OpenHarmony 源码解析之DFX子系统-Hiview（上）

2023-02-28

amp 插件 std

想了解更多内容，请访问：51CTO和华为官方合作共建的鸿蒙技术社区https://harmonyos.51cto.com1简介DFX(DesignforX)子系统是为了提升软件质量设计的工具集，目前包含的内容主要有：DFR(DesignforReliability，可靠性)和DFT(Designfo

想了解更多内容，请访问：

51CTO和华为官方合作共建的鸿蒙技术社区

https://harmonyos.51cto.com

1 简介

DFX(Design for X)子系统是为了提升软件质量设计的工具集，目前包含的内容主要有：DFR(Design for Reliability，可靠性)和DFT(Design for Testability，可测试性)特性。

已实现以下功能：

HiLog：流水日志。
HiSysEvent：系统事件记录接口。
HiView：插件平台。
FaultLoggerd：应用故障订阅和收集。
HiAppEvent: js应用事件记录接口。

1.1 OpenHarmony架构图

1.2 Hiview简介

Hiview是一个跨平台的终端设备维测服务集。目前开源部分仅包含插件管理平台和系统事件源。

Hiview架构图如下：

Hiview由框架和插件组成，分别为：

操作系统适配层(adapter)，对使用的系统服务的接口进行适配。
Hiview基础定义(hiview base)，包括插件基类、管道的定义，事件、事件队列定义以及一些工具类。
Hiview的核心模块(hiview core)，包括插件配置，插件管理以及事件源。
Hiview服务(hiview services)，目前仅包括hiview运行信息dump功能。
Hiview插件(plugins)，为独立功能的业务模块。
Hiview维测服务是由事件驱动的，其核心为分布在系统各处的HiSysEvent桩点。

格式化的事件通过HiSysEvent API上报至hiview进行处理，如下图：

应用框架、系统服务使用HiSysEvent组件上报系统事件。
Hiview中SysEventSource获取消息，解析并组装成管道事件分发给插件处理。

1.3 Hiview代码目录

/base/hiviewdfx/hiview. 
├── adapter             #平台适配 
│   ├── service        #服务适配 
│   └── system_service #系统接口适配 
├── base                #模块定义，工具类 
│   └── utility 
├── build               #编译脚本 
├── core                #插件管理核心代码 
├── include             #公共定义 
├── plugins             #插件 
├── service             #HiviewService服务 
└── utility             #工具类 
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2 源码分析

本文主要分析hiview插件管理平台的初始化，和事件处理流程。

hiview是个常驻服务，在开机阶段启动。

base/hiviewdfx/hiview/service/config/hiview.cfg定义如下

{ 
    "jobs" : [{ 
            "name" : "post-fs-data", 
            "cmds" : [ 
                "mkdir /data/log/ 0770 system log", 
                "mkdir /data/log/faultlog/ 0770 system system", 
                "mkdir /data/log/faultlog/temp/ 0770 system system", 
                "mkdir /data/log/faultlog/faultlogger/ 0770 system system", 
                "start hiview" 
            ] 
        } 
    ], 
    "services" : [{ 
            "name" : "hiview", 
            "path" : ["/system/bin/hiview"], 
            "uid" : "system", 
            "gid" : ["system", "log"], 
            "writepid" : [ 
                "/dev/cpuset/system-background/tasks" 
            ], 
            "socket" : [ 
                "hisysevent dgram 0666 root system passcred" 
            ] 
        } 
    ] 
} 
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2.1 初始化

hiview的入口函数定义在base/hiviewdfx/hiview/main.cpp中

int main(int argc __UNUSED, char* argv[] __UNUSED) 
{ 
    auto& hiview = OHOS::HiviewDFX::HiviewPlatform::GetInstance(); 
    // process cmdline 
    hiview.ProcessArgsRequest(argc, argv); 
 
