Android深刻浅出之Binder机制

时间 2019-11-11

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Android深刻浅出之Binder机制 java

一说明 android

Android系统最多见也是初学者最难搞明白的就是Binder了，不少不少的Service就是经过Binder机制来和客户端通信交互的。因此搞明白Binder的话，在很大程度上就能理解程序运行的流程。程序员

咱们这里将以MediaService的例子来分析Binder的使用：编程

l ServiceManager，这是Android OS的整个服务的管理程序 windows

l MediaService，这个程序里边注册了提供媒体播放的服务程序MediaPlayerService，咱们最后只分析这个设计模式

l MediaPlayerClient，这个是与MediaPlayerService交互的客户端程序数组

下面先讲讲MediaService应用程序。 cookie

二 MediaService的诞生网络

MediaService是一个应用程序，虽然Android搞了七七八八的JAVA之类的东西，可是在本质上，它仍是一个完整的Linux操做系统，也尚未牛到什么应用程序都是JAVA写。因此，MS(MediaService)就是一个和普通的C++应用程序同样的东西。数据结构

MediaService的源码文件在：framework\base\Media\MediaServer\Main_mediaserver.cpp中。让咱们看看究竟是个什么玩意儿！

int main(int argc, char** argv)

{

//FT，就这么简单？？

//得到一个ProcessState实例

sp<ProcessState> proc(ProcessState::self());

//获得一个ServiceManager对象

sp<IServiceManager> sm = defaultServiceManager();

MediaPlayerService::instantiate();//初始化MediaPlayerService服务

ProcessState::self()->startThreadPool();//看名字，启动Process的线程池？

IPCThreadState::self()->joinThreadPool();//将本身加入到刚才的线程池？

}

其中，咱们只分析MediaPlayerService。

这么多疑问，看来咱们只有一个个函数深刻分析了。不过，这里先简单介绍下sp这个东西。

sp，到底是smart pointer仍是strong pointer呢？其实我后来发现不用太关注这个，就把它当作一个普通的指针看待，即sp<IServiceManager>======》IServiceManager*吧。sp是google搞出来的为了方便C/C++程序员管理指针的分配和释放的一套方法，相似JAVA的什么WeakReference之类的。我我的以为，要是本身写程序的话，不用这个东西也成。

好了，之后的分析中，sp<XXX>就当作是XXX*就能够了。

2.1 ProcessState

第一个调用的函数是ProcessState::self()，而后赋值给了proc变量，程序运行完，proc会自动delete内部的内容，因此就自动释放了先前分配的资源。

ProcessState位置在framework\base\libs\binder\ProcessState.cpp

sp<ProcessState> ProcessState::self()

{

if (gProcess != NULL) return gProcess;---->第一次进来确定不走这儿

AutoMutex _l(gProcessMutex);--->锁保护

if (gProcess == NULL) gProcess = new ProcessState;--->建立一个ProcessState对象

return gProcess;--->看见没，这里返回的是指针，可是函数返回的是sp<xxx>，因此

//把sp<xxx>当作是XXX*是能够的

}

再来看看ProcessState构造函数

//这个构造函数看来很重要

ProcessState::ProcessState()

: mDriverFD(open_driver())----->Android不少代码都是这么写的,稍不留神就没看见这里调用了一个很重要的函数

, mVMStart(MAP_FAILED)//映射内存的起始地址

, mManagesContexts(false)

, mBinderContextCheckFunc(NULL)

, mBinderContextUserData(NULL)

, mThreadPoolStarted(false)

, mThreadPoolSeq(1)

{

if (mDriverFD >= 0) {

//BIDNER_VM_SIZE定义为(1*1024*1024) - (4096 *2) 1M-8K

mVMStart = mmap(0, BINDER_VM_SIZE, PROT_READ, MAP_PRIVATE | MAP_NORESERVE,

mDriverFD, 0);//这个须要你本身去man mmap的用法了，不过大概意思就是

//将fd映射为内存，这样内存的memcpy等操做就至关于write/read(fd)了

}

...

}

最讨厌这种在构造list中添加函数的写法了，经常疏忽某个变量的初始化是一个函数调用的结果。

open_driver，就是打开/dev/binder这个设备，这个是android在内核中搞的一个专门用于完成

进程间通信而设置的一个虚拟的设备。BTW，说白了就是内核的提供的一个机制，这个和咱们用socket加NET_LINK方式和内核通信是一个道理。

static int open_driver()

{

int fd = open("/dev/binder", O_RDWR);//打开/dev/binder

if (fd >= 0) {

....

size_t maxThreads = 15;

//经过ioctl方式告诉内核，这个fd支持最大线程数是15个。

result = ioctl(fd, BINDER_SET_MAX_THREADS, &maxThreads); }

return fd;

好了，到这里Process::self就分析完了，到底干什么了呢？

l 打开/dev/binder设备，这样的话就至关于和内核binder机制有了交互的通道

l 映射fd到内存，设备的fd传进去后，估计这块内存是和binder设备共享的

接下来，就到调用defaultServiceManager()地方了。

2.2 defaultServiceManager

defaultServiceManager位置在framework\base\libs\binder\IServiceManager.cpp中

sp<IServiceManager> defaultServiceManager()

{

if (gDefaultServiceManager != NULL) return gDefaultServiceManager;

//又是一个单例，设计模式中叫singleton。

{

AutoMutex _l(gDefaultServiceManagerLock);

if (gDefaultServiceManager == NULL) {

//真正的gDefaultServiceManager是在这里建立的喔

gDefaultServiceManager = interface_cast<IServiceManager>(

ProcessState::self()->getContextObject(NULL));

