Android 面试题（3）

12. 请解释下Android程序运行时权限与文件系统权限的区别

要区分apk运行时的拥有的权限与在文件系统上被访问（读写执行）的权限两个概念。
apk程序是运行在虚拟机上的,对应的是Android独特的权限机制，只有体现到文件系统上时才使用linux的权限设置。
（一）linux文件系统上的权限
-rwxr-x--x system   system       4156 2010-04-30 16:13 test.apk
代表的是相应的用户/用户组及其他人对此文件的访问权限，与此文件运行起来具有的权限完全不相关。
比如上面的例子只能说明system用户拥有对此文件的读写执行权限；system组的用户对此文件拥有读、执行权限；其他人对此文件只具有执行权限。
而test.apk运行起来后可以干哪些事情，跟这个就不相关了。
千万不要看apk文件系统上属于system/system用户及用户组，或者root/root用户及用户组，就认为apk具有system或root权限
（二）Android的权限规则

（1)Android中的apk必须签名
这种签名不是基于权威证书的，不会决定某个应用允不允许安装，而是一种自签名证书。
重要的是，android系统有的权限是基于签名的。比如：system等级的权限有专门对应的签名，签名不对，权限也就获取不到。

默认生成的APK文件是debug签名的。
获取system权限时用到的签名，见：如何使Android应用程序获取系统权限

（2）基于UserID的进程级别的安全机制
大家都知道，进程有独立的地址空间，进程与进程间默认是不能互相访问的，是一种很可靠的保护机制。
Android通过为每一个安装在设备上的包（apk）分配唯一的linux userID来实现，名称为"app_"加一个数字，比如app_43
不同的UserID，运行在不同的进程，所以apk之间默认便不能相互访问。

Android提供了如下的一种机制，可以使两个apk打破前面讲的这种壁垒。
在AndroidManifest.xml中利用sharedUserId属性给不同的package分配相同的userID，通过这样做，两个package可以被当做同一个程序，
系统会分配给两个程序相同的UserID。当然，基于安全考虑，两个package需要有相同的签名，否则没有验证也就没有意义了。

（这里补充一点:并不是说分配了同样的UserID，两程序就运行在同一进程, 下面为PS指令摘取的，
显然，system、app_2分别对应的两个进程的PID都不同，不知Android到底是怎样实现它的机制的）

User   PID PPID
system    953   883   187340 55052 ffffffff afe0cbcc S system_server
app_2     1072 883   100264 19564 ffffffff afe0dcc4 S com.android.inputmethod.
system    1083 883   111808 23192 ffffffff afe0dcc4 S android.process.omsservi
app_2     1088 883   156464 45720 ffffffff afe0dcc4 S android.process.acore

（3）默认apk生成的数据对外是不可见的
实现方法是：Android会为程序存储的数据分配该程序的UserID。
借助于Linux严格的文件系统访问权限，便实现了apk之间不能相互访问似有数据的机制。
例：我的应用创建的一个文件，默认权限如下，可以看到只有UserID为app_21的程序才能读写该文件。
-rw------- app_21   app_21      87650 2000-01-01 09:48 test.txt

如何对外开放？
<1> 使用MODE_WORLD_READABLE and/or MODE_WORLD_WRITEABLE 标记。
When creating a new file with getSharedPreferences(String, int), openFileOutput(String, int), or openOrCreateDatabase(String, int, SQLiteDatabase.CursorFactory), you can use the MODE_WORLD_READABLE and/or MODE_WORLD_WRITEABLE flags to allow any other package to read/write the file. When setting these flags, the file is still owned by your application, but its global read and/or write permissions have been set appropriately so any other application can see it.

（4）AndroidManifest.xml中的显式权限声明
Android默认应用是没有任何权限去操作其他应用或系统相关特性的，应用在进行某些操作时都需要显式地去申请相应的权限。
一般以下动作时都需要申请相应的权限：

A particular permission may be enforced at a number of places during your program's operation: 

• At the time of a call into the system, to prevent an application from executing certain functions.
• When starting an activity, to prevent applications from launching activities of other applications.
• Both sending and receiving broadcasts, to control who can receive your broadcast or who can send a broadcast to you.
• When accessing and operating on a content provider.
• Binding or starting a service.

在应用安装的时候，package installer会检测该应用请求的权限，根据该应用的签名或者提示用户来分配相应的权限。
在程序运行期间是不检测权限的。如果安装时权限获取失败，那执行就会出错，不会提示用户权限不够。
大多数情况下，权限不足导致的失败会引发一个 SecurityException， 会在系统log（system log）中有相关记录。

（5）权限继承/UserID继承
当我们遇到apk权限不足时，我们有时会考虑写一个linux程序，然后由apk调用它去完成某个它没有权限完成的事情，很遗憾，这种方法是行不通的。
前面讲过，android权限是经营在进程层面的，也就是说一个apk应用启动的子进程的权限不可能超越其父进程的权限（即apk的权限），
即使单独运行某个应用有权限做某事，但如果它是由一个apk调用的，那权限就会被限制。
实际上，android是通过给子进程分配父进程的UserID实现这一机制的。

（三）常见权限不足问题分析

首先要知道，普通apk程序是运行在非root、非system层级的，也就是说看要访问的文件的权限时，看的是最后三位。
另外，通过system/app安装的apk的权限一般比直接安装或adb install安装的apk的权限要高一些。

言归正传，运行一个android应用程序过程中遇到权限不足，一般分为两种情况:
（1）Log中可明显看到权限不足的提示。
此种情况一般是AndroidManifest.xml中缺少相应的权限设置，好好查找一番权限列表，应该就可解决，是最易处理的情况。

有时权限都加上了，但还是报权限不足，是什么情况呢？
Android系统有一些API及权限是需要apk具有一定的等级才能运行的。
比如 SystemClock.setCurrentTimeMillis()修改系统时间，WRITE_SECURE_SETTINGS权限 好像都是需要有system级的权限才行。
也就是说UserID是system.

（2）Log里没有报权限不足，而是一些其他Exception的提示,这也有可能是权限不足造成的。
比如：我们常会想读/写一个配置文件或其他一些不是自己创建的文件，常会报java.io.FileNotFoundException错误。
系统认为比较重要的文件一般权限设置的也会比较严格，特别是一些很重要的(配置)文件或目录。
如
-r--r----- bluetooth bluetooth      935 2010-07-09 20:21 dbus.conf
drwxrwx--x system   system            2010-07-07 02:05 data 

dbus.conf好像是蓝牙的配置文件，从权限上来看，根本就不可能改动，非bluetooth用户连读的权利都没有。

/data目录下存的是所有程序的私有数据，默认情况下android是不允许普通apk访问/data目录下内容的，通过data目录的权限设置可知，其他用户没有读的权限。
所以adb普通权限下在data目录下敲ls命令，会得到opendir failed, Permission denied的错误，通过代码file.listfiles()也无法获得data目录下的内容。

上面两种情况，一般都需要提升apk的权限，目前我所知的apk能提升到的权限就是system（具体方法见：如何使Android应用程序获取系统权限）,
至于是否有root级的，如何提升至root级不得而知，知道的朋友劳烦告知，感激不尽。