    // 初始化环境，主要解析配置文件，加载插件 
    if (!hiview.InitEnvironment()) { 
        HIVIEW_LOGW("Fail to init plugin environment. exit"); 
        return -1; 
    } 
 
    // 启动HiviewService服务，该服务提供了hiview运行信息dump功能 
    auto hiviewService = std::make_unique<OHOS::HiviewDFX::HiviewService>(); 
    hiviewService->StartService(); 
    return 0; 
} 
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HiviewPlatform::InitEnvironment()函数实现如下：

bool HiviewPlatform::InitEnvironment(const std::string& defaultDir, const std::string& cloudUpdateDir, 
                                     const std::string& workDir, const std::string& persistDir) 
{ 
    // 创建工作目录，目前目录名使用了默认的空字符串，所以并未实际创建工作目录 
    ValidateAndCreateDirectories(defaultDir, cloudUpdateDir, workDir, persistDir); 
 
    // update beta config 
    UpdateBetaConfigIfNeed(); 
 
    // check whether hiview is already started 
    ExitHiviewIfNeed(); 
 
    // 解析"/system/etc/hiview/plugin_config"插件配置文件 
    std::string cfgPath = GetPluginConfigPath(); 
    PluginConfig config(cfgPath); 
    if (!config.StartParse()) { //...........注[1] 
        HIVIEW_LOGE("Fail to parse plugin config. exit!"); 
        return false; 
    } 
    // 启动插件管理平台消息队列 
    StartPlatformDispatchQueue(); 
 
    // init global context helper, remove in the future 
    HiviewGlobal::CreateInstance(static_cast<HiviewContext&>(*this)); 
    //加载插件 
    LoadBusinessPlugin(config); 
 
    isReady_ = true; 
    NotifyPluginReady(); 
    return true; 
} 
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注[1]处PluginConfig::StartParse()函数会按照特定规则去解析插件配置文件:

if (field == "plugins") { 
       ParsePlugin(strTmp); 
   } else if (field == "pipelines") { 
       ParsePipeline(strTmp); 
   } else if (field == "pipelinegroups") { 
       ParsePipelineGroup(strTmp); 
   } 
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目前使用的插件配置文件/system/etc/hiview/plugin_config内容如下：

plugins:3 
SysEventSource[thread:sysevent_source]:0 static 
Faultlogger[]:0 static 
SysEventService[thread:sysevent_service]:0 static 
pipelines:1 
SysEventPipeline:SysEventService Faultlogger 
pipelinegroups:1 
SysEventSource:SysEventPipeline 
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注：base/hiviewdfx/hiview/plugins 下有eventlogger eventservice faultlogger freeze_detector hicollie_collector五个插件目录，而目前插件配置文件里实际只用到了Faultlogger和SysEventService。

PluginConfig::StartParse()解析完之后会把相关信息保存到列表中。类图如下：

PluginConfig::ParsePipelineGroup()代码如下

void PluginConfig::ParsePipelineGroup(const std::string& pipelineGroup) 
{ 
    std::smatch result; 
    // EventSourceExample:FromTwo2Three FromThree2Two 
    if (!regex_search(pipelineGroup, result, std::regex("(\\S+)\\s*:(.+)"))) { 
        HIVIEW_LOGW("Fail to match pipeline group expression."); 
        return; 
    } 
 
    const int pipelineGroupNameField = 1; 
    const int pipelineNameListField = 2; 
    std::string eventSourceName = StringUtil::TrimStr(result.str(pipelineGroupNameField)); 
    auto ret = std::find_if(pluginInfoList_.begin(), pluginInfoList_.end(), [&](PluginInfo& info) { 
        if (info.name == eventSourceName) { 
            info.isEventSource = true; 
            info.pipelineNameList = StringUtil::SplitStr(result.str(pipelineNameListField)); 
            return true; 
        } 
        return false; 
    }); 
    if (ret != std::end(pluginInfoList_)) { 
        HIVIEW_LOGD("%s is an event source.", eventSourceName.c_str()); 
    } 
} 
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说明：