}

return gDefaultServiceManager;

}

-----》

gDefaultServiceManager = interface_cast<IServiceManager>(

ProcessState::self()->getContextObject(NULL));

ProcessState::self，确定返回的是刚才建立的gProcess，而后调用它的getContextObject，注意，传进去的是NULL，即0

//回到ProcessState类，

sp<IBinder> ProcessState::getContextObject(const sp<IBinder>& caller)

{

if (supportsProcesses()) {//该函数根据打开设备是否成功来判断是否支持process，

//在真机上确定走这个

return getStrongProxyForHandle(0);//注意，这里传入0

}

----》进入到getStrongProxyForHandle，函数名字怪怪的，常常严重阻碍大脑运转

//注意这个参数的命名，handle。搞过windows的应该比较熟悉这个名字，这是对

//资源的一种标示，其实说白了就是某个数据结构，保存在数组中，而后handle是它在这个数组中的索引。--->就是这么一个玩意儿

sp<IBinder> ProcessState::getStrongProxyForHandle(int32_t handle)

{

sp<IBinder> result;

AutoMutex _l(mLock);

handle_entry* e = lookupHandleLocked(handle);--》哈哈，果真，从数组中查找对应

索引的资源，lookupHandleLocked这个就不说了，内部会返回一个handle_entry

下面是 handle_entry 的结构

struct handle_entry {

IBinder* binder;--->Binder

RefBase::weakref_type* refs;-->不知道是什么，不影响.

};

if (e != NULL) {

IBinder* b = e->binder; -->第一次进来，确定为空

if (b == NULL || !e->refs->attemptIncWeak(this)) {

b = new BpBinder(handle); --->看见了吧，建立了一个新的BpBinder

e->binder = b;

result = b;

}....

}

return result; 返回刚才建立的BpBinder。

}

//到这里，是否是有点乱了？对，当人脑分析的函数调用太深的时候，就容易忘记。

咱们是从gDefaultServiceManager = interface_cast<IServiceManager>(

ProcessState::self()->getContextObject(NULL));

开始搞的，如今，这个函数调用将变成

gDefaultServiceManager = interface_cast<IServiceManager>(new BpBinder(0));

BpBinder又是个什么玩意儿？Android名字起得太眼花缭乱了。

由于还没介绍Binder机制的大架构，因此这里介绍BpBinder不合适，可是又讲到BpBinder了，不介绍Binder架构彷佛又说不清楚....，sigh！

恩，仍是继续把层层深刻的函数调用栈化繁为简吧，至少大脑还能够工做。先看看BpBinder的构造函数把。

2.3 BpBinder

BpBinder位置在framework\base\libs\binder\BpBinder.cpp中。

BpBinder::BpBinder(int32_t handle)

: mHandle(handle) //注意，接上述内容，这里调用的时候传入的是0

, mAlive(1)

, mObitsSent(0)

, mObituaries(NULL)

{

IPCThreadState::self()->incWeakHandle(handle);//FT，居然到IPCThreadState::self()

}

这里一块说说吧，IPCThreadState::self估计怎么着又是一个singleton吧？

//该文件位置在framework\base\libs\binder\IPCThreadState.cpp

IPCThreadState* IPCThreadState::self()

{

if (gHaveTLS) {//第一次进来为false

restart:

const pthread_key_t k = gTLS;

//TLS是Thread Local Storage的意思，不懂得本身去google下它的做用吧。这里只须要

//知道这种空间每一个线程有一个，并且线程间不共享这些空间，好处是？我就不用去搞什么

//同步了。在这个线程，我就用这个线程的东西，反正别的线程获取不到其余线程TLS中的数据。===》这句话有漏洞，钻牛角尖的明白大概意思就能够了。

//从线程本地存储空间中得到保存在其中的IPCThreadState对象

//这段代码写法很晦涩，看见没，只有pthread_getspecific,那么确定有地方调用

//pthread_setspecific。

IPCThreadState* st = (IPCThreadState*)pthread_getspecific(k);

if (st) return st;

return new IPCThreadState;//new一个对象，

}

if (gShutdown) return NULL;

pthread_mutex_lock(&gTLSMutex);

if (!gHaveTLS) {

if (pthread_key_create(&gTLS, threadDestructor) != 0) {

pthread_mutex_unlock(&gTLSMutex);

return NULL;

}

gHaveTLS = true;

}

pthread_mutex_unlock(&gTLSMutex);

goto restart; //我FT，其实goto没有咱们说得那样卑鄙，汇编代码不少跳转语句的。

//关键是要用好。

}

//这里是构造函数，在构造函数里边pthread_setspecific

IPCThreadState::IPCThreadState()

: mProcess(ProcessState::self()), mMyThreadId(androidGetTid())

{

pthread_setspecific(gTLS, this);

clearCaller();

mIn.setDataCapacity(256);

//mIn,mOut是两个Parcel，干吗用的啊？把它当作是命令的buffer吧。再深刻解释，又会大脑停摆的。

mOut.setDataCapacity(256);

}

出来了，终于出来了....，恩，回到BpBinder那。

BpBinder::BpBinder(int32_t handle)

: mHandle(handle) //注意，接上述内容，这里调用的时候传入的是0

, mAlive(1)

, mObitsSent(0)

, mObituaries(NULL)

{

......

IPCThreadState::self()->incWeakHandle(handle);

什么incWeakHandle，不讲了..

