Android Framework学习(十二)之获取ServiceManager
来源:互联网 发布:mysql unixtime 转换 编辑:程序博客网 时间:2024/06/01 13:24
概述
获取Service Manager是通过defaultServiceManager()方法来完成,当进程注册服务(addService)或 获取服务(getService)的过程之前,都需要先调用defaultServiceManager()方法来获取gDefaultServiceManager对象。对于gDefaultServiceManager对象,如果存在则直接返回;如果不存在则创建该对象,创建过程包括调用open()打开binder驱动设备,利用mmap()映射内核的地址空间。
defaultServiceManager
IServiceManager.cpp
sp<IServiceManager> defaultServiceManager(){ if (gDefaultServiceManager != NULL) return gDefaultServiceManager; { AutoMutex _l(gDefaultServiceManagerLock); //加锁 while (gDefaultServiceManager == NULL) { gDefaultServiceManager = interface_cast<IServiceManager>( ProcessState::self()->getContextObject(NULL)); if (gDefaultServiceManager == NULL) sleep(1); } } return gDefaultServiceManager;}
获取ServiceManager对象采用单例模式,当gDefaultServiceManager存在,则直接返回,否则创建一个新对象。 发现与一般的单例模式不太一样,里面多了一层while循环,这是google在2013年1月Todd Poynor提交的修改。当尝试创建或获取ServiceManager时,ServiceManager可能尚未准备就绪,这时通过sleep 1秒后,循环尝试获取直到成功。gDefaultServiceManager的创建过程,可分解为以下3个步骤:
获取ProcessState对象
ProcessState::self
ProcessState.cpp
sp<ProcessState> ProcessState::self(){ Mutex::Autolock _l(gProcessMutex); if (gProcess != NULL) { return gProcess; } //实例化ProcessState gProcess = new ProcessState; return gProcess;}
获得ProcessState对象: 这也是单例模式,从而保证每一个进程只有一个ProcessState对象。其中gProcess和gProcessMutex是保存在Static.cpp类的全局变量。
初始化ProcessState
ProcessState.cpp
ProcessState::ProcessState() : mDriverFD(open_driver()) // 打开Binder驱动 , mVMStart(MAP_FAILED) , mThreadCountLock(PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER) , mThreadCountDecrement(PTHREAD_COND_INITIALIZER) , mExecutingThreadsCount(0) , mMaxThreads(DEFAULT_MAX_BINDER_THREADS) , mManagesContexts(false) , mBinderContextCheckFunc(NULL) , mBinderContextUserData(NULL) , mThreadPoolStarted(false) , mThreadPoolSeq(1){ if (mDriverFD >= 0) { //采用内存映射函数mmap,给binder分配一块虚拟地址空间,用来接收事务 mVMStart = mmap(0, BINDER_VM_SIZE, PROT_READ, MAP_PRIVATE | MAP_NORESERVE, mDriverFD, 0); if (mVMStart == MAP_FAILED) { close(mDriverFD); //没有足够空间分配给/dev/binder,则关闭驱动 mDriverFD = -1; } }}
ProcessState的单例模式的惟一性,因此一个进程只打开binder设备一次,其中ProcessState的成员变量mDriverFD记录binder驱动的fd,用于访问binder设备。
BINDER_VM_SIZE = (1*1024*1024) - (4096 *2), binder分配的默认内存大小为1M-8k。
DEFAULT_MAX_BINDER_THREADS = 15,binder默认的最大可并发访问的线程数为16。
open_driver
ProcessState.cpp
static int open_driver(){ // 打开/dev/binder设备,建立与内核的Binder驱动的交互通道 int fd = open("/dev/binder", O_RDWR); if (fd >= 0) { fcntl(fd, F_SETFD, FD_CLOEXEC); int vers = 0; status_t result = ioctl(fd, BINDER_VERSION, &vers); if (result == -1) { close(fd); fd = -1; } if (result != 0 || vers != BINDER_CURRENT_PROTOCOL_VERSION) { close(fd); fd = -1; } size_t maxThreads = DEFAULT_MAX_BINDER_THREADS; // 通过ioctl设置binder驱动,能支持的最大线程数 result = ioctl(fd, BINDER_SET_MAX_THREADS, &maxThreads); if (result == -1) { ALOGE("Binder ioctl to set max threads failed: %s", strerror(errno)); } } else { ALOGW("Opening '/dev/binder' failed: %s\n", strerror(errno)); } return fd;}
open_driver作用是打开/dev/binder设备,设定binder支持的最大线程数。
