腾讯优测优分享 | 双卡双待-工程师难言的痛

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【引子】
移动互联网的时代，手机通讯录是天然的强社交关系的关系链，如果打通产品关系链和通讯录关系链的通道，可以极大的丰富产品的关系链（见下图）。
使用电话本信息、打电话、发短信等功能是许多产品的需求点。Android作为智能手机平台，电话相关模块是系统的重要组成部分。但如果开发电话相关的功能就不得不面对“双卡双待”的问题。

1. 【双卡双待背景分析】
   用户为了兼顾运营商优势，使用双卡双待手机：
   双卡双待这项技术在发展中国家使用很普遍，因为在发展中国家电信运营商发展不够成熟，相关管理制度不完善。从用户的角度出发，主要考虑资费问题，比如：移动通话信号好，联通3G上网流畅、流量费相对便宜，为了兼顾运营商的优势，用户选择双卡双待手机。
    
   运营商为了争夺原有2G用户，推出双卡双待手机：
   原有国内六大运营商中国移动，中国联通，中国电信，中国网通，中国铁通和中国卫通，经过了整合与拆分，用户在使用制式上各有不同包括GSM、TD-SCDMA、WCDMA、CDMA2000；其中GSM占有量非常大，各运营商在推广新业务时，不得不兼顾原有GSM用户。例如电信如果手机只能使用电信卡，市场上推广会有很多障碍，运营商通过推出双卡双待来解决这个问题。
    
   双卡双待相关技术发展：
   .两套芯片，缺点是耗电量大、硬件成本高。这个相当于是两个手机“粘”在一起。
   .双卡单待，需要手动切换，不是真正的双卡双待，用户只能使用一张卡。相当于加了一个“开关”。
   .双卡双待，使用芯片控制手机在两个网络之间切换，因为切换速度很快用户感觉是两张卡在同时待机。是目前采用的技术手段。
2. 【双卡双待碎片化现状】
   双卡方案不统一：
   Android本身碎片化问题严重，Google标准API中没有双卡双待的支持，对于双卡双待实现方式业界也没有标准，于是双卡解决方案有了现在百花齐放、百家争鸣的局势。
    
   涉及模块众多：
   作为一个智能手机平台，电话部分是Android系统的重点功能。电话部分主要功能包括：呼叫（Call）、短信（Sms）、数据连接（Data Connection）、Sim卡相关、电话本等。尽管Android整个框架已经使用AIDL机制来解耦，使得各个模块之间尽可能的独立，但对于开发者和产品人员来说，所有涉及到这些模块的功能点都会受到双卡双待的困扰。
    
   已成事实标准的双卡双待逼迫主流厂家开始支持：
   在过去双卡双待是山寨手机的一个代名词，山寨机是最早发现这块需求并快速响应；后面随着用户的普及，很多大手机厂商纷纷推出双卡双待手机，包括一些在国外市场只支持单卡的机型，也会在国内做好了双卡双待，才推向市场。
   最新的HTC One在国内没有单卡机器售卖，原本一体的机身设计，后经改装加入双卡双待功能。三星S系列也逐渐铺开双卡机型，双卡双待已经不是小众用户，也不是低端用户，这个现状对于开发者是个绕不过的坎儿。如果要开发电话模块相关的功能，开发团队必须要解决双卡双待的问题。
3. 【解决策略】
   双卡双待实现和真机ROM的Framework层实现密切相关，不同的手机实现方式不一样，同一系列的手机实现的策略类似，但是可能有差别。下面介绍分析解决的过程:
   3.1 【准备工作】
   工具准备：smali 和 dex2jar
   详细操作流程请参见工具网站说明
   https://code.google.com/p/dex2jar/
   https://code.google.com/p/smali/downloads/list
   材料准备：需要将适配的双卡手机 system目录下的framework 和 app目录文件提取出来备做反编译用。
   3.2 【分析过程】
   通过查看Android源代码和分析真机反编译代码可以看出Android电话模块架构主要核心机制是：一个服务（比如本文提到的电话服务）对应一个Manager管理类，一个Manager管理类对应一个AIDL接口（Android进程通信接口），每个AIDL接口会对应一个具体服务功能的实现。
   电话服务 —> TelephonyManager —>PhoneInterfaceManager（ITelephony）—>底层具体服务
   TelephonyManager（电话服务管理类）
   Android框架中有上下文（context）的概念，很多资源和系统服务可以直接从上下文中获得，比如要获得电话管理类（TelephonyManager）可以通过下面方式获得：
   context.getSystemService(“phone”);
    
   我们通过context 的实现类ContextImpl可以获取对电话管理类的访问
   @Override
   public Object getSystemService(String name) {
   ServiceFetcher fetcher = SYSTEM_SERVICE_MAP.get(name);
   return fetcher == null ? null : fetcher.getService(this);
   }
   所有的系统服务管理类，都注册在SYSTEM_SERVICE_MAP中。
   从上图源代码中可以看到，getSystemService方法最终是靠传入对应服务的key从SYSTEM_SERVICE_MAP中获得对应的管理类，这里第一个坑爹点会出现，因为key对应的值，厂商会修改成各种值，比如有些手机是”phone2”，有些比如HTC手机是”htctelephony”，
   所以需要反编译厂商源码去查找这些key值，下边会详细讲到。
    
   ITelephony（电话相关的AIDL接口）
   TelephonyManager中的具体操作大部分是通过ITelephony接口访问的，比如获得电话状态的操作：
   public class TelephonyManager {
   …
   public int getCallState() {
   try {
   return getITelephony().getCallState();
   } catch (RemoteException ex) {
   return CALL_STATE_IDLE;
   } catch (NullPointerException ex) {
   return CALL_STATE_IDLE;
   }
   }
   …
   }
   ITelephony接口位于com.android.internal.telephony.包中，这个包是支撑android.telephony.对外接口的具体实现。
    