}

喔，new BpBinder就算完了。到这里，咱们建立了些什么呢？

l ProcessState有了。

l IPCThreadState有了，并且是主线程的。

l BpBinder有了，内部handle值为0

gDefaultServiceManager = interface_cast<IServiceManager>(new BpBinder(0));

终于回到原点了，你们是否是快疯掉了？

interface_cast，我第一次接触的时候，把它看作相似的static_cast同样的东西，而后死活也搞不明白 BpBinder*指针怎么能强转为IServiceManager*，花了n多时间查看BpBinder是否和IServiceManager继承仍是咋的....。

终于，我用ctrl+鼠标(source insight)跟踪进入了interface_cast

IInterface.h位于framework/base/include/binder/IInterface.h

template<typename INTERFACE>

inline sp<INTERFACE> interface_cast(const sp<IBinder>& obj)

{

return INTERFACE::asInterface(obj);

}

因此，上面等价于：

inline sp<IServiceManager> interface_cast(const sp<IBinder>& obj)

{

return IServiceManager::asInterface(obj);

}

看来，只能跟到IServiceManager了。

IServiceManager.h---》framework/base/include/binder/IServiceManager.h

看看它是如何定义的:

2.4 IServiceManager

class IServiceManager : public IInterface

{

//ServiceManager,字面上理解就是Service管理类，管理什么？增长服务，查询服务等

//这里仅列出增长服务addService函数

public:

DECLARE_META_INTERFACE(ServiceManager);

virtual status_t addService( const String16& name,

const sp<IBinder>& service) = 0;

};

DECLARE_META_INTERFACE(ServiceManager)？？

怎么和MFC这么相似？微软的影响很大啊！知道MFC的，有DELCARE确定有IMPLEMENT

果真，这两个宏DECLARE_META_INTERFACE和IMPLEMENT_META_INTERFACE(INTERFACE, NAME)都在

刚才的IInterface.h中定义。咱们先看看DECLARE_META_INTERFACE这个宏往IServiceManager加了什么？

下面是DECLARE宏

#define DECLARE_META_INTERFACE(INTERFACE) \

static const android::String16 descriptor; \

static android::sp<I##INTERFACE> asInterface( \

const android::sp<android::IBinder>& obj); \

virtual const android::String16& getInterfaceDescriptor() const; \

I##INTERFACE(); \

virtual ~I##INTERFACE();

咱们把它兑现到IServiceManager就是：

static const android::String16 descriptor; -->喔，增长一个描述字符串

static android::sp< IServiceManager > asInterface(const android::sp<android::IBinder>&

obj) ---》增长一个asInterface函数

virtual const android::String16& getInterfaceDescriptor() const; ---》增长一个get函数

估计其返回值就是descriptor这个字符串

IServiceManager (); \

virtual ~IServiceManager();增长构造和虚析购函数...

那IMPLEMENT宏在哪定义的呢？

见IServiceManager.cpp。位于framework/base/libs/binder/IServiceManager.cpp

IMPLEMENT_META_INTERFACE(ServiceManager, "android.os.IServiceManager");

下面是这个宏的定义

#define IMPLEMENT_META_INTERFACE(INTERFACE, NAME) \

const android::String16 I##INTERFACE::descriptor(NAME); \

const android::String16& \

I##INTERFACE::getInterfaceDescriptor() const { \

return I##INTERFACE::descriptor; \

} \

android::sp<I##INTERFACE> I##INTERFACE::asInterface( \

const android::sp<android::IBinder>& obj) \

{ \

android::sp<I##INTERFACE> intr; \

if (obj != NULL) { \

intr = static_cast<I##INTERFACE*>( \

obj->queryLocalInterface( \

I##INTERFACE::descriptor).get()); \

if (intr == NULL) { \

intr = new Bp##INTERFACE(obj); \

} \

return intr; \

} \

I##INTERFACE::I##INTERFACE() { } \

I##INTERFACE::~I##INTERFACE() { } \

很麻烦吧？尤为是宏看着头疼。赶忙兑现下吧。

const

android::String16 IServiceManager::descriptor(“android.os.IServiceManager”);

const android::String16& IServiceManager::getInterfaceDescriptor() const

{ return IServiceManager::descriptor;//返回上面那个android.os.IServiceManager

} android::sp<IServiceManager> IServiceManager::asInterface(

const android::sp<android::IBinder>& obj)

{

android::sp<IServiceManager> intr;

if (obj != NULL) {

intr = static_cast<IServiceManager *>(

obj->queryLocalInterface(IServiceManager::descriptor).get());

if (intr == NULL) {

intr = new BpServiceManager(obj);

}

return intr;

}

IServiceManager::IServiceManager () { }

IServiceManager::~ IServiceManager() { }

哇塞，asInterface是这么搞的啊，赶忙分析下吧，仍是不知道interface_cast怎么把BpBinder*转成了IServiceManager

咱们刚才解析过的interface_cast<IServiceManager>(new BpBinder(0)),

原来就是调用asInterface(new BpBinder(0))

android::sp<IServiceManager> IServiceManager::asInterface(

const android::sp<android::IBinder>& obj)

{

android::sp<IServiceManager> intr;

if (obj != NULL) {

....

intr = new BpServiceManager(obj);

//神呐，终于看到和IServiceManager相关的东西了，看来

//实际返回的是BpServiceManager(new BpBinder(0))；

}

return intr;

}

BpServiceManager是个什么玩意儿？p是什么个意思？

2.5 BpServiceManager

终于能够讲解点架构上的东西了。p是proxy即代理的意思，Bp就是BinderProxy，BpServiceManager，就是SM的Binder代理。既然是代理，那确定但愿对用户是透明的，那就是说头文件里边不会有这个Bp的定义。是吗？

果真，BpServiceManager就在刚才的IServiceManager.cpp中定义。

class BpServiceManager : public BpInterface<IServiceManager>

//这种继承方式，表示同时继承BpInterface和IServiceManager，这样IServiceManger的

addService必然在这个类中实现

{

public:

//注意构造函数参数的命名 impl，难道这里使用了Bridge模式？真正完成操做的是impl对象？

//这里传入的impl就是new BpBinder(0)

BpServiceManager(const sp<IBinder>& impl)

: BpInterface<IServiceManager>(impl)

{

}

virtual status_t addService(const String16& name, const sp<IBinder>& service)

{

待会再说..

