Android深入浅出之Binder机制

Android

深入浅出之Binder

机制

一

说明

Android

系统最常见也是初学者最难搞明白的就是

Binder

了，很多很多的

Service

就是通过

Binder

机制来和客户端通讯交互的。所以搞明白

Binder

的话，在很大程度上就能理解程序运行的流程。

我们这里将以

MediaService

的例子来分析

Binder

的使用：

l

ServiceManager

，这是

Android OS

的整个服务的管理程序

l

MediaService

，这个程序里边注册了提供媒体播放的服务程序

MediaPlayerService

，我们最后只分析这个

l

MediaPlayerClient

，这个是与

MediaPlayerService

交互的客户端程序

下面先讲讲

MediaService

应用程序。

二

MediaService

的诞生

MediaService

是一个应用程序，虽然

Android

搞了七七八八的

JAVA

之类的东西，但是在本质上，它还是一个完整的

Linux

操作系统，也还没有牛到什么应用程序都是

JAVA

写。所以，

MS(MediaService)

就是一个和普通的

C++

应用程序一样的东西。

MediaService

的源码文件在：

framework/base/Media/MediaServer/Main_mediaserver.cpp

中。让我们看看到底是个什么玩意儿！

int main(int argc, char** argv)

{

//FT

，就这么简单？？

//

获得一个ProcessState

实例

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

//

得到一个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();//

将自己加入到刚才的线程池？

}

其中，我们只分析

MediaPlayerService

。

这么多疑问，看来我们只有一个个函数深入分析了。不过，这里先简单介绍下

sp

这个东西。

sp

，究竟是

smart pointer

还是

strong pointer

呢？其实我后来发现不用太关注这个，就把它当做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，类似

JAVA

的什么

WeakReference

之类的。我个人觉得，要是自己写程序的话，不用这个东西也成。

好了，以后的分析中，

sp<XXX>

就看成是

XXX*

就可以了。

2.1 ProcessState

第一个调用的函数是

ProcessState::self()

，然后赋值给了

proc

变量，程序运行完，

proc

会自动

delete

内部的内容，所以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;---->

第一次进来肯定不走这儿

AutoMutex _l(gProcessMutex);--->

锁保护

if (gProcess == NULL) gProcess = new ProcessState;--->

创建一个ProcessState

对象

return gProcess;--->

看见没，这里返回的是指针，但是函数返回的是sp<xxx>

，所以

//

把sp<xxx>

看成是XXX*

是可以的

}

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

很多代码都是这么写的,

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);//

这个需要你自己去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

等操作就相当于write/read(fd)

了

}

...

}

最讨厌这种在构造list

中添加函数的写法了，常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

进程间通讯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，这个和我们用socket

加NET_LINK

方式和内核通讯是一个道理。

static int open_driver()

{

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

打开/dev/binder

if (fd >= 0) {

....

size_t maxThreads = 15;

//

通过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，这样的话就相当于和内核

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

是在这里创建的喔

gDefaultServiceManager = interface_cast<IServiceManager>(

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

}

}

return gDefaultServiceManager;

}

-----

》

gDefaultServiceManager = interface_cast<IServiceManager>(

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

ProcessState::self

，肯定返回的是刚才创建的gProcess

，然后调用它的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

，

//

在真机上肯定走这个

return getStrongProxyForHandle(0);//

注意，这里传入0

}

}

----

》进入到getStrongProxyForHandle

，函数名字怪怪的，经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，然后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，果然，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，肯定为空

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

b = new BpBinder(handle); --->

看见了吧，创建了一个新的BpBinder

e->binder = b;

result = b;

}....

}

return result;

返回刚才创建的BpBinder

。

}

//

到这里，是不是有点乱了？对，当人脑分析的函数调用太深的时候，就容易忘记。

我们是从gDefaultServiceManager = interface_cast<IServiceManager>(

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

开始搞的，现在，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。

因为还没介绍

Binder

机制的大架构，所以这里介绍

BpBinder

不合适，但是又讲到

BpBinder

了，不介绍

Binder

架构似乎又说不清楚

....

