【Android FrameWork】第三十四天：系统设置项（Settings）与系统属性（System Properties）

系统设置项（Settings）与系统属性（System Properties）

Android系统的配置管理体系中，系统设置项（Settings） 和系统属性（System Properties） 是两个核心维度：前者面向上层应用与用户交互的持久化配置，后者面向系统底层与原生层的轻量级运行时配置。

二者在设计目标、存储机制、权限控制和Framework层实现上存在本质差异，本文将从源码角度拆解其核心逻辑与区别。

核心定位与设计目标

维度	系统设置项（Settings）	系统属性（System Properties）
核心目标	承载用户/应用可感知的系统配置（如亮度、铃声）	承载系统底层/原生层的运行时配置（如设备型号、调试开关）
面向对象	上层应用、系统APP、普通用户	init进程、Native服务、系统进程、Root用户
设计原则	持久化、可监听、权限分级	轻量、高效、原子性、部分持久化

系统设置项（Settings）

1 整体架构

Settings的核心是SettingsProvider（系统级ContentProvider） + SQLite数据库（settings.db） + 上层API封装（android.provider.Settings），整体架构如下：

上层应用 → Settings.java（API） → ContentResolver → SettingsProvider → settings.db

2 存储介质：SQLite数据库（持久化核心）

Settings的所有配置存储在私有数据库settings.db中，路径为：

/data/data/com.android.providers.settings/databases/settings.db

数据库包含3个核心表（源码定义在SettingsProvider中），对应不同权限等级的配置：

• global：全局配置（多用户共享），如网络代理、日期格式（Settings.Global）；
• system：用户可修改的系统配置，如屏幕亮度、铃声模式（Settings.System）；
• secure：安全相关配置（仅系统进程可修改），如WiFi密码、指纹设置（Settings.Secure）。

3 Framework层源码实现

（1）上层API入口：android.provider.Settings

源码路径：frameworks/base/core/java/android/provider/Settings.java

该类是上层访问Settings的唯一入口，通过内部静态类Global/System/Secure封装配置项的Key和读写方法，示例如下：

// Settings.System中定义屏幕亮度Key
public static final String SCREEN_BRIGHTNESS = "screen_brightness";

// 写操作示例：设置屏幕亮度
public static boolean putInt(ContentResolver resolver, String name, int value) {
    return putString(resolver, name, Integer.toString(value));
}

// 读操作示例：获取屏幕亮度
public static int getInt(ContentResolver resolver, String name, int def) {
    String v = getString(resolver, name);
    return v != null ? Integer.parseInt(v) : def;
}

核心逻辑：读写方法最终通过ContentResolver调用SettingsProvider的CRUD接口，本质是对SQLite数据库的操作。

（2）核心实现：SettingsProvider

源码路径：frameworks/base/packages/SettingsProvider/src/com/android/providers/settings/SettingsProvider.java
SettingsProvider是系统级ContentProvider（AndroidManifest中声明android:authorities="settings"），负责处理所有Settings的读写请求，核心流程：

1. 数据库初始化 ：onCreate()方法中创建settings.db并初始化默认值（如默认亮度、铃声路径）：

   @Override
   public boolean onCreate() {
       mOpenHelper = new DatabaseHelper(getContext());
       mDatabase = mOpenHelper.getWritableDatabase();
       // 初始化默认配置
       loadSystemSettings();
       loadSecureSettings();
       loadGlobalSettings();
       return true;
   }

2. 写操作权限控制 ：update()方法中校验权限（如修改Secure表需WRITE_SECURE_SETTINGS权限，仅系统应用可申请）：

   @Override
   public int update(Uri uri, ContentValues values, String where, String[] whereArgs) {
       // 权限校验：以Secure表为例
       if (isSecureUri(uri) && !hasWriteSecureSettingsPermission()) {
           throw new SecurityException("Need WRITE_SECURE_SETTINGS permission");
       }
       // 执行数据库更新
       return mDatabase.update(getTableName(uri), values, where, whereArgs);
   }

3. 监听机制 ：修改配置后发送ContentObserver通知，上层应用可监听配置变化：

   private void notifyChange(Uri uri) {
       getContext().getContentResolver().notifyChange(uri, null);
   }

4 关键特性

• 强持久化：基于SQLite，配置跨重启保留；
• 权限分级 ：普通应用可读写System表（部分），Secure/Global表需系统权限；
• 可监听 ：支持ContentObserver实时监听配置变化；
• 多用户适配 ：global表共享，system表按用户隔离。

系统属性（System Properties）

1 整体架构

System Properties的核心是Native层（libcutils） + Java层封装（SystemProperties） + init进程属性服务，整体架构如下：

Java层 → SystemProperties.java（JNI） → libcutils（SystemProperties.cpp） → init进程 → 内存/持久化文件

2 存储介质：内存+文件（按需持久化）

System Properties的存储分三类（源码定义在init进程中）：

1. 普通属性 ：存储在init进程维护的内存哈希表中，重启丢失（如sys.boot_completed）；
2. persist属性 ：前缀为persist.，存储在/data/property/persistent_properties文件中，跨重启保留；
3. ro属性 ：前缀为ro.（read-only），编译/刷机时写入/system/build.prop，运行时只读，不可修改。