}

基类BpInterface的构造函数（通过兑现后）

//这里的参数又叫remote，唉，真是贻害不浅啊。

inline BpInterface< IServiceManager >::BpInterface(const sp<IBinder>& remote)

: BpRefBase(remote)

{

}

BpRefBase::BpRefBase(const sp<IBinder>& o)

: mRemote(o.get()), mRefs(NULL), mState(0)

//o.get()，这个是sp类的获取实际数据指针的一个方法，你只要知道

//它返回的是sp<xxxx>中xxx* 指针就行

{

//mRemote就是刚才的BpBinder(0)

...

}

好了，到这里，咱们知道了：

sp<IServiceManager> sm = defaultServiceManager(); 返回的实际是BpServiceManager，它的remote对象是BpBinder，传入的那个handle参数是0。

如今从新回到MediaService。

int main(int argc, char** argv)

{

sp<ProcessState> proc(ProcessState::self());

sp<IServiceManager> sm = defaultServiceManager();

//上面的讲解已经完了

MediaPlayerService::instantiate();//实例化MediaPlayerservice

//看来这里有名堂！

ProcessState::self()->startThreadPool();

IPCThreadState::self()->joinThreadPool();

}

到这里，咱们把binder设备打开了，获得一个BpServiceManager对象，这代表咱们能够和SM打交道了，可是好像没干什么有意义的事情吧？

2.6 MediaPlayerService

那下面咱们看看后续又干了什么？以MediaPlayerService为例。

它位于framework\base\media\libmediaplayerservice\libMediaPlayerService.cpp

void MediaPlayerService::instantiate() {

defaultServiceManager()->addService(

//传进去服务的名字，传进去new出来的对象

String16("media.player"), new MediaPlayerService());

}

MediaPlayerService::MediaPlayerService()

{

LOGV("MediaPlayerService created");//太简单了

mNextConnId = 1;

}

defaultServiceManager返回的是刚才建立的BpServiceManager

调用它的addService函数。

MediaPlayerService从BnMediaPlayerService派生

class MediaPlayerService : public BnMediaPlayerService

FT，MediaPlayerService从BnMediaPlayerService派生，BnXXX,BpXXX，快晕了。

Bn 是Binder Native的含义，是和Bp相对的，Bp的p是proxy代理的意思，那么另外一端必定有一个和代理打交道的东西，这个就是Bn。

讲到这里会有点乱喔。先分析下，到目前为止都构造出来了什么。

l BpServiceManager

l BnMediaPlayerService

这两个东西不是相对的两端，从BnXXX就能够判断，BpServiceManager对应的应该是BnServiceManager，BnMediaPlayerService对应的应该是BpMediaPlayerService。

咱们如今在哪里?对了，咱们如今是建立了BnMediaPlayerService，想把它加入到系统的中去。

喔，明白了。我建立一个新的Service—BnMediaPlayerService，想把它告诉ServiceManager。

那我怎么和ServiceManager通信呢？恩，利用BpServiceManager。因此嘛，我调用了BpServiceManager的addService函数！

为何要搞个ServiceManager来呢？这个和Android机制有关系。全部Service都须要加入到ServiceManager来管理。同时也方便了Client来查询系统存在哪些Service，没看见咱们传入了字符串吗？这样就能够经过Human Readable的字符串来查找Service了。

---》感受没说清楚...饶恕我吧。

2.7 addService

addService是调用的BpServiceManager的函数。前面略去没讲，如今咱们看看。

virtual status_t addService(const String16& name, const sp<IBinder>& service)

{

Parcel data, reply;

//data是发送到BnServiceManager的命令包

//看见没？先把Interface名字写进去，也就是什么android.os.IServiceManager

data.writeInterfaceToken(IServiceManager::getInterfaceDescriptor());

//再把新service的名字写进去叫media.player

data.writeString16(name);

//把新服务service—>就是MediaPlayerService写到命令中

data.writeStrongBinder(service);

//调用remote的transact函数

status_t err = remote()->transact(ADD_SERVICE_TRANSACTION, data, &reply);

return err == NO_ERROR ? reply.readInt32() : err;

}

个人天，remote()返回的是什么？

remote(){ return mRemote; }-->啊？找不到对应的实际对象了？？？

还记得咱们刚才初始化时候说的：

“这里的参数又叫remote，唉，真是贻害不浅啊“

原来，这里的mRemote就是最初建立的BpBinder..

好吧，到那里去看看：

BpBinder的位置在framework\base\libs\binder\BpBinder.cpp

status_t BpBinder::transact(

uint32_t code, const Parcel& data, Parcel* reply, uint32_t flags)

{

//又绕回去了，调用IPCThreadState的transact。

//注意啊，这里的mHandle为0,code是ADD_SERVICE_TRANSACTION,data是命令包

//reply是回复包，flags=0

status_t status = IPCThreadState::self()->transact(

mHandle, code, data, reply, flags);

if (status == DEAD_OBJECT) mAlive = 0;

return status;

}

...