，

sigh

！

恩，还是继续把层层深入的函数调用栈化繁为简吧，至少大脑还可以工作。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

，竟然到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，不懂得自己去google

下它的作用吧。这里只需要

//

知道这种空间每个线程有一个，而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他线程TLS

中的数据。===

》这句话有漏洞，钻牛角尖的明白大概意思就可以了。

//

从线程本地存储空间中获得保存在其中的IPCThreadState

对象

//

这段代码写法很晦涩，看见没，只有pthread_getspecific,

那么肯定有地方调用

// 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

没有我们说得那样卑鄙，汇编代码很多跳转语句的。

//

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

，干嘛用的啊？把它看成是命令的buffer

吧。再深入解释，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，我们创建了些什么呢？

l

ProcessState

有了。

l

IPCThreadState

有了，而且是主线程的。

l

BpBinder

有了，内部

handle

值为

0

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

终于回到原点了，大家是不是快疯掉了？

interface_cast

，我第一次接触的时候，把它看做类似的

static_cast

一样的东西，然后死活也搞不明白

BpBinder*

指针怎么能强转为

IServiceManager*

，花了

n

多时间查看

BpBinder

是否和

IServiceManager

继承还是咋的

....

。

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);

}

所以，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？增加服务，查询服务等

//

这里仅列出增加服务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

这么类似？微软的影响很大啊！知道MFC

的，有DELCARE

肯定有IMPLEMENT

果然，这两个宏DECLARE_META_INTERFACE

和IMPLEMENT_META_INTERFACE(INTERFACE, NAME)

都在

刚才的IInterface.h

中定义。我们先看看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();

我们把它兑现到IServiceManager

就是：

static const android::String16 descriptor; -->

喔，增加一个描述字符串

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

obj) ---

》增加一个asInterface

函数

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

》增加一个get

函数

估计其返回值就是descriptor

这个字符串

IServiceManager (); /

virtual ~IServiceManager();

增加构造和虚析购函数...

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？尤其是宏看着头疼。赶紧兑现下吧。

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，赶紧分析下吧，还是不知道interface_cast

怎么把BpBinder*

转成了IServiceManager

我们刚才解析过的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

终于可以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，那肯定希望对用户是透明的，那就是说头文件里边不会有这个

Bp

的定义。是吗？

果然，

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？真正完成操作的是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（经过兑现后）

//

这里的参数又叫remote

，唉，真是害人不浅啊。

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，我们知道了：

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

。

现在重新回到

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，我们把

binder

设备打开了，得到一个

BpServiceManager

对象，这表明我们可以和

SM

打交道了，但是好像没干什么有意义的事情吧？

2.6 MediaPlayerService

那下面我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

返回的是刚才创建的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，那么另一端一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

就可以判断，

BpServiceManager

对应的应该是

BnServiceManager

，

BnMediaPlayerService

对应的应该是

BpMediaPlayerService

。

我们现在在哪里

?

对了，我们现在是创建了

BnMediaPlayerService

，想把它加入到系统的中去。

喔，明白了。我创建一个新的

Service—BnMediaPlayerService

，想把它告诉

ServiceManager

。

那我怎么和

ServiceManager

通讯呢？恩，利用

BpServiceManager

。所以嘛，我调用了

BpServiceManager

的

addService

函数！

为什么要搞个

ServiceManager

来呢？这个和

Android

机制有关系。所有

Service

都需要加入到

ServiceManager

来管理。同时也方便了

Client

来查询系统存在哪些

Service

，没看见我们传入了字符串吗？这样就可以通过

Human Readable

的字符串来查找

Service

了。

---

》感觉没说清楚

...