3 Framework层源码实现

（1）Java层封装：android.os.SystemProperties

源码路径：frameworks/base/core/java/android/os/SystemProperties.java

该类是Java层访问System Properties的入口，所有方法通过JNI调用Native层实现，核心代码：

// 读操作：获取属性值
public static String get(String key) {
    return native_get(key);
}

// 写操作：设置属性值（需系统权限）
public static int set(String key, String value) {
    return native_set(key, value);
}

// JNI方法声明
private static native String native_get(String key);
private static native int native_set(String key, String value);

（2）Native层核心：SystemProperties.cpp

源码路径：frameworks/native/libs/utils/SystemProperties.cpp

Native层通过libcutils库提供property_get/property_set接口，核心逻辑是与init进程的属性服务通信（通过/dev/socket/property_service本地socket）：

// 读属性
int property_get(const char* key, char* value, const char* default_value) {
    // 调用底层接口，与init进程通信获取属性值
    return __system_property_get(key, value) ?: (strcpy(value, default_value), 0);
}

// 写属性
int property_set(const char* key, const char* value) {
    // 权限校验（如ro.属性不可写）
    if (strncmp(key, "ro.", 3) == 0) {
        return -1;
    }
    // 与init进程通信设置属性值
    return __system_property_set(key, value);
}

（3）核心管控：init进程的属性服务

init进程是Android系统的第一个进程，其property_service模块负责维护所有System Properties：

• 源码路径：system/core/init/property_service.cpp；
• 核心逻辑：
  1. 启动时加载build.prop/default.prop等文件中的属性到内存；
  2. 监听/dev/socket/property_servicesocket，处理property_get/property_set请求；
  3. 权限控制：通过property_contexts配置属性的读写权限（如普通APP不可调用property_set）；
  4. persist属性处理：设置persist.前缀属性时，同步写入/data/property文件。

4 关键特性

• 轻量高效：内存级访问，比SQLite快1-2个数量级；
• 权限严格 ：普通APP仅可get部分属性，set需Root/系统进程；
• 部分持久化 ：仅persist.前缀属性跨重启保留；
• 只读属性 ：ro.前缀属性编译期确定，运行时不可修改；
• 无监听机制：原生不支持配置变化监听（需自行轮询）。

核心差异对比

维度	系统设置项（Settings）	系统属性（System Properties）
存储介质	SQLite数据库（settings.db）	内存哈希表 + persist属性到文件（/data/property） + ro属性到build.prop
持久化	全量持久化（跨重启）	仅persist.前缀持久化，其余重启丢失
访问权限	分级：普通APP可读写System表，Secure/Global需系统权限	严格：普通APP仅可get部分属性，set需Root/系统进程
API入口	android.provider.Settings（ContentResolver）	android.os.SystemProperties（JNI）
监听机制	支持ContentObserver实时监听	原生不支持，需自行轮询
生命周期	与应用/系统生命周期解耦，永久存储	普通属性与init进程生命周期绑定（重启丢失）
性能	中等（SQLite磁盘IO）	极高（内存访问）
命名规范	无强制规范，按表分类（Global/System/Secure）	前缀规范：ro.（只读）、persist.（持久化）、sys.（运行时）、debug.（调试）
典型使用场景	屏幕亮度、铃声模式、网络代理、输入法设置	设备型号、系统语言（persist.sys.language）、调试开关（debug.debuggerd.enable）

典型场景

1 系统设置项：修改屏幕亮度

// 上层应用调用（需WRITE_SETTINGS权限）
ContentResolver resolver = getContentResolver();
// 1. 设置亮度值
Settings.System.putInt(resolver, Settings.System.SCREEN_BRIGHTNESS, 150);
// 2. 监听亮度变化
resolver.registerContentObserver(
    Settings.System.getUriFor(Settings.System.SCREEN_BRIGHTNESS),
    false,
    new ContentObserver(new Handler()) {
        @Override
        public void onChange(boolean selfChange) {
            // 亮度变化回调
            int brightness = Settings.System.getInt(resolver, Settings.System.SCREEN_BRIGHTNESS, 100);
        }
    }
);

源码流程 ：putInt() → ContentResolver.update() → SettingsProvider.update() → 写入settings.db的system表 → 发送ContentObserver通知。

2 系统属性：获取设备型号+设置持久化语言

// 1. 获取只读属性（ro.product.model，普通APP可调用）
String model = SystemProperties.get("ro.product.model");

// 2. 设置持久化属性（persist.sys.language，需系统权限）
SystemProperties.set("persist.sys.language", "zh-CN");

源码流程：

• get() → JNI调用native_get() → SystemProperties.cpp的property_get() → 与init进程通信 → 返回内存中属性值；
• set() → JNI调用native_set() → SystemProperties.cpp的property_set() → init进程校验权限 → 更新内存哈希表 + （persist.前缀）写入/data/property文件。

总结

Android的Settings和System Properties是配置管理体系的"互补双核心"：

• Settings 是"上层配置中心"，基于SQLite实现持久化、可监听的用户级配置，Framework层通过SettingsProvider封装权限和数据库操作，适配多用户和应用交互场景；
• System Properties 是"底层配置枢纽"，基于内存+轻量文件实现高效的系统级配置，Framework层通过JNI封装Native接口，由init进程统一管控，支撑系统启动、原生服务运行的核心配置。