}

再看看IPCThreadState的transact函数把

status_t IPCThreadState::transact(int32_t handle,

uint32_t code, const Parcel& data,

Parcel* reply, uint32_t flags)

{

status_t err = data.errorCheck();

flags |= TF_ACCEPT_FDS;

if (err == NO_ERROR) {

//调用writeTransactionData 发送数据

err = writeTransactionData(BC_TRANSACTION, flags, handle, code, data, NULL);

}

if ((flags & TF_ONE_WAY) == 0) {

if (reply) {

err = waitForResponse(reply);

} else {

Parcel fakeReply;

err = waitForResponse(&fakeReply);

}

....等回复

err = waitForResponse(NULL, NULL);

....

return err;

}

再进一步，瞧瞧这个...

status_t IPCThreadState::writeTransactionData(int32_t cmd, uint32_t binderFlags,

int32_t handle, uint32_t code, const Parcel& data, status_t* statusBuffer)

{

binder_transaction_data tr;

tr.target.handle = handle;

tr.code = code;

tr.flags = binderFlags;

const status_t err = data.errorCheck();

if (err == NO_ERROR) {

tr.data_size = data.ipcDataSize();

tr.data.ptr.buffer = data.ipcData();

tr.offsets_size = data.ipcObjectsCount()*sizeof(size_t);

tr.data.ptr.offsets = data.ipcObjects();

}

....

上面把命令数据封装成binder_transaction_data，而后

写到mOut中，mOut是命令的缓冲区，也是一个Parcel

mOut.writeInt32(cmd);

mOut.write(&tr, sizeof(tr));

//仅仅写到了Parcel中，Parcel好像没和/dev/binder设备有什么关联啊？

恩，那只能在另一个地方写到binder设备中去了。难道是在？

return NO_ERROR;

}

//说对了，就是在waitForResponse中

status_t IPCThreadState::waitForResponse(Parcel *reply, status_t *acquireResult)

{

int32_t cmd;

int32_t err;

while (1) {

//talkWithDriver，哈哈，应该是这里了

if ((err=talkWithDriver()) < NO_ERROR) break;

err = mIn.errorCheck();

if (err < NO_ERROR) break;

if (mIn.dataAvail() == 0) continue;

//看见没？这里开始操做mIn了，看来talkWithDriver中

//把mOut发出去，而后从driver中读到数据放到mIn中了。

cmd = mIn.readInt32();

switch (cmd) {

case BR_TRANSACTION_COMPLETE:

if (!reply && !acquireResult) goto finish;

break;

.....

return err;

}

status_t IPCThreadState::talkWithDriver(bool doReceive)

{

binder_write_read bwr;

//中间东西太复杂了，不就是把mOut数据和mIn接收数据的处理后赋值给bwr吗？

status_t err;

do {

//用ioctl来读写

if (ioctl(mProcess->mDriverFD, BINDER_WRITE_READ, &bwr) >= 0)

err = NO_ERROR;

else

err = -errno;

} while (err == -EINTR);

//到这里，回复数据就在bwr中了，bmr接收回复数据的buffer就是mIn提供的

if (bwr.read_consumed > 0) {

mIn.setDataSize(bwr.read_consumed);

mIn.setDataPosition(0);

}

return NO_ERROR;

}

好了，到这里，咱们发送addService的流程就完全走完了。

BpServiceManager发送了一个addService命令到BnServiceManager，而后收到回复。

先继续咱们的main函数。

int main(int argc, char** argv)

{

sp<ProcessState> proc(ProcessState::self());

sp<IServiceManager> sm = defaultServiceManager();

MediaPlayerService::instantiate();

---》该函数内部调用addService，把MediaPlayerService信息 add到ServiceManager中

ProcessState::self()->startThreadPool();

IPCThreadState::self()->joinThreadPool();

}

这里有个容易搞晕的地方：

MediaPlayerService是一个BnMediaPlayerService,那么它是否是应该等着

BpMediaPlayerService来和他交互呢?可是咱们没看见MediaPlayerService有打开binder设备的操做啊！

这个嘛，究竟是继续addService操做的另外一端BnServiceManager仍是先说

BnMediaPlayerService呢？

仍是先说BnServiceManager吧。顺便把系统的Binder架构说说。

2.8 BnServiceManager

上面说了，defaultServiceManager返回的是一个BpServiceManager，经过它能够把命令请求发送到binder设备，并且handle的值为0。那么，系统的另一端确定有个接收命令的，那又是谁呢？

很惋惜啊，BnServiceManager不存在，但确实有一个程序完成了BnServiceManager的工做，那就是service.exe(若是在windows上必定有exe后缀，叫service的名字太多了，这里加exe就代表它是一个程序)

位置在framework/base/cmds/servicemanger.c中。

int main(int argc, char **argv)

{

struct binder_state *bs;

void *svcmgr = BINDER_SERVICE_MANAGER;

bs = binder_open(128*1024);//应该是打开binder设备吧？

binder_become_context_manager(bs) //成为manager

svcmgr_handle = svcmgr;

binder_loop(bs, svcmgr_handler);//处理BpServiceManager发过来的命令

}

看看binder_open是否是和咱们猜得同样？

struct binder_state *binder_open(unsigned mapsize)

{

struct binder_state *bs;

bs = malloc(sizeof(*bs));

....

bs->fd = open("/dev/binder", O_RDWR);//果真如此

....

bs->mapsize = mapsize;

bs->mapped = mmap(NULL, mapsize, PROT_READ, MAP_PRIVATE, bs->fd, 0);

}

再看看binder_become_context_manager

int binder_become_context_manager(struct binder_state *bs)