在解析pipelinegroups时，如果发现pipelineGroupName和pluginInfoList中某个插件的name一致，则把该插件PluginInfo.isEventSource置为true并且把pipelineNameList赋值给PluginInfo.pipelineNameList。
结合/system/etc/hiview/plugin_config配置文件，可以看到SysEventSource插件是带管道(SysEventPipeline)的，插件SysEventService和Faultlogger隶属于管道SysEventPipeline,用于处理SysEventSource扔给管道的事件。

解析完插件配置信息之后会调用HiviewPlatform::LoadBusinessPlugin(const PluginConfig& config)去装载插件和管道。

代码如下

void HiviewPlatform::LoadBusinessPlugin(const PluginConfig& config) 
{ 
    // start to load plugin 
    // 1. 遍历pluginInfoList，根据插件名创建插件。因为目前配置的插件加载延时(loadDelay)为0，所以直接走[2]，调用CreatePlugin()创建插件并添加到pluginMap_中。 
    auto const& pluginInfoList = config.GetPluginInfoList(); 
    for (auto const& pluginInfo : pluginInfoList) { 
        HIVIEW_LOGI("Start to create plugin %{public}s delay:%{public}d", pluginInfo.name.c_str(), 
                    pluginInfo.loadDelay); 
        if (pluginInfo.loadDelay > 0) { //.............[1] 
            auto task = std::bind(&HiviewPlatform::ScheduleCreateAndInitPlugin, this, pluginInfo); 
            sharedWorkLoop_->AddTimerEvent(nullptr, nullptr, task, pluginInfo.loadDelay, false); 
        } else {       //...............[2] 
            CreatePlugin(pluginInfo); 
        } 
    } 
    // 2. 遍历pipelineInfoList,调用CreatePipeline()创建管道并添加到pipelines_中。 
    auto const& pipelineInfoList = config.GetPipelineInfoList(); 
    for (auto const& pipelineInfo : pipelineInfoList) { 
        HIVIEW_LOGI("Start to create pipeline %{public}s", pipelineInfo.name.c_str()); 
        CreatePipeline(pipelineInfo); 
    } 
 
    // 3. 遍历pluginInfoList，调用InitPlugin()初始化插件 
    for (auto const& pluginInfo : pluginInfoList) { 
        HIVIEW_LOGI("Start to Load plugin %{public}s", pluginInfo.name.c_str()); 
        InitPlugin(config, pluginInfo); //............注[1] 
    } 
 
    CleanupUnusedResources(); 
} 
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说明：

注[1]InitPlugin()这一步中，如果插件的workHandlerType为thread，则绑定工作线程EventLoop。如果插件是EventSource类型,则绑定管道Pipeline，并且调用StartEventSource开启消息监听。代码如下：

void HiviewPlatform::InitPlugin(const PluginConfig& config __UNUSED, const PluginConfig::PluginInfo& pluginInfo) 
{ 
    auto& plugin = pluginMap_[pluginInfo.name]; 
    if (plugin == nullptr) { 
        return; 
    } 
    // 如果插件的workHandlerType为thread，则绑定工作线程EventLoop。 
    if (pluginInfo.workHandlerType == "thread") { 
        auto workLoop = GetAvaliableWorkLoop(pluginInfo.workHandlerName); 
        plugin->BindWorkLoop(workLoop); 
    } 
 
    auto begin = TimeUtil::GenerateTimestamp(); 
    plugin->OnLoad(); 
    // 如果插件是EventSource类型,则添加管道Pipeline，并且调用StartEventSource开启消息监听 
    if (pluginInfo.isEventSource) { 
        auto sharedSource = std::static_pointer_cast<EventSource>(plugin); 
        if (sharedSource == nullptr) { 
            HIVIEW_LOGE("Fail to cast plugin to event source!"); 
            return; 
        } 
        for (auto& pipelineName : pluginInfo.pipelineNameList) { 
            sharedSource->AddPipeline(pipelines_[pipelineName]); 
        } 
        StartEventSource(sharedSource); 
    } 
    auto end = TimeUtil::GenerateTimestamp(); 
    HIVIEW_LOGI("Plugin %{public}s loadtime:%{public}" PRIu64 ".", pluginInfo.name.c_str(), end - begin); 
} 
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至此，插件管理平台初始化工作已完成。

