安卓namespace隔离机制

引言

Android从8.0推出Treble计划后，提供了namespace机制。了解容器的同学，便会想到容器的隔离机制就是利用Linux的namepsace，但是此namespace是非彼namespace。Android的namepace是其系统加载so的一种隔离机制，它属于其Linker功能的一个特性。今天抽空总结下Android的namepace相关技术，本次技术分享只涉及到版本10.0及之前的namespace功能。

概念

Namespace：安卓每个加载的so都所属于一个namespace，默认的android_dlopen函数加载的so是属于名称为“default”这个namespace。每个namespace除了有name，还有关键的path属性。path属性决定了该namespace在加载so的过程中可以搜寻的路径。
Link-Namespace：为让一个namespace可以访问另一个namespace加载的库，可以将另一个namespace配置为它的link-namespace。
Shared-Libs：当配置了link-namespace后，我们可以配置这个namespace希望哪些so由link-namespace提供共享。

加载流程

整个namespace加载机制如下图

1 查询自己所属的namespace是否可以加载，如果已经加载，则直接返回该句柄；
2 反之，查询自己的Link-Namespace是否已经加载（注：这里的Link-Namespace是配置该so为Shared-Libs一员的Link-Namespace），如果已经加载，则直接返回该句柄；
3 反之，查询自己所属的namespace是否能够加载，即是否在其指定的搜索路径中，如果能够加载，则加载到自己所属的namespace中，然后返回句柄；
4 反之，查询自己的Link-Namespace是否能够加载（注：这里的Link-Namespace是指定该so为Shared-Libs的Link-Namespace），如果能够加载，则加载到该Link-Namespace中，然后返回句柄；
5反之，都不能加载，返回空句柄。

思考闭环

通过上述的加载流程，不难分析出一些结论（后面我也通过看linker源码和编写测试代码均已验证）：
1 如果两个namespace x和y，x将a.so链接共享给y（即将x配置为y的Link-Namespace, a.so是它们可以共享加载的库），且a.so在x和y都可以访问的路径。如果y先加载a.so；后面x再加载a.so,那么就没法共享a.so。这时，在进程中将有两个a.so的映射，其代码段、全局变量等都不会共享。
2 如果两个namespace x和y以及z，x将a.so链接共享给y（即将x配置为y的Link-Namespace, a.so是它们可以共享加载的库），y将a.so链接共享给z（即将y配置为z的Link-Namespace, a.so是它们可以共享加载的库）,如果a.so不在y和z的搜索路径中, 那么即使x可以加载a.so，z也无法加载到a.so。即链接共享无法传递。