饶恕我吧。

2.7 addService

addService

是调用的

BpServiceManager

的函数。前面略去没讲，现在我们看看。

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;

}

我的天，

remote()

返回的是什么？

remote(){ return mRemote; }-->

啊？找不到对应的实际对象了？？？

还记得我们刚才初始化时候说的：

“这里的参数又叫

remote

，唉，真是害人不浅啊“

原来，这里的

mRemote

就是最初创建的

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

，然后

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，那只能在另外一个地方写到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？这里开始操作mIn

了，看来talkWithDriver

中

//

把mOut

发出去，然后从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，我们发送

addService

的流程就彻底走完了。

BpServiceManager

发送了一个

addService

命令到

BnServiceManager

，然后收到回复。

先继续我们的

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,

那么它是不是应该等着

BpMediaPlayerService

来和他交互呢

?

但是我们没看见

MediaPlayerService

有打开

binder

设备的操作啊！

这个嘛，到底是继续

addService

操作的另一端

BnServiceManager

还是先说

BnMediaPlayerService

呢？

还是先说

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

，通过它可以把命令请求发送到

binder

设备，而且

handle

的值为

0

。那么，系统的另外一端肯定有个接收命令的，那又是谁呢？

很可惜啊，

BnServiceManager

不存在，但确实有一个程序完成了

BnServiceManager

的工作，那就是

service

.exe

(

如果在

windows

上一定有

exe

后缀，叫

service

的名字太多了，这里加

exe

就表明它是一个程序

)

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

是不是和我们猜得一样？

struct binder_state *binder_open(unsigned mapsize)

{

struct binder_state *bs;

bs = malloc(sizeof(*bs));

....

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

果然如此

....

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);//

把自己设为MANAGER

}

binder_loop

肯定是从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 (;;) {//

果然是循环

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，最后有一个类似handleMessage

的地方处理各种各样的命令。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，我希望系统通知我一下，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

来说，看来

ServiceManager

把信息加入到自己维护的一个服务列表中了。

2.9 ServiceManager

存在的意义

为何需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，这样就可以查询当前系统有哪些服务。而且

,Android

系统中某个服务例如

MediaPlayerService

的客户端想要和

MediaPlayerService

通讯的话，必须先向

ServiceManager

查询

MediaPlayerService

的信息，然后通过

ServiceManager

返回的东西再来和

MediaPlayerService

交互。

毕竟，要是

MediaPlayerService

身体不好，老是挂掉的话，客户的代码就麻烦了，就不知道后续新生的

MediaPlayerService

的信息了，所以只能这样：

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

，所以只要往

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，我们知道了：

l

defaultServiceManager

得到了

BpServiceManager

，然后

MediaPlayerService

实例化后，调用

BpServiceManager

的

addService

函数

l

这个过程中，是

service_manager

收到

addService

的请求，然后把对应信息放到自己保存的一个服务

list

中

到这儿，我们可看到，

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，但是它肯定完成了

BnServiceManager

的功能。

同样，我们创建了

MediaPlayerService

即

BnMediaPlayerService

，那它也应该：

l

打开

binder

设备

l

也搞一个

looper

循环，然后坐等请求

service

，service

，这个和网络编程中的监听socket

的工作很像嘛！

好吧，既然

MediaPlayerService

的构造函数没有看到显示的打开

binder

设备，那么我们看看它的父类即

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

似乎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

？是不是和BnXXX

以及BpXXX

对应的呢？如果是，为什么又叫BBinder

呢？

BBinder::BBinder()

: mExtras(NULL)

{

//

没有打开设备的地方啊？

}

完了？难道我们走错方向了吗？难道不是每个

Service

都有对应的

binder

设备

fd

吗？

.......

回想下，我们的

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可以了。那么，我在哪里进行类似的消息循环

looper

操作呢？

...

