Server进程和Client进程获取ServiceManager的远程接口

上篇博客《ServiceManager如何成为Binder进程通信的守护进程》已经详细讲述了ServiceManager是如何成为守护进程，然而其作为守护进程是如何为Server进程和Client进程提供服务的，也即Server进程和Client进程如何获得ServiceManager的远程接口(代理对象)的呢？此时ServiceManager必然是作为Server的，其与普通的Server进程是不一样的；对于普通的Server来说，Client如果想要获得Server的远程接口，必须通过ServiceManager远程接口提供的getService接口来获得，这本身就是一个Binder机制进行进程间通信的过程；然而对于ServiceManager这个Server来说，Client如果想得到ServiceManager远程接口，不必通过进程间通信机制来获得，因为ServiceManager远程接口是一个binder引用，它的句柄一定是0；

一、ServiceManager远程接口关系图

1）ServiceManager远程接口对象类型为BpServiceManager，它用来描述一个实现IServiceManager接口的Client组件。

2）IServiceManager接口定义4个成员函数getService，checkService，addService和listService；其中，getService和checkService是用来获取Service组件的代理对象的。addService用来注册Service组件的；listService用来获取注册在ServiceManager中的Service组件的列表。

3）对一般的Service组件来说，Client进程首先要通过Binder驱动程序来获取它的一个句柄值，然后通过这个句柄创建一个Binder代理对象，最后将这个Binder代理对象封装成一个实现特定接口的代理对象。由于ServiceManager的句柄值为0，因此获取它的代理对象不需要跟Binder驱动程序进程交互。

4）通过函数defaultServiceManager来获得一个ServiceManager代理对象。

二、defaultServiceManager

函数实现位于frameworks/base/libs/binder/IServiceManager.cpp文件中：

sp<IServiceManager> defaultServiceManager(){//又是一个单例模式，Singleton    if (gDefaultServiceManager != NULL) return gDefaultServiceManager;        {        AutoMutex _l(gDefaultServiceManagerLock);        if (gDefaultServiceManager == NULL) {//真正的gDefaultServiceManager在这里创建            gDefaultServiceManager = <span style="color:#ff0000;">interface_cast</span><IServiceManager>(                <span style="color:#ff0000;">ProcessState::self()</span>-><span style="color:#ff0000;">getContextObject(NULL))</span>;//从这里可以看到调用的ProcessState的getContextObject来创建,然后interface_cast<IServiceManager>利用BpBinder对象作为参数新建一个BpServiceManager对象        }    }        return gDefaultServiceManager;}

1）全局变量gDefaultServiceManager是一个类型为IServiceManager的强指针，指向进程内的一个BpServiceManager对象，即ServiceManager远程接口。

    2）全局变量gDefaultServiceManagerLock是一个互斥锁，保证一个进程中至多只有一个ServiceManager代理对象。

    3）重点：三次函数调用：1）调用ProcessState类的静态成员函数self获取进程内一个ProcessState对象；2）调用ProcessState对象的成员函数getContextObject创建一个Binder代理对象；3）调用模板函数interface_cast<IServiceManager>将Binder代理对象封装成ServiceManager代理对象。

2.1 ProcessState::self成员函数

位于frameworks/base/libs/binder/ProcessState.cpp文件中：

sp<ProcessState> ProcessState::self(){//gProcess是在Static.app中定义的全局变量//程序开始的时候。gProcess肯定为NULL    if (gProcess != NULL) return gProcess;        AutoMutex _l(gProcessMutex);//创建一个ProcessState对象，并赋给gProcess    if (gProcess == NULL) gProcess = new ProcessState;    return gProcess;}