2.2 事件处理流程

结合插件配置文件，目前实际使用的插件类图如下：

说明：

前文最后的代码段提到，如果插件是EventSource类型,则绑定管道，并且调用StartEventSource开启消息监听。结合类图，只有SysEventSource是EventSource类型的插件,所以只有SysEventSource持有管道。
EventSource类型的插件会监听HiSysEvent接口发来的消息，解析并组装成管道事件，分发给管道中的插件处理。

SysEventSource::StartEventSource()函数实现如下。

void SysEventSource::StartEventSource() 
{ 
    HIVIEW_LOGI("SysEventSource start"); 
    std::shared_ptr<EventReceiver> sysEventReceiver = std::make_shared<SysEventReceiver>(*this); 
    eventServer.AddReceiver(sysEventReceiver); 
 
    eventServer.Start(); 
} 
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SysEventSource有个成员变量eventServer，EventServer会开启socketserver端用于接收HiSysEvent接口发来的socket消息。

类图如下:

说明：

1.SysEventSource::StartEventSource()中把SysEventReceiver对象加入到EventServer的receivers_容器中。

2.EventServer收到socket消息之后，调用SysEventReceiver::HandlerEvent(const std::string& rawMsg)方法处理接收到的消息。

3.SysEventReceiver::HandlerEvent()方法中会调用SysEventParser::Parser(const std::string& rawMsg)方法解析消息并组装成SysEvent对象，然后调用EventSource::PublishPipelineEvent(std::shared_ptr event)方法把管道事件发布出去。

EventSource::PublishPipelineEvent()代码如下：

bool EventSource::PublishPipelineEvent(std::shared_ptr<PipelineEvent> event) 
{ 
    HIVIEW_LOGD("EventSource PublishPipelineEvent"); 
    if (event == nullptr) { 
        return false; 
    } 
 
    if (Audit::IsEnabled()) { 
        auto digest = GetPluginInfo() + Audit::DOMAIN_DELIMITER + event->GetEventInfo(); 
        Audit::WriteAuditEvent(Audit::StatsEvent::PIPELINE_EVENT_CREATE, event->createTime_, digest); 
    } 
 
    for (auto& pipeline : listeners_) { 
        if ((pipeline != nullptr) && (pipeline->CanProcessEvent(event))) { 
            // one event can only be processed by one pipeline 
            pipeline->ProcessEvent(event); 
            return true; 
        } 
    } 
    return false; 
} 
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结合上面的类图，EventSource持有管道列表对象listeners_，EventSource::PublishPipelineEvent()函数中会遍历该列表，调用Pipeline::ProcessEvent(std::shared_ptr event)函数去处理管道事件。(Pipeline对象是在HiviewPlatform::InitPlugin()函数中被加入到EventSource.listeners_中的。)

Pipeline类型有个成员变量std::list

在插件平台初始化的时候，HiviewPlatform::CreatePipeline()函数中已经把Plugin插件对象加入到了processors_列表中。

接下来分析Pipeline::ProcessEvent()函数做了什么。

void Pipeline::ProcessEvent(std::shared_ptr<PipelineEvent> event) 
{ 
    event->SetPipelineInfo(name_, processors_); 
    event->OnContinue(); 
} 
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把Pipeline的processors_对象赋给了PipelineEvent的processors_对象，然后调用