获取BpBiner对象
getContextObject
ProcessState.cpp
sp<IBinder> ProcessState::getContextObject(const sp<IBinder>& /*caller*/){ return getStrongProxyForHandle(0); }
获取handle=0的IBinder
getStrongProxyForHandle
ProcessState.cpp
sp<IBinder> ProcessState::getStrongProxyForHandle(int32_t handle){ sp<IBinder> result; AutoMutex _l(mLock); //查找handle对应的资源项 handle_entry* e = lookupHandleLocked(handle); if (e != NULL) { IBinder* b = e->binder; if (b == NULL || !e->refs->attemptIncWeak(this)) { if (handle == 0) { Parcel data; //通过ping操作测试binder是否准备就绪 status_t status = IPCThreadState::self()->transact( 0, IBinder::PING_TRANSACTION, data, NULL, 0); if (status == DEAD_OBJECT) return NULL; } //当handle值所对应的IBinder不存在或弱引用无效时,则创建BpBinder对象【见小节3.4】 b = new BpBinder(handle); e->binder = b; if (b) e->refs = b->getWeakRefs(); result = b; } else { result.force_set(b); e->refs->decWeak(this); } } return result;}
当handle值所对应的IBinder不存在或弱引用无效时会创建BpBinder,否则直接获取。 针对handle==0的特殊情况,通过PING_TRANSACTION来判断是否准备就绪。如果在context manager还未生效前,一个BpBinder的本地引用就已经被创建,那么驱动将无法提供context manager的引用。
lookupHandleLocked
ProcessState.cpp
ProcessState::handle_entry* ProcessState::lookupHandleLocked(int32_t handle){ const size_t N=mHandleToObject.size(); //当handle大于mHandleToObject的长度时,进入该分支 if (N <= (size_t)handle) { handle_entry e; e.binder = NULL; e.refs = NULL; //从mHandleToObject的第N个位置开始,插入(handle+1-N)个e到队列中 status_t err = mHandleToObject.insertAt(e, N, handle+1-N); if (err < NO_ERROR) return NULL; } return &mHandleToObject.editItemAt(handle);}
根据handle值来查找对应的handle_entry,handle_entry是一个结构体,里面记录IBinder和weakref_type两个指针。当handle大于mHandleToObject的Vector长度时,则向该Vector中添加(handle+1-N)个handle_entry结构体,然后再返回handle向对应位置的handle_entry结构体指针。
创建BpBinder
BpBinder.cpp
BpBinder::BpBinder(int32_t handle) : mHandle(handle) , mAlive(1) , mObitsSent(0) , mObituaries(NULL){ extendObjectLifetime(OBJECT_LIFETIME_WEAK); //延长对象的生命时间 IPCThreadState::self()->incWeakHandle(handle); //handle所对应的bindle弱引用 + 1}
获取BpServiceManager
interface_cast
IInterface.h
template<typename INTERFACE>inline sp<INTERFACE> interface_cast(const sp<IBinder>& obj){ return INTERFACE::asInterface(obj); }
这是一个模板函数,可得出,interface_cast<IServiceManager>
() 等价于 IServiceManager::asInterface()。接下来,再来说说asInterface()函数的具体功能。
IServiceManager::asInterface
对于asInterface()函数,通过搜索代码,你会发现根本找不到这个方法是在哪里定义这个函数的, 其实是通过模板函数来定义的,通过下面两个代码完成的:
//位于IServiceManager.h文件 DECLARE_META_INTERFACE(ServiceManager)//位于IServiceManager.cpp文件 IMPLEMENT_META_INTERFACE(ServiceManager,"android.os.IServiceManager")
接下来,再说说这两行代码分别完成的功能:
DECLARE_META_INTERFACE
IInterface.h
#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();
位于IServiceManager.h文件中,INTERFACE=ServiceManager展开即可得:
IServiceManager.h
static const android::String16 descriptor;static android::sp< IServiceManager > asInterface(const android::sp<android::IBinder>& obj)virtual const android::String16& getInterfaceDescriptor() const;IServiceManager ();virtual ~IServiceManager();
该过程主要是声明asInterface(),getInterfaceDescriptor()方法.
