多角度看Binder
来源:互联网 发布:seo前线 编辑:程序博客网 时间:2024/05/07 08:35
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引子
上一篇博客从内核驱动到android app讲述了android通过框架层访问到硬件的方法。
这一篇博客,承接上一篇,来讲述其访问硬件的第二种方法中涉及的binder的知识(其实不止是硬件服务,后面大家会看到)。
有人看过上一篇博客源码的可能问,从上篇给的源码中完全没有看到binder相关的东西,那么在此先贴一段代码,慢慢讲:
/* * This file is auto-generated. DO NOT MODIFY. * Original file: frameworks/base/core/java/android/os/ILedService.aidl */package android.os;/** {@hide} */public interface ILedService extends android.os.IInterface{/** Local-side IPC implementation stub class. */public static abstract class Stub extends android.os.Binder implements android.os.ILedService{ ......}public int LedOpen() throws android.os.RemoteException;public int LedOn(int arg) throws android.os.RemoteException;public int LedOff(int arg) throws android.os.RemoteException;}看到这里有的朋友可能想起来了,这是我们之前用ILedService.aidl自动生成的ILedService.java,路径其实上一篇说过了,只是代码没贴。
那么其中最重要的Stub类它继承(extends)于Binder并且还实现(implements)了android.os.ILedService里的接口。
这里就引出了我们的主角Binder,它是android源码分析中的重中之重。
Binder的概念
文章1-揭示本质:
简单地说,Binder是Android平台上的一种跨进程交互技术。
从实现的角度来说,Binder核心被实现成一个Linux驱动程序,并运行于内核态。这样它才能具有强大的跨进程访问能力。
文章2-溯其根源:
在Linux系统里面,进程之间是相互隔离的,也就是说进程之间的各个数据是互相独立,互不影响,而如果一个进程崩溃了,也不会影响到另一个进程。这样的前提下将互相不影响的系统功能分拆到不同的进程里面去,有助于提升系统的稳定性,毕竟我们都不想自己的应用进程崩溃会导致整个手机系统的崩溃。而Android是基于Linux系统进行开发的,也充分利用的进程隔离这一特性。
这些Android的系统进程,从System Server 到 SurfaceFlinger,各个进程各司其职,支撑起整个Android系统。而我们进行的Android开发也是和这些系统进程打交道,通过他们提供的服务,架构起我们的App程序。那么有了这些进程之后,问题紧接着而来,我们怎么和这些进程合作了?答案就是IPC。
Linux System 在IPC中,做了很多工作,提供了不少进程间通信的方式,下面罗列了几种比较常见的方式。
- Signals 信号量
- Pipes 管道
- Socket 套接字
- Message Queue 消息队列
- Shared Memory 共享内存
- 拮据的内存,移动设备上的内存情况不同于PC平台,内存受限,因而需要有合适的机制来保证对空闲进程的回收
- Android 不支持System V IPCs
- 安全性问题显得更为突出,移动平台特有的权限问题
- 需要Death Notification(进程终止的通知)的支持
由于前面提及的特殊性,先前的轮子已经不能满足所有的需求了,因而Android上就有了 Binder。 Binder 是一个基于OpenBinder开发,Google在其中进行了相应的改造和优化,在面向对象系统里面的IPC/组件,适配了相关特性,并致力于建立具有扩展性、稳定、灵活的系统。
但尽管如此,跨进程调用还是受到了 Linux 进程隔离的限制,而解决方案就是将其置于所有进程都能共享的区域 –Kernel,而 Binder Driver 提供的功能也就是让各进程使用内核空间,将进程中的地址和Kernel中的地址映射起来,其中Linux ioctl 函数实现了从用户空间转移到内核空间的功能。在 Binder Driver 的支持下,就能实现跨进程调用。
Binder的架构
文章3-述其本质
Binder架构包括服务器接口、Binder驱动、客户端接口三个模块。
Binder服务端(Server):一个Binder服务端实际上就是Binder类的对象,该对象一旦创建,内部则会启动一个隐藏线程,会接收Binder驱动发送的消息,收到消息后,会执行Binder对象中的onTransact()函数,并按照该函数的参数执行不同的服务器端代码。onTransact函数的参数是客户端调用transact函数的输入。
Binder驱动(Driver):任意一个服务端Binder对象被创建时,同时会在Binder驱动中创建一个mRemote对象,该对象也是一个Binder类。客户端访问远程服务端都是通过该mRemote对象。
客户端(Client):获取远程服务在Binder驱动中对应的mRemote引用,然后调用它的transact方法即可向服务端发送消息。
作为架构先了解到这,然后我们先来通过上一篇的Led的例子来理解架构。
细说Led中的Binder:
AIDL中的Binder架构:
首先附上详细的ILedService.java程序并加以说明:
/* * This file is auto-generated. DO NOT MODIFY. * Original file: frameworks/base/core/java/android/os/ILedService.aidl */package android.os;/** {@hide} */public interface ILedService extends android.os.IInterface{/** Local-side IPC implementation stub class. */public static abstract class Stub extends android.os.Binder implements android.os.ILedService{private static final java.lang.String DESCRIPTOR = "android.os.ILedService";/** Construct the stub at attach it to the interface. */public Stub(){this.attachInterface(this, DESCRIPTOR);}/** * Cast an IBinder object into an android.os.ILedService interface, * generating a proxy if needed. */public static android.os.ILedService asInterface(android.os.IBinder obj){if ((obj==null)) {return null;}android.os.IInterface iin = obj.queryLocalInterface(DESCRIPTOR);if (((iin!