//

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

//

创建线程池，然后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，这个时候还没有创建线程呢。然后调用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，创建线程了。从此

主线程执行

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

新开的线程执行_threadLoop

我们先看看_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，调用自己的threadLoop

}

}

我们是PoolThread

对象，所以调用PoolThread

的threadLoop

函数

virtual bool PoolThread ::threadLoop()

{

//mIsMain

为true

。

//

而且注意，这是一个新的线程，所以必然会创建一个

新的IPCThreadState

对象（记得线程本地存储吗？TLS

），然后

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

return false;

}

主线程和工作线程都调用了joinThreadPool

，看看这个干嘛了！

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，但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,

然后读取后续的信息

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);

}

让我们看看BBinder

的transact

函数干嘛了

status_t BBinder::transact(

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

{

就是调用自己的onTransact

函数嘛

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

return err;

}

BnMediaPlayerService

从

BBinder

派生，所以会调用到它的

onTransact

函数

终于水落石出了，让我们看看

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，所有IMediaPlayerService

//

看到下面的switch

没？所有IMediaPlayerService

提供的函数都通过命令类型来区分

//

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，我们就明白了。

BnXXX

的

onTransact

函数收取命令，然后派发到派生类的函数，由他们完成实际的工作。

说明：

这里有点特殊，

startThreadPool

和

joinThreadPool

完后确实有两个线程，主线程和工作线程，而且都在做消息循环。为什么要这么做呢？他们参数

isMain

都是

true

。不知道

google

搞什么。难道是怕一个线程工作量太多，所以搞两个线程来工作？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，也能正常工作。但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行了。

四

MediaPlayerClient

这节讲讲

MediaPlayerClient

怎么和

MediaPlayerService

交互。

使用

MediaPlayerService

的时候，先要创建它的

BpMediaPlayerService

。我们看看一个例子

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);

//

通过interface_cast

，将这个binder

转化成BpMediaPlayerService

//

注意，这个binder

只是用来和binder

设备通讯用的，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

//

通讯。

sMediaPlayerService = interface_cast<IMediaPlayerService>(binder);

}

return sMediaPlayerService;

}

为什么反复强调这个

Bridge

？其实也不一定是

Bridge

模式，但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

只不过把它当做一个类似

socket

使用罢了。我以前经常把

binder

和上层类

IMediaPlayerService

的功能混到一起去。

当然，你们不一定会犯这个错误。但是有一点请注意：

4.1 Native

层

刚才那个

getMediaPlayerService

代码是

C++

层的，但是整个使用的例子确实

JAVA->JNI

层的调用。如果我要写一个纯

C++

的程序该怎么办？

int main()

{

getMediaPlayerService();

直接调用这个函数能获得BpMediaPlayerService

吗？

不能，为什么？因为我还没打开binder

驱动呐！但是你在JAVA

应用程序里边却有google

已经替你

封装好了。

所以，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，因为

//

好多地方都需要这个，所以自动也会创建.

getMediaPlayerService();

还得起消息循环呐，否则如果Bn

那边有消息通知你，你怎么接受得到呢？

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

//

至于主线程是否也需要调用消息循环，就看个人而定了。不过一般是等着接收其他来源的消息，例如socket

发来的命令，然后控制MediaPlayerService

就可以了

。

}

五

实现自己的

Service

好了，我们学习了这么多

Binder

的东西，那么想要实现一个自己的

Service

该咋办呢？

如果是纯

C++

程序的话，肯定得类似

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？

我们需要一个Bn

，需要一个Bp

，而且Bp

不用暴露出来。那么就在BnXXX.cpp

中一起实现好了。

另外，XXXService

提供自己的功能，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。

需要从

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，需要定义

BnXXX

和对客户端透明的

BpXXX

。

其中

BnXXX

是需要有头文件的。

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

定义可以和上面的

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);

//

由于IXXX

是个纯虚类，而BnXXX

只实现了onTransact

函数，所以BnXXX

依然是

一个纯虚类

};

有了

DECLARE

，那我们在某个

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

类似

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

类似

至此，

Binder

就算分析完了，大家看完后，应该能做到以下几点：

l

如果需要写自己的

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，然后调用你的函数呢。恩，这是个多线程问题。

l

如果需要跟踪

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。

转自：http://blog.csdn.net/Innost/archive/2011/01/08/6124685.aspx