旧手机小用途：在Android手机上建网站，较完全指南

时间：2024-02-18 13:16:59

做个人服务器就是一个不错的用途：功耗低，还自带UPS。做个个人网站，个人云或下载机，7x24小时开机，不担心费电，也不担心停电。

最近在Android手机上利用Linux Deploy搭建了一个LEMP/LNMP网站，本文讲述其中的主要流程和注意事项。有一些坑，也有点小窍门，还有一些测试数据，拿手机做其它框架的网站或其它用途的服务器也可参考。

可行性及方案

先评估下性能。在手机上装了个Linux，用sysbench测试下CPU，以PC和树莓派作为对比。

命令：

sysbench --test=cpu --cpu-max-prime=20000 run

结果是耗时，越短越好。

  • PC: i7 4770K: 21.2s
  • 华为荣耀6 plus: 247s
  • 树莓派3代: 535s
  • 树莓派2代: 1150s

虽然比PC差远了，但比树莓派快不少（多核应该更强）。其实我的网站以前是跑在树莓派2代上的。树莓派的I/O（SD卡）也是很慢的。

至于方案，理论上来说有这么几类：

  1. APK提供http服务器、MySQL服务器、PHP的支持。——功能受限于APK，不能使用标准的工具集。
  2. 用类似于busybox的方式，把Linux下的命令集和需要的服务器都编译到Android上。——累。
  3. 双系统，既可以引导Linux，也可以引导Android。——树莓派可以，以前用过RK3188的Android电视盒也可以，理论上手机也可以做到，就看有哪几个手机厂商愿意提供这种支持了。所以，可遇不可求。
  4. 模拟器：APK是Linux的模拟器。——慢。
  5. Linux和Android共用内核，使用chroot容器的方式。——这几乎是最完美的方案了，既不破坏Android，又有一个几乎完整的Linux。Linux Deploy就是这方面的杰出代表。

手机root及清理

不root会有很多限制，比如不能使用1024以下的端口。而且root也是Linux Deploy要求的。不同的手机型号，请各显神通寻找root攻略。

对于荣耀6和6 plus，大致流程是（国内的各种一键root工具都不行）：

  1. 先升级到5.1(可能要申请）；
  2. 再升级到6.0(可能要申请）；
  3. 申请解锁码；
  4. fastboot下unlock, 刷TRWP recovery；
  5. TRWP recovery下刷root用的zip文件。

root后，SuperSU是必装的（通常会自带），busybox也建议安装。

既然是专用作服务器，其它不用的程序都卸载掉，包括一些系统程序及服务，以减少对系统资源的占用。方法是列出所有进程，在网上搜索其用途，根据自己的需要进行删除。网上一些文章也会说明是否可删除，建议删除还是保留。不能删除的可以尝试禁止启动。

我的荣耀6 plus最后保留了不到一屏的App。不过，系统内的进程数还是很多，但都处于不活动状态。最后，手机设置为飞行模式；休眠状态始终保持WiFi连接。

 
image.png

SD卡分区

Linux Deploy可以将系统完全安装在内置Flash，或SD卡的image上，也可以装到某个目录或分区。
为了比较，我装了多个系统，并共用home分区。最后的SD卡分区方案是这样的：

  1. 2G, FAT，给android系统使用
  2. 8G, ext2, 安装第二个Debian Linux用（第一个装在内置Flash的/data/local目录里）
  3. 8G, ext2, 玩玩Kali Linux
  4. 16G, ext4, 共用的 /home 分区

这里的小经验是：保留一个小的FAT分区！这是为了让Android系统看上去还是有一个可用的SD卡。否则，系统会提示SD卡不认识，是否要格式化。万一哪天自己忘了SD卡里藏了好几个Linux的系统和数据，或者手快点了一下“是”，就杯具了。

 
image.png

Linux Deploy的关键设置

建立多个Profile，对应于多个系统。

 
image.png

然后依次对每个Profile进行配置。

 
image.png

上图的安装位置设在内部Flash的/data/local目录下。如果想安装在SD卡分区上，则类似于下图。

 
image.png

ssh服务是必须开启的。挂载点的语法要注意：一行一个条目；用冒号分隔源路径和挂载点。

 
image.png

然后开始安装（装Debian8时安装忘了截屏，下图用Debian9作为示意）。

 
image.png

权限问题

这里的坑是在Android手机上安装LAMP/LEMP系统特有的。想不到可能半天也搞不定，想到了只是一行命令。

MySQL启动失败

MySQL在安装的时候报告启动失败，日志上也没有更多信息。

好吧，既然MySQL 5.5失败，那我装MariaDB 10.0吧？——结果还是失败。

会不会是文件系统权限问题？把数据目录从Flash的/var/lib/mysql换到SD卡的/home/mysql吧？——一样失败。

...