=null)&&(iin instanceof android.os.ILedService))) {return ((android.os.ILedService)iin);}return new android.os.ILedService.Stub.Proxy(obj);}@Override public android.os.IBinder asBinder(){return this;}@Override public boolean onTransact(int code, android.os.Parcel data, android.os.Parcel reply, int flags) throws android.os.RemoteException{switch (code){case INTERFACE_TRANSACTION:{reply.writeString(DESCRIPTOR);return true;}case TRANSACTION_LedOpen:{data.enforceInterface(DESCRIPTOR);int _result = this.LedOpen();reply.writeNoException();reply.writeInt(_result);return true;}case TRANSACTION_LedOn:{data.enforceInterface(DESCRIPTOR);int _arg0;_arg0 = data.readInt();int _result = this.LedOn(_arg0);reply.writeNoException();reply.writeInt(_result);return true;}case TRANSACTION_LedOff:{data.enforceInterface(DESCRIPTOR);int _arg0;_arg0 = data.readInt();int _result = this.LedOff(_arg0);reply.writeNoException();reply.writeInt(_result);return true;}}return super.onTransact(code, data, reply, flags);}private static class Proxy implements android.os.ILedService{private android.os.IBinder mRemote;Proxy(android.os.IBinder remote){mRemote = remote;}@Override public android.os.IBinder asBinder(){return mRemote;}public java.lang.String getInterfaceDescriptor(){return DESCRIPTOR;}@Override public int LedOpen() throws android.os.RemoteException{android.os.Parcel _data = android.os.Parcel.obtain();android.os.Parcel _reply = android.os.Parcel.obtain();int _result;try {_data.writeInterfaceToken(DESCRIPTOR);mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_LedOpen, _data, _reply, 0);_reply.readException();_result = _reply.readInt();}finally {_reply.recycle();_data.recycle();}return _result;}@Override public int LedOn(int arg) throws android.os.RemoteException{android.os.Parcel _data = android.os.Parcel.obtain();android.os.Parcel _reply = android.os.Parcel.obtain();int _result;try {_data.writeInterfaceToken(DESCRIPTOR);_data.writeInt(arg);mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_LedOn, _data, _reply, 0);_reply.readException();_result = _reply.readInt();}finally {_reply.recycle();_data.recycle();}return _result;}@Override public int LedOff(int arg) throws android.os.RemoteException{android.os.Parcel _data = android.os.Parcel.obtain();android.os.Parcel _reply = android.os.Parcel.obtain();int _result;try {_data.writeInterfaceToken(DESCRIPTOR);_data.writeInt(arg);mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_LedOff, _data, _reply, 0);_reply.readException();_result = _reply.readInt();}finally {_reply.recycle();_data.recycle();}return _result;}}static final int TRANSACTION_LedOpen = (android.os.IBinder.FIRST_CALL_TRANSACTION + 0);static final int TRANSACTION_LedOn = (android.os.IBinder.FIRST_CALL_TRANSACTION + 1);static final int TRANSACTION_LedOff = (android.os.IBinder.FIRST_CALL_TRANSACTION + 2);}public int LedOpen() throws android.os.RemoteException;public int LedOn(int arg) throws android.os.RemoteException;public int LedOff(int arg) throws android.os.RemoteException;}只要细心一点一定能找到客户端Client需要的class Proxy还有服务端Server需要的class Stub,其实它们都在这一个文件中。
而为什么我能说客户端需要的是Proxy而不是Stub?或者说为什么服