PipelineEvent::OnContinue()函数。

接下来分析PipelineEvent::OnContinue()函数：

bool PipelineEvent::OnContinue() 
{ 
    // 判断hasFinish_标志位和processors_列表是否已经为空，如已为空，结束本次事件传递 
    if ((!hasFinish_) && processors_.empty()) { 
        return OnFinish(); 
    } 
 
    // once the event start delivering 
    // the call OnContinue means one has done the processing of the event 
    // this may be called by upstream event processor or the framework 
    if (Audit::IsEnabled() && startDeliver_) { 
        Audit::WriteAuditEvent(Audit::StatsEvent::PIPELINE_EVENT_HANDLE_OUT, 
            createTime_, std::to_string(Thread::GetTid())); 
    } 
 
    // the framework will call OnContinue when the event is assigned to a pipeline 
    if (!startDeliver_) { 
        startDeliver_ = true; 
    } 
 
    // 取出processors_列表中第一个Plugin元素，并从列表弹出 
    std::weak_ptr<Plugin> plugin = processors_.front(); 
    processors_.pop_front(); 
    if (auto pluginPtr = plugin.lock()) { 
        if (!pluginPtr->CanProcessMoreEvents()) { 
            handler_->PauseDispatch(plugin); 
        } 
 
        if (Audit::IsEnabled()) { 
            Audit::WriteAuditEvent(Audit::StatsEvent::PIPELINE_EVENT_HANDLE_IN, createTime_, 
                                   pluginPtr->GetHandlerInfo()); 
        } 
        // 判断当前Plugin是否开启了事件工作队列，如有则加入事件队列处理，如没有直接调用OnEventProxy 
        if (auto workLoop = pluginPtr->GetWorkLoop()) { 
            workLoop->AddEvent(pluginPtr, shared_from_this()); //............[1] 
        } else { 
            pluginPtr->OnEventProxy(shared_from_this()); //..........[2] 
        } 
    } else { 
        return OnContinue(); 
    } 
    return true; 
} 
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不管插件是否使用了事件队列，最终都会调用到Plugin::OnEventProxy()函数来处理管道事件。

Plugin::OnEventProxy()函数实现如下：

bool Plugin::OnEventProxy(std::shared_ptr<Event> event) 
{ 
    if (event == nullptr) { 
 
        return false; 
    } 
 
    std::shared_ptr<Event> dupEvent = event; 
    auto processorSize = dupEvent->GetPendingProcessorSize(); 
    dupEvent->ResetPendingStatus(); 
    bool ret = OnEvent(dupEvent); //..............注[1] 
 
    if (!dupEvent->IsPipelineEvent()) { 
        if (Audit::IsEnabled()) { 
            Audit::WriteAuditEvent(Audit::StatsEvent::QUEUE_EVENT_OUT, dupEvent->createTime_, 
                std::to_string(Thread::GetTid())); 
        } 
    } else { 
        if ((!dupEvent->HasFinish() && !dupEvent->HasPending()) && 
            (processorSize == dupEvent->GetPendingProcessorSize())) { 
            dupEvent->OnContinue();//.............注[2] 
        } 
    } 
    return ret; 
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先调用注[1]OnEvent()函数处理事件，再判断管道事件传递是否已结束，如未结束则调用注[2]PipelineEvent::OnContinue()函数继续把管道事件传递给后面的

插件处理。

结合目前的插件配置文件，整个插件管理平台的消息处理流程大致如下：

EventServer接收到HiSysEvent组件接口发来的消息 --> SysEventReceiver::HandlerEvent() --> SysEventParser::Parser() --> EventSource::PublishPipelineEvent() --> Pipeline::ProcessEvent() --> PipelineEvent::OnContinue() --> SysEventService::OnEventProxy --> SysEventService::OnEvent --> PipelineEvent::OnContinue() --> Faultlogger::OnEventProxy --> Faultlogger::OnEvent --> 结束

至此，事件处理流程已分析完。