在Android系統中，為了進行網絡權限控制、流量統計等，需要將網絡連接（如Socket）與發起該連接的應用UID關聯起來。這種關聯通常在內核中建立，并在用戶空間通過一些接口進行查詢。

1. 內核中的實現基礎

Linux內核中，每個Socket都有一個關聯的struct sock結構。在該結構中，有一個字段用于存儲用戶ID（UID）：

struct sock {// ...kuid_t sk_uid; // 存儲創建該socket的進程的UID// ...
};

當應用創建一個Socket時，內核會將該進程的UID（即進程的有效UID）記錄在sock->sk_uid中。
該字段在 Socket 創建時由內核自動填充（通過 current_uid() 獲取當前進程 UID）。

2. 用戶空間查詢連接UID的方法

在用戶空間，Android系統提供了幾種方式來獲取網絡連接的UID：

(1) 使用/proc/net文件系統

Linux內核通過/proc/net下的文件（如/proc/net/tcp、/proc/net/udp等）暴露TCP和UDP連接的信息。這些文件中包含的每一行代表一個連接，其中有一列是UID（在Android中，該列是第7列，索引從0開始計數）。例如：

sl  local_address rem_address   st tx_queue rx_queue tr tm->when retrnsmt   uid  timeout inode
0: 0100007F:1770 00000000:0000 0A 00000000:00000000 00:00000000 00000000 10086        0 123456

這里，UID為10086。

在Android系統中，系統服務（如NetworkStatsService）會解析這些文件以獲取每個連接的UID，從而進行流量統計。

(2) 使用Netlink Socket

更高效的方式是使用Netlink Socket（具體為NETLINK_INET_DIAG）來查詢Socket信息。Android系統使用NetlinkSocket類（位于frameworks/base/core/jni/android_net_Netlink.cpp）來發送查詢請求并解析響應。

在NetlinkSocket的請求中，可以指定查詢條件（如協議、狀態等），內核會返回匹配的Socket信息，其中就包括UID。

例如，在NetworkStatsService中，通過netlink方式收集Socket信息：

// 在Java層，通過調用Native方法
// frameworks/base/services/core/java/com/android/server/net/NetworkStatsService.java
private void readNetworkStatsDev() {// ...mNetworkDevStats = new NetworkStats(SystemClock.elapsedRealtime(), 6);mNetworkDevStats = NetworkStatsService.nativeReadNetworkDevStats();// ...
}

在Native層（frameworks/base/services/core/jni/com_android_server_net_NetworkStatsService.cpp）中，最終會調用netlink相關函數來獲取信息。

或通過 Netlink Socket 發送 inet_diag_req 請求，內核返回 inet_diag_msg 結構體，其中包含 idiag_uid 字段：

struct inet_diag_msg {__u8    idiag_family;__u8    idiag_state;// ...__u32   idiag_uid;    // 連接的 UID__u32   idiag_inode;  // Socket 的 inode
};

這是 NetworkStatsService 等系統服務內部使用的機制

(3) 系統API：TrafficStats.getUidRxBytes(int uid)等

Android提供了TrafficStats類，其中包含一些靜態方法，如：

getUidRxBytes(int uid)
getUidTxBytes(int uid)

這些方法允許應用獲取指定UID的流量統計。其內部實現也是通過讀取/proc/net文件或使用netlink，然后按UID聚合統計信息。

• 系統 API（隱藏 API）
  Android 框架中部分類提供內部方法，如：

// 示例：通過 Socket 文件描述符獲取 UID
int uid = android.os.Process.getUidForSocket(int socketFd);

實際實現通過 JNI 調用到 libcore 中的 native 方法

(4) 系統服務中的連接跟蹤

在Android系統服務中，如ConnectivityService、NetworkStatsService等，會定期掃描網絡連接，并記錄每個連接的UID。這些信息可以用于防火墻規則（如根據UID阻止網絡訪問）或網絡統計。

3. 具體實現：getConnectionOwnerUid的類似功能

如果我們要實現一個getConnectionOwnerUid函數，其功能是給定一個本地地址和端口（或遠程地址和端口），返回該連接的UID，那么可以通過以下步驟：

查詢/proc/net文件：遍歷/proc/net/tcp和/proc/net/udp等文件，查找匹配本地地址和端口的行，然后提取UID列。
使用netlink查詢：構造一個inet_diag_req請求，設置查詢條件（如本地地址和端口），然后發送請求并解析響應，從響應中獲取UID。
4. 示例：通過/proc/net/tcp獲取UID
以下是一個簡化的示例，展示如何從/proc/net/tcp中獲取指定本地地址和端口的連接的UID：

public static int getConnectionOwnerUid(String protocol, String localAddr, int localPort) {String procFile = "/proc/net/" + protocol; // 如 "tcp" 或 "udp"try (BufferedReader reader = new BufferedReader(new FileReader(procFile))) {String line;// 跳過標題行reader.readLine();while ((line = reader.readLine()) != null) {// 按空格分割，注意可能有多個連續空格String[] tokens = line.trim().split("\\s+");if (tokens.length < 10) continue;// 本地地址和端口在第二個字段（索引1）String local = tokens[1];// 解析本地地址和端口String[] localParts = local.split(":");if (localParts.length != 2) continue;// 將16進制字符串形式的地址和端口轉換為可讀格式String addr = parseHexAddress(localParts[0]);int port = Integer.parseInt(localParts[1], 16);// 比較是否匹配if (addr.equals(localAddr) && port == localPort) {// UID在第8個字段（索引7）return Integer.parseInt(tokens[7]);}}} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}return -1; // 未找到
}private static String parseHexAddress(String hex) {// 處理IPv4地址：4字節，小端序long addr = Long.parseLong(hex, 16);return String.format("%d.%d.%d.%d",(addr & 0xff),((addr >> 8) & 0xff),((addr >> 16) & 0xff),((addr >> 24) & 0xff));
}

注意：上述代碼僅為示例，實際應用中需要考慮IPv6、性能優化（避免頻繁讀取proc文件）以及權限問題（需要root權限才能讀取/proc/net文件）。

5. 權限要求

讀取/proc/net下的文件需要root權限，因為普通應用無法訪問這些文件。
使用netlink也需要root權限，因為創建NETLINK_INET_DIAG類型的socket需要CAP_NET_ADMIN能力。

6. 在Android系統中的應用

在Android系統內部，如NetworkStatsService、NetworkManagementService等系統服務中，會使用這些機制來跟蹤每個連接的UID，以便進行流量統計和網絡策略管理。

Android 版本差異

• Android 7.0+ 強化了 UID 隔離，/proc/net 文件權限更嚴格。
• Android 10+ 引入 CONNTRACK_UID 模塊替代部分舊機制。

總結

Android系統通過內核記錄每個Socket的創建者UID。
用戶空間可以通過讀取/proc/net下的文件或使用netlink機制來查詢活躍連接的UID。
這些查詢通常需要root權限，因此主要用于系統服務內部。
普通應用無法直接使用這些方法，但可以通過系統API（如TrafficStats）獲取按UID聚合的流量統計信息。