{

return ioctl(bs->fd, BINDER_SET_CONTEXT_MGR, 0);//把本身设为MANAGER

}

binder_loop 确定是从binder设备中读请求，写回复的这么一个循环吧？

void binder_loop(struct binder_state *bs, binder_handler func)

{

int res;

struct binder_write_read bwr;

readbuf[0] = BC_ENTER_LOOPER;

binder_write(bs, readbuf, sizeof(unsigned));

for (;;) {//果真是循环

bwr.read_size = sizeof(readbuf);

bwr.read_consumed = 0;

bwr.read_buffer = (unsigned) readbuf;

res = ioctl(bs->fd, BINDER_WRITE_READ, &bwr);

//哈哈，收到请求了，解析命令

res = binder_parse(bs, 0, readbuf, bwr.read_consumed, func);

}

这个...后面还要说吗？？

恩，最后有一个相似handleMessage的地方处理各类各样的命令。这个就是

svcmgr_handler,就在ServiceManager.c中

int svcmgr_handler(struct binder_state *bs,

struct binder_txn *txn,

struct binder_io *msg,

struct binder_io *reply)

{

struct svcinfo *si;

uint16_t *s;

unsigned len;

void *ptr;

s = bio_get_string16(msg, &len);

switch(txn->code) {

case SVC_MGR_ADD_SERVICE:

s = bio_get_string16(msg, &len);

ptr = bio_get_ref(msg);

if (do_add_service(bs, s, len, ptr, txn->sender_euid))

return -1;

break;

...

其中，do_add_service真正添加BnMediaService信息

int do_add_service(struct binder_state *bs,

uint16_t *s, unsigned len,

void *ptr, unsigned uid)

{

struct svcinfo *si;

si = find_svc(s, len);s是一个list

si = malloc(sizeof(*si) + (len + 1) * sizeof(uint16_t));

si->ptr = ptr;

si->len = len;

memcpy(si->name, s, (len + 1) * sizeof(uint16_t));

si->name[len] = '\0';

si->death.func = svcinfo_death;

si->death.ptr = si;

si->next = svclist;

svclist = si; //看见没，这个svclist是一个列表，保存了当前注册到ServiceManager

中的信息

}

binder_acquire(bs, ptr);//这个吗。当这个Service退出后，我但愿系统通知我一下，好释放上面malloc出来的资源。大概就是干这个事情的。

binder_link_to_death(bs, ptr,& si->death);

return 0;

}

喔，对于addService来讲，看来ServiceManager把信息加入到本身维护的一个服务列表中了。

2.9 ServiceManager存在的意义

为什么须要一个这样的东西呢？

原来，Android系统中Service信息都是先add到ServiceManager中，由ServiceManager来集中管理，这样就能够查询当前系统有哪些服务。并且,Android系统中某个服务例如MediaPlayerService的客户端想要和MediaPlayerService通信的话，必须先向ServiceManager查询MediaPlayerService的信息，而后经过ServiceManager返回的东西再来和MediaPlayerService交互。

毕竟，要是MediaPlayerService身体很差，总是挂掉的话，客户的代码就麻烦了，就不知道后续新生的MediaPlayerService的信息了，因此只能这样：

l MediaPlayerService向SM注册

l MediaPlayerClient查询当前注册在SM中的MediaPlayerService的信息

l 根据这个信息，MediaPlayerClient和MediaPlayerService交互

另外，ServiceManager的handle标示是0，因此只要往handle是0的服务发送消息了，最终都会被传递到ServiceManager中去。

三 MediaService的运行

上一节的知识，咱们知道了：

l defaultServiceManager获得了BpServiceManager，而后MediaPlayerService 实例化后，调用BpServiceManager的addService函数

l 这个过程当中，是service_manager收到addService的请求，而后把对应信息放到本身保存的一个服务list中

到这儿，咱们可看到，service_manager有一个binder_looper函数，专门等着从binder中接收请求。虽然service_manager没有从BnServiceManager中派生，可是它确定完成了BnServiceManager的功能。

一样，咱们建立了MediaPlayerService即BnMediaPlayerService，那它也应该：

l 打开binder设备

l 也搞一个looper循环，而后坐等请求

service，service，这个和网络编程中的监听socket的工做很像嘛！

好吧，既然MediaPlayerService的构造函数没有看到显示的打开binder设备，那么咱们看看它的父类即BnXXX又到底干了些什么呢？

3.1 MediaPlayerService打开binder

class MediaPlayerService : public BnMediaPlayerService

// MediaPlayerService从BnMediaPlayerService派生

//而BnMediaPlayerService从BnInterface和IMediaPlayerService同时派生

class BnMediaPlayerService: public BnInterface<IMediaPlayerService>

{

public:

virtual status_t onTransact( uint32_t code,

const Parcel& data,

Parcel* reply,

uint32_t flags = 0);

};

看起来，BnInterface彷佛更加和打开设备相关啊。

template<typename INTERFACE>

class BnInterface : public INTERFACE, public BBinder

{

public:

virtual sp<IInterface> queryLocalInterface(const String16& _descriptor);

virtual const String16& getInterfaceDescriptor() const;

protected:

virtual IBinder* onAsBinder();

};

兑现后变成

class BnInterface : public IMediaPlayerService, public BBinder

BBinder?BpBinder？是否是和BnXXX以及BpXXX对应的呢？若是是，为何又叫BBinder呢？

BBinder::BBinder()

: mExtras(NULL)

{

//没有打开设备的地方啊？

}

完了？难道咱们走错方向了吗？难道不是每一个Service都有对应的binder设备fd吗？

.......