  1）全局变量gProcess是一个类型为ProcessState的强指针，执行进程内一个ProcessState对象；

   2）gProcessMutex是一个互斥锁，用来保证进程内最多只有一个ProcessState对象。

      3）重点：通过ProcessState构造函数--->创建ProcessState对象

ProcessState::ProcessState()    : mDriverFD(open_driver()) //open_driver打开Binder设备    , mVMStart(MAP_FAILED)//内存映射的起始地址    , mManagesContexts(false)    , mBinderContextCheckFunc(NULL)    , mBinderContextUserData(NULL)    , mThreadPoolStarted(false)    , mThreadPoolSeq(1){    if (mDriverFD >= 0) {#if !defined(HAVE_WIN32_IPC)        // mmap the binder, providing a chunk of virtual address space to receive transactions.        mVMStart = mmap(0, BINDER_VM_SIZE, PROT_READ, MAP_PRIVATE | MAP_NORESERVE, mDriverFD, 0);        if (mVMStart == MAP_FAILED) {            // *sigh*            LOGE("Using /dev/binder failed: unable to mmap transaction memory.\n");            close(mDriverFD);            mDriverFD = -1;        }#else        mDriverFD = -1;#endif    }    if (mDriverFD < 0) {        // Need to run without the driver, starting our own thread pool.    }}

在ProcessState构造函数中：

1）首先调用open_driver打开设备/dev/binder，并且将得到的文件描述符保证在成员变量mDriverFD中。

        2）调用mmap函数把设备文件/dev/binder映射到进程的地址空间，映射的地址空间大小为  BINDER_VM_SIZE：请求Binder驱动程序为进程分配内核缓冲区。

2.2 调用getContextObject创建一个Binder代理对象
位于frameworks/base/libs/binder/ProcessState.cpp文件中：

sp<IBinder> ProcessState::getContextObject(const sp<IBinder>& caller){/*caller的值为0，而且该函数返回的是一个IBinder。supportsProcesses()是查看设备是否支持打开设备来判断它是否支持process**/    if (supportsProcesses()) {//真实的设备肯定支持，所以会调用下面的函数来得到IBinder        return getStrongProxyForHandle(0);    } else {        return getContextObject(String16("default"), caller);    }}

1）先通过supportsProcesses来检查系统是否支持Binder进程间通信机制；

    2）然后调用getStrongProxyForHandler来创建一个Binder代理对象

sp<IBinder> ProcessState::getStrongProxyForHandle(int32_t handle){    sp<IBinder> result;    AutoMutex _l(mLock);/*根据索引查找对应的资源，如果lookupHandleLocked没有发现对应的资源，则会创建一个新的项并返回*/    handle_entry* e = lookupHandleLocked(handle);    if (e != NULL) {        // We need to create a new BpBinder if there isn't currently one, OR we        // are unable to acquire a weak reference on this current one.  See comment        // in getWeakProxyForHandle() for more info about this.        IBinder* b = e->binder;        if (b == NULL || !e->refs->attemptIncWeak(this)) {//对于新创建的资源项，它的binder为空，此时handle值为0.            <span style="color:#ff0000;">b = new BpBinder(handle); //创建一个BpBinder</span>            e->binder = b;//填充entry的内容            if (b) e->refs = b->getWeakRefs();            result = b;        } else {            // This little bit of nastyness is to allow us to add a primary            // reference to the remote proxy when this team doesn't have one            // but another team is sending the handle to us.            result.force_set(b);            e->refs->decWeak(this);        }    }    return result;//返回BpBinder(handler)，handle值为0

2.3 调用模板函数interface_cast<IServiceManager>将Binder代理对象封装为ServiceManager代理对象

template<typename INTERFACE>inline sp<INTERFACE> interface_cast(const sp<IBinder>& obj){    return INTERFACE::asInterface(obj);}

这只是一个模板方法，所以defaultServiceManager中的interface_cast<IServiceManager>可等价于：

inline sp<IServiceManager> interface_cast(const sp<IBinder>& obj){    return IServiceManager::asInterface(obj);}

三、Server和Client进程拿到ServiceManager远程接口后，如何使用？

1） 对于Server进程，调用IServiceManager::addService这个接口来和Binder驱动进行交互，即BpServiceManager::addService。然后BpServiceManager::addService通过调用其基类BpRefBase的成员函数remote获取原先创建的BpBinder实例；接着调用BpBinder::transact成员函数。在transact函数中，又会调用IPCThreadState::transact成员函数与Binder驱动程序进行交互。原因是IPCThreadState的成员变量mProcess是ProcessState类型，其可以打开Binder设备。

2）对于Client进程，调用IServiceManager::getService接口来和Binder驱动进行交互。后续步骤跟Server进程一样。