其实原因是mysql用户的权限问题。解决办法是把mysql这个用户加到aid_net_raw组。

sudo usermod -a -G aid_net_raw mysql

aid_xxx 这些组其实是Android的用户组（这些组的映射／创建，应该是Linux Deploy做的），容器内的Linux用户要具有Android的相应权限才能做相应的事。而MySQL创建／监听socket，要有aid_net_raw对应的权限。

网上有人把aid_inet也给予mysql用户，其实这个Internet访问权限对于MySQL不是必须的。

PHP下载及发邮件

我安装的这个Web系统（Drupal）有网页上安装/升级模块（插件）的功能。但这个功能用不了：

GuzzleHttp\Exception\ConnectException: cURL error 6: Could not resolve host: updates.drupal.org (see http://curl.haxx.se/libcurl/c/libcurl-errors.html) in GuzzleHttp\Handler\CurlFactory::createRejection() (line 186 of /home/www/drupal-8.3.2/vendor/guzzlehttp/guzzle/src/Handler/CurlFactory.php).

从字面看，像是DNS或是网络连接的问题。最后的答案和前面MySQL启动不了是类似的：Web server进程需要有Internet访问的权限。

sudo usermod -a -G aid_inet www-data

发邮件也是网站必备的功能。通过PHP发邮件，Web server同样需要Internet的访问权限（比如连接smtp.gmail.com的587端口）。

性能测试及调优

WiFi及网络速度

做服务器肯定是用有线网络好。但无线网络是否堪用呢？下面的测试都是在5G的WiFi下，靠近路由器，小米mini一代。

用 ping 测试有线连接的树莓派和无线连接的手机。

 
image.png

可以看到，往返时间差了两个数量级。前者平均是0.72ms；后者差不多70ms。

下图是用 iperf 测试网络速度。大约是67Mbps.

 
image.png

速度属于正常水平，对于自娱自乐的个人站点，也可接受吧。

数据库放在Flash还是SD卡上？

先对文件系统做一简单的测试。用dd读写总共4GB（大于手机内存）的文件，每次读写不同大小的块。

#$count = $totalsize / $blksize
dd if=/dev/zero of=$tmpfile bs=$blksize count=$count && sync
of=/dev/zero if=$tmpfile bs=$blksize count=$count && sync

最后的结果如下图所示。

 
image.png

可以看到，写的速度差不多，读的速度Flash还是比SD卡快不少。

还可以用sysbench测试MySQL性能，或者用wget/curl直接测试网站的速度。总体上，对于这个手机（荣耀6 plus），后面这两项测试的结果差别不大。最后，我还是把数据库放在了内部Flash上。

屏幕开还是关？

对于做服务器用途，想当然地会认为要把屏幕关掉。控制开关屏幕的有好几个地方：

  • “显示”里面的延时熄屏；
  • “开发者选项”里的插电时保持屏幕活动；
  • Linux Deploy界面里的保持屏幕活动。
 
image.png

在性能测试中发现，屏幕开着和关着的差别很大。

sysbench --test=cpu --cpu-max-prime=20000 run
 
image.png
  • 屏幕开：247.5s
  • 屏幕关：441.0s

sysbench进行CPU测试的结果还是很稳定的，包括以前用Linux Deploy 2.0.0-215，现在用的2.0.2-220；开启mysql/nginx等服务或者不开启，分数波动在1%以内。可见，屏幕开和关的差距是非常显著的。

在Android/Linux系统里，还有一个CPU Governor的策略会影响CPU的性能。

cat /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/scaling_governor

interactive

可以看到，默认的策略是"interactive". 尝试把它改到性能最高的 "performance"，

echo performance > /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/scaling_governor