回想下，咱们的Main_MediaService程序，有哪里打开过binder吗？

int main(int argc, char** argv)

{

//对啊，我在ProcessState中不是打开过binder了吗？

sp<ProcessState> proc(ProcessState::self());

sp<IServiceManager> sm = defaultServiceManager();

MediaPlayerService::instantiate();

......

3.2 looper

啊?原来打开binder设备的地方是和进程相关的啊？一个进程打开一个就能够了。那么，我在哪里进行相似的消息循环looper操做呢？

...

//难道是下面两个？

ProcessState::self()->startThreadPool();

IPCThreadState::self()->joinThreadPool();

看看startThreadPool吧

void ProcessState::startThreadPool()

{

...

spawnPooledThread(true);

}

void ProcessState::spawnPooledThread(bool isMain)

{

sp<Thread> t = new PoolThread(isMain);isMain是TRUE

//建立线程池，而后run起来，和java的Thread何其像也。

t->run(buf);

}

PoolThread从Thread类中派生，那么此时会产生一个线程吗？看看PoolThread和Thread的构造吧

PoolThread::PoolThread(bool isMain)

: mIsMain(isMain)

{

}

Thread::Thread(bool canCallJava)//canCallJava默认值是true

: mCanCallJava(canCallJava),

mThread(thread_id_t(-1)),

mLock("Thread::mLock"),

mStatus(NO_ERROR),

mExitPending(false), mRunning(false)

{

}

喔，这个时候尚未建立线程呢。而后调用PoolThread::run，实际调用了基类的run。

status_t Thread::run(const char* name, int32_t priority, size_t stack)

{

bool res;

if (mCanCallJava) {

res = createThreadEtc(_threadLoop,//线程函数是_threadLoop

this, name, priority, stack,& mThread);

}

//终于，在run函数中，建立线程了。今后

主线程执行

IPCThreadState::self()->joinThreadPool();

新开的线程执行_threadLoop

咱们先看看_threadLoop

int Thread::_threadLoop(void* user)

{

Thread* const self = static_cast<Thread*>(user);

sp<Thread> strong(self->mHoldSelf);

wp<Thread> weak(strong);

self->mHoldSelf.clear();

do {

...

if (result && !self->mExitPending) {

result = self->threadLoop();哇塞，调用本身的threadLoop

}

咱们是PoolThread对象，因此调用PoolThread的threadLoop函数

virtual bool PoolThread ::threadLoop()

{

//mIsMain为true。

//并且注意，这是一个新的线程，因此必然会建立一个

新的IPCThreadState对象（记得线程本地存储吗？TLS），而后

IPCThreadState::self()->joinThreadPool(mIsMain);

return false;

}

主线程和工做线程都调用了joinThreadPool，看看这个干吗了！

void IPCThreadState::joinThreadPool(bool isMain)

{

mOut.writeInt32(isMain ? BC_ENTER_LOOPER : BC_REGISTER_LOOPER);

status_t result;

do {

int32_t cmd;

result = talkWithDriver();

result = executeCommand(cmd);

}

} while (result != -ECONNREFUSED&& result != -EBADF);

mOut.writeInt32(BC_EXIT_LOOPER);

talkWithDriver(false);

}

看到没？有loop了，可是好像是有两个线程都执行了这个啊！这里有两个消息循环？

下面看看executeCommand

status_t IPCThreadState::executeCommand(int32_t cmd)

{

BBinder* obj;

RefBase::weakref_type* refs;

status_t result = NO_ERROR;

case BR_TRANSACTION:

{

binder_transaction_data tr;

result = mIn.read(&tr, sizeof(tr));

//来了一个命令，解析成BR_TRANSACTION,而后读取后续的信息

Parcel reply;

if (tr.target.ptr) {

//这里用的是BBinder。

sp<BBinder> b((BBinder*)tr.cookie);

const status_t error = b->transact(tr.code, buffer, &reply, 0);

}

让咱们看看BBinder的transact函数干吗了

status_t BBinder::transact(

uint32_t code, const Parcel& data, Parcel* reply, uint32_t flags)

{

就是调用本身的onTransact函数嘛

err = onTransact(code, data, reply, flags);

return err;

}

BnMediaPlayerService从BBinder派生，因此会调用到它的onTransact函数

终于水落石出了，让咱们看看BnMediaPlayerServcice的onTransact函数。

status_t BnMediaPlayerService::onTransact(

uint32_t code, const Parcel& data, Parcel* reply, uint32_t flags)

{

// BnMediaPlayerService从BBinder和IMediaPlayerService派生，全部IMediaPlayerService

//看到下面的switch没？全部IMediaPlayerService提供的函数都经过命令类型来区分

switch(code) {

case CREATE_URL: {

CHECK_INTERFACE(IMediaPlayerService, data, reply);

create是一个虚函数，由MediaPlayerService来实现！！

sp<IMediaPlayer> player = create(

pid, client, url, numHeaders > 0 ? &headers : NULL);

reply->writeStrongBinder(player->asBinder());

return NO_ERROR;

} break;

其实，到这里，咱们就明白了。BnXXX的onTransact函数收取命令，而后派发到派生类的函数，由他们完成实际的工做。

说明：

这里有点特殊，startThreadPool和joinThreadPool完后确实有两个线程，主线程和工做线程，并且都在作消息循环。为何要这么作呢？他们参数isMain都是true。不知道google搞什么。难道是怕一个线程工做量太多，因此搞两个线程来工做？这种解释应该也是合理的。

网上有人测试过把最后一句屏蔽掉，也能正常工做。可是难道主线程提出了，程序还能不退出吗？这个...管它的，反正知道有两个线程在那处理就好了。

四 MediaPlayerClient

这节讲讲MediaPlayerClient怎么和MediaPlayerService交互。

使用MediaPlayerService的时候，先要建立它的BpMediaPlayerService。咱们看看一个例子

IMediaDeathNotifier::getMediaPlayerService()