   PhoneInterfaceManager （ITelephony的具体实现类，提供具体服务功能）
   TelephonyManager大部分操作是通过ITelephony接口访问的，也就是通过其实现类PhoneInterfaceManager 来实际获得具体相关操作
   public class PhoneInterfaceManager extends ITelephony.Stub {
   …
   public int getCallState() {
   return DefaultPhoneNotifier.convertCallState(mCM.getState());
   }
   …
   }
   PhoneInterfaceManager 封装了电话相关的具体服务操作，这些操作最终将消息发送到RIL.java中转。
    
   RIL.java和底层通信
   RIL.java是电话相关服务在Java层的信息收发中心。
   RIL.java使用socket和rild进程通信，RILRequest是一个请求的封装，通过RILSender将请求命令发送出去，通过RILReceiver接收命令的响应和主动消息。
   进过上述的分析，可以总结出电话相关服务的架构。
    
   3.3 【架构分析】

Android电话系统分为四个层次（见上图）：
Phone应用程序层：主要包括电话服务和Phone应用程序。
Java Framework层：主要包括两个程序包，其中：android.telephony.* 是framework对外沟通的接口，com.android.internal.telephony* 是和底层沟通的桥梁（socket ）。
Native Framework层： Rild守护进程。
驱动层：与网络进行沟通传输。
 
为了支持双卡双待功能，厂商实现的Java Framework层在TelephonyManager的节点向下开始自定义API实现对第二张卡的支持，通过反编译并分析真机的framework.jar可以得到自TelephonyManager以下厂商自定义的操作。然后，在App层通过反射调用对应的功能点就可以实现对两张卡的操作。
 
3.4【解决方案举例】
通过对市面上大部分双卡机型的反编译分析看，双卡双待的解决方案可以总结为3类：
TelephonyManager异化：三星、Moto系列
这类真机中提供了两个电话服务管理类，通过context.getSystemService（”phone2″）可以得到电话服务类中的第二张卡的电话服务管理类。这个方案属于最有节操的，开发成本是最低的。
在android.app.ContextImpl
中注册上下文的各种管理类，以下为Google官方代码中的实现：

以下是反编译三星 Node2 framework.jar得到的相关代码块
registerService(“phone“, new ServiceFetcher()
{
public Object createService(ContextImpl paramContextImpl)
{
return new TelephonyManager(paramContextImpl.getOuterContext(), 0);
}
});
registerService(“phone2“, new ServiceFetcher()
{
public Object createService(ContextImpl paramContextImpl)
{
return new TelephonyManager(paramContextImpl.getOuterContext(), 1);
}
});
可以看出通过context.getSystemService（”phone2″），就可以从上文中提到的SYSTEM_SERVICE_MAP拿到第二张卡的管理类，因为只是管理类实例不一样，只需要拿到第二张卡的TelephonyManager实例，所有的方法都可以按照标准API正常使用。
方法异化：MTK芯片系列
MTK解决方案广泛用于联想以及中兴厂商中，这类手机没有新建Manager管理类，而是在管理类中新加入xxxGemini(int para)的方法，其中int参数代表卡槽，0为一卡槽，1为二卡槽。开发者需要通过反射来调用和标准API对应的Gemini方法来实现对应的操作。以下为反编译 联想A750 对应的获得Sim卡状态的方法具体实现。
public int getSimState()
{
return getSimStateGemini(getDefaultSim());
}
public int getSimStateGemini(int paramInt)
{……}
调用对应的Gemini方法可以实现对两张卡的操作，比如：通过反射调用getSimStateGemini分别传入0和1作为参数，就可以获得两张卡的SIM卡状态。
新建Manager类：华为系列
这种方案比较隐蔽的，通过修改增加自己实现类完成对双卡的支持，以下为华为C8825D的处理方案：
首先，得到对应的管理类
c = Class.forName(“android.telephony.MSimTelephonyManager“);
//其中MSimTelephonyManager类为厂商自定义的电话服务管理类
然后，通过反射调用对应的方法，可以成功的返回操作结果
method = c.getDeclaredMethod(“getSimState”, int.class);
 
总结：
双卡双待手机的适配过程主要是分析“异化”点，找到在Framework层中是如何区分卡槽的，不同的手机实现不同，对于TelephonyManager相关的解决方案总结有以上三种。对于短信相关的操作位于SmsManager中，解决策略和TelephonyManager类似，不再详细分析。
经过上面的分析过程可以知道，一个模块的功能点，适配开发过程中都需要进行下面三个步骤：
.反编译系统framework.jar、phone.apk等找到对应功能不同卡槽的操作方式。
.在本地代码中通过反射调用该方法。
.验证操作是否成功。
过程相对比较复杂，需要反复的试验和验证，而且每款手机都要这样调查和解决一遍，因此开发成本是相当高的。
大连在Android机型适配上有着丰富的经验，目前已经开发出一套自动化的机型适配扫描工具–腾讯优测机型扫描系统。通过腾讯优测平台去检索代码中关于双卡双待的适配问题，平台自动检测代码可能的机型问题，并提供解决方案，从而可以极大的减轻开发者负担，提高适配开发效率。
目前腾讯优测平台已经接入RDM，在持续集成时可以勾选机型扫描，持续集成完成后项目组会收到机型扫描后的邮件报告，报告详细展示了机型适配的问题、影响的机型数量与型号、影响的用户数评估、相应适配问题的解决方案等；
项目如果想扫描机型问题，可以通过rdm的持续集成启动机型扫描。

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