IMPLEMENT_META_INTERFACE
IInterface.h
#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() { }
位于IServiceManager.cpp文件中,INTERFACE=ServiceManager, NAME=”android.os.IServiceManager”展开即可得:
IServiceManager.cpp
const android::String16 IServiceManager::descriptor(“android.os.IServiceManager”);const android::String16& IServiceManager::getInterfaceDescriptor() const{ return IServiceManager::descriptor;} 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); //【见小节4.5】 } } return intr;}IServiceManager::IServiceManager () { }IServiceManager::~ IServiceManager() { }
不难发现,IServiceManager::asInterface() 等价于 new BpServiceManager()。在这里,更确切地说应该是new BpServiceManager(BpBinder)。
BpServiceManager实例化
创建BpServiceManager对象的过程,会先初始化父类对象:
BpServiceManager初始化
IServiceManager.cpp
BpServiceManager(const sp<IBinder>& impl) : BpInterface<IServiceManager>(impl){ }
BpInterface初始化
IInterface.h
inline BpInterface<INTERFACE>::BpInterface(const sp<IBinder>& remote) :BpRefBase(remote){ }
BpRefBase初始化
Binder.cpp
BpRefBase::BpRefBase(const sp<IBinder>& o) : mRemote(o.get()), mRefs(NULL), mState(0){ extendObjectLifetime(OBJECT_LIFETIME_WEAK); if (mRemote) { mRemote->incStrong(this); mRefs = mRemote->createWeak(this); }}
new BpServiceManager(),在初始化过程中,比较重要工作的是类BpRefBase的mRemote指向new BpBinder(0),从而BpServiceManager能够利用Binder进行通过通信。
总结
defaultServiceManager 等价于 new BpServiceManager(new BpBinder(0));
ProcessState::self()主要工作:
1.调用open(),打开/dev/binder驱动设备;
2.再利用mmap(),创建大小为1M-8K的内存地址空间;
3.设定当前进程最大的最大并发Binder线程个数为16。
BpServiceManager巧妙将通信层与业务层逻辑合为一体,
1.通过继承接口IServiceManager实现了接口中的业务逻辑函数;
2.通过成员变量mRemote= new BpBinder(0)进行Binder通信工作。
3.BpBinder通过handler来指向所对应BBinder, 在整个Binder系统中handle=0代表ServiceManager所对应的BBinder。
模板函数
Native层的Binder架构,通过如下两个宏,非常方便地创建了new Bp##INTERFACE(obj):
//用于申明asInterface(),getInterfaceDescriptor()#define DECLARE_META_INTERFACE(INTERFACE) #define IMPLEMENT_META_INTERFACE(INTERFACE, NAME) //用于实现上述两个方法
例如:
// 实现BPServiceManager对象IMPLEMENT_META_INTERFACE(ServiceManager,"android.os.IServiceManager")
等价于:
const android::String16 IServiceManager::descriptor(“android.os.IServiceManager”);const android::String16& IServiceManager::getInterfaceDescriptor() const{ return IServiceManager::descriptor;} 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() { }
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