{

sp<IServiceManager> sm = defaultServiceManager();

sp<IBinder> binder;

do {

//向SM查询对应服务的信息，返回binder

binder = sm->getService(String16("media.player"));

if (binder != 0) {

break;

}

usleep(500000); // 0.5 s

} while(true);

//经过interface_cast，将这个binder转化成BpMediaPlayerService

//注意，这个binder只是用来和binder设备通信用的，实际

//上和IMediaPlayerService的功能一点关系都没有。

//还记得我说的Bridge模式吗?BpMediaPlayerService用这个binder和BnMediaPlayerService

//通信。

sMediaPlayerService = interface_cast<IMediaPlayerService>(binder);

}

return sMediaPlayerService;

}

为何反复强调这个Bridge？其实也不必定是Bridge模式，可是我真正想说明的是：

Binder其实就是一个和binder设备打交道的接口，而上层IMediaPlayerService只不过把它当作一个相似socket使用罢了。我之前常常把binder和上层类IMediaPlayerService的功能混到一块儿去。

固然，大家不必定会犯这个错误。可是有一点请注意：

4.1 Native层

刚才那个getMediaPlayerService代码是C++层的，可是整个使用的例子确实JAVA->JNI层的调用。若是我要写一个纯C++的程序该怎么办？

int main()

{

getMediaPlayerService();直接调用这个函数能得到BpMediaPlayerService吗？

不能，为何？由于我还没打开binder驱动呐！可是你在JAVA应用程序里边却有google已经替你

封装好了。

因此，纯native层的代码，必须也得像下面这样处理：

sp<ProcessState> proc(ProcessState::self());//这个其实不是必须的，由于

//好多地方都须要这个，因此自动也会建立.

getMediaPlayerService();

还得起消息循环呐，不然若是Bn那边有消息通知你，你怎么接受获得呢？

ProcessState::self()->startThreadPool();

//至于主线程是否也须要调用消息循环，就看我的而定了。不过通常是等着接收其余来源的消息，例如socket发来的命令，而后控制MediaPlayerService就能够了。

}

五实现本身的Service

好了，咱们学习了这么多Binder的东西，那么想要实现一个本身的Service该咋办呢？

若是是纯C++程序的话，确定得相似main_MediaService那样干了。

int main()

{

sp<ProcessState> proc(ProcessState::self());

sp<IServiceManager> sm = defaultServiceManager();

sm->addService(“service.name”,new XXXService());

ProcessState::self()->startThreadPool();

IPCThreadState::self()->joinThreadPool();

}

看看XXXService怎么定义呢？

咱们须要一个Bn，须要一个Bp，并且Bp不用暴露出来。那么就在BnXXX.cpp中一块儿实现好了。

另外，XXXService提供本身的功能，例如getXXX调用

5.1 定义XXX接口

XXX接口是和XXX服务相关的，例如提供getXXX，setXXX函数，和应用逻辑相关。

须要从IInterface派生

class IXXX: public IInterface

{

public:

DECLARE_META_INTERFACE(XXX);申明宏

virtual getXXX() = 0;

virtual setXXX() = 0;

}这是一个接口。

5.2 定义BnXXX和BpXXX

为了把IXXX加入到Binder结构，须要定义BnXXX和对客户端透明的BpXXX。

其中BnXXX是须要有头文件的。BnXXX只不过是把IXXX接口加入到Binder架构中来，而不参与实际的getXXX和setXXX应用层逻辑。

这个BnXXX定义能够和上面的IXXX定义放在一块。分开也行。

class BnXXX: public BnInterface<IXXX>

{

public:

virtual status_t onTransact( uint32_t code,

const Parcel& data,

Parcel* reply,

uint32_t flags = 0);

//因为IXXX是个纯虚类，而BnXXX只实现了onTransact函数，因此BnXXX依然是

一个纯虚类

};

有了DECLARE，那咱们在某个CPP中IMPLEMNT它吧。那就在IXXX.cpp中吧。

IMPLEMENT_META_INTERFACE(XXX, "android.xxx.IXXX");//IMPLEMENT宏

status_t BnXXX::onTransact(

uint32_t code, const Parcel& data, Parcel* reply, uint32_t flags)

{

switch(code) {

case GET_XXX: {

CHECK_INTERFACE(IXXX, data, reply);

读请求参数

调用虚函数getXXX()

return NO_ERROR;

} break; //SET_XXX相似

BpXXX也在这里实现吧。

class BpXXX: public BpInterface<IXXX>

{

public:

BpXXX (const sp<IBinder>& impl)

: BpInterface< IXXX >(impl)

{

}

vitural getXXX()

{

Parcel data, reply;

data.writeInterfaceToken(IXXX::getInterfaceDescriptor());

data.writeInt32(pid);

remote()->transact(GET_XXX, data,& reply);

return;

}

//setXXX相似

至此，Binder就算分析完了，你们看完后，应该能作到如下几点：

l 若是须要写本身的Service的话，总得知道系统是怎么个调用你的函数，恩。对。有2个线程在那不停得从binder设备中收取命令，而后调用你的函数呢。恩，这是个多线程问题。

l 若是须要跟踪bug的话，得知道从Client端调用的函数，是怎么最终传到到远端的Service。这样，对于一些函数调用，Client端跟踪完了，我就知道转到Service去看对应函数调用了。反正是同步方式。也就是Client一个函数调用会一直等待到Service返回为止。