Android是基于Linux的基础上开发的，因此的UID(User Identifier)、GID(Group Identifier)和PID(Process Identifier)的概念也是来自于Linux，但是Android是基于客户端的系统，在Linux的基础上又进行了删改。

3.1 UID、GID

在Android中一个UID的对应的就是一个可执行的程序，对于普通的程序其UID就是对应与GID，程序在Android系统留存期间，其UID不变。
在Android中采用沙箱的概念来管理程序，不同的程序具有唯一的UID和PID，通过该UID来标识其所具有的“资源”，包括文件目录、数据库的访问、网络、传感器和日志等。和Linux一样，相互之间互不影响。

在这里插入图片描述

不同的应用程序一般是运行在不同的进程中，相互之间的“资源”不可以访问，但可以通过进程共享的方式，实现不同程序之间的数据访问主要是针对Activity、Service和ContentProvider，其实现方式按照权限暴露级别分为：完全暴露、权限提示暴露和私有暴露三种方式。

完全暴露：是指通过android:exported=”true”实现，在AndroidMaindfest.xml中申明Activity、Service或ContentProvider时，将该属性设置为true后，就表明该类允许外界的数据访问。如果在申明时添加了intentFilter属性，则默认exported就为true，此时也可强制的设置为fasle。如未做其他设置（exported/intentFilter），则默认exported为fasle，即不对外暴露。

<activity android:name=".TestActivty" android:exported="true"/>

权限提示暴露：在AndroidMaindfest.xml中申明Activity、Service或ContentProvider时，添加了permission，表明如果其他应用需要访问该类时，需要在该应用添加该类声明时的权限，如下所示。
声明私有的权限。

<activity android:name=".TestActivty" android:permission="com.xiaohan.permission"/>

添加访问的权限说明。

<uses-permission android:name="com.xiaohan.permission"/>

私有暴露：不同于以上两种类的暴露方式，如果想对于不同应用之间可以互相访问任何数据，则需要通过sharedUserId+同一套签名的方式实现，只有这样才能运行在同一个进程中（同一个沙箱中）保证数据的相互访问。

<manifest xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
          package="com.xiaohan.test"      //应用包名
    android:sharedUserId="com.xiaohan.sharedUID"  //暴露的唯一标识
    android:sharedUserLabel="@string/app_name"  //必须是引入资源文件中的字符串
    android:versionCode="1"
    android:versionName="1.1.0"
    android:installLocation="internalOnly">//安装位置，默认在内部目录，还包括auto：自动、preferExternal：外置SD卡中

在这里插入图片描述

3.2 PID

在3.1中已经不断的提及PID的概念，一般为了防止不同应用之间的相互干扰而分配唯一的PID，但是对同一个安卓应用可以具有多个PID，添加也很方便，只需要在声明类时指定进程名称即可，如下所示：

 <activity android:name=".TestActivty" android:process="com.xiaohan.test"/>

添加很方便，但是不能随意使用，因为在同一个应用（PID）中，设计到程序之间最多的是线程间的通信，一旦独立出PID则涉及到进程间通信，类似于不同的两个应用，当然也可以通过上面的私有暴露和权限暴露的方式实现数据的通信，但是系统的开销较大。

四、总结
本文主要讲述UID、GID和PID概念，在Linux和Android中的应用说明，这里针对Android系统需要特别注意以下几点：

不同的应用具有唯一的UID，同一个UID可具有不同的PID；
针对不同的PID之间数据的暴露可采用私有暴露和权限暴露，针对不同的UID之间可通过完全暴露的方式；
如果一个应用是系统应用，则不需要其他应用暴露，便可直接访问该应用的数据。