测试结果也并没有差别。

也许是屏幕关着的时候，CPU被降频使用了？

最后，不得不选择让屏幕常开（当然，亮度调至最低）。

/proc/loadavg的问题

我们通常会用/proc/loadavg查看系统的load

cat /proc/loadavg
  • 空闲时：5.16 5.14 5.17 1/1290 8877
  • 运行sysbench时：6.02 5.74 5.48 4/1295 9353

作为对比，树莓派的loadavg：

  • 空闲时：0.03 0.07 0.02 2/159 28307
  • 运行sysbench时：1.03 0.72 0.33 3/158 28903

Android系统的loadavg空闲时普遍都很高；而用top命令查看各进程的CPU占用率时，并没有多高。

关于这个问题，网上有一些讨论，但我还没找到权威的说法。总之，并不能用loadavg作为系统load的参考。

自动启动

在启动Android系统时，自动启动容器内的Linux，似乎并不起作用。

 
image.png

另一个层面的自动启动是自动启动Linux系统内的服务。这需要在Linux Deploy里启用 Init 系统，并选用类型 SysV.

 
image.png

这样，在Linux系统启动时，runlevel（默认为3）中设置为自动启动的服务就会自动启动，像普通的Linux那样。否则，连cron服务都要手动启动。

 
image.png

不过在我的手机上有个小问题：在启用了Init后，Stop Linux时会导致Android重启，然后root丢失。但再重启一次会恢复root。

备份

数据库本来是安装在Flash上，可以将其备份到SD卡，这样起到了“两个篮子”的作用。

考虑到Flash和SD卡都有可能突然失效（都曾经碰到过），远程备份也是必须的。

本想用NFS挂载NAS上的目录的，但NFS client的安装有点问题。没有去深究，直接用了ssh密钥登录加rsync。命令示意：

rsync -auvAX --delete $srcdir nas:/$dstdir

升级

升级包括3个层面：

  1. Android系统本身：取决于厂家是否还提供升级支持，升级后可能要重新root。总之是比较麻烦的。由于Linux和Android共用内核，除非出现内核级别的安全漏洞，否则没必要升级。
  2. Linux系统：可以安装unattended-upgrades之类的包来自动更新。
  3. Linux Deploy：根据需要升级。升级前最好保存配置。直接缷载/安装会把原配置数据全部清除；不过只要把Profile重新配置一下，就可以启动原系统 。所以也不是大问题。

功耗

用记录型万用表UT181A对电流进行24小时监测（手机电池始终是满电）。

 
image.png

每小时的平均电流在140~150mA之间，功耗相当于0.75W。

 
image.png

小米路由器的USB口实测电流可以超过200mA，所以可以直接用这个路由器的USB口给手机长期供电。

 
image.png

电源/电池状态

还可以通过读取目录 /sys/class/power_supply/Battery 的文件来监控电源和电池的状态：

  • status：充放电状态；
  • capacity： 电池容量百分比；
  • charge_now：当前充电的容量（mAh）；
  • charge_full：电池的总容量（mAh）；
  • voltage_now：当前电池电压（V）；
  • voltage_max：电池充满电的电压（V）；
  • current_now：当前充电电流（mA），充电为正，放电为负；如果系统负载高，电流会是负值；
  • temp：电池温度（有无爆炸隐患早知道）。

可以写几行脚本，直接在网站上显示这些状态。

 
image.png

结语

在root过的Android手机上通过Linux Deploy安装Linux，可以达到和普通Linux一样的完整度和*度。能灵活地在上面部署各种LAMP, LEMP/LNMP站点。而且，这样的“服务器”功耗低（小于1W），带“UPS”（电池）。

主要的要注意的方面有：和Android相关的权限问题，如何自动启动服务，熄屏对性能有无影响，等等。手机虽小，但跨越Android, Linux及容器，涉及系统的多方面，对技术爱好者也是一个很好的练习。

本文主要是从平台的角度来谈论“手机服务器”的，并不涉及平台上的应用（即具体如何建一个网站）。至于建网站的其它方面，后续会有文章。敬请关注。

参考

  1. Convert an Android Device to Linux
  2. Linux Deploy官方下载地址


作者：萝卜头实验室
链接：https://www.jianshu.com/p/f5e107180b45
来源：简书
著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权，非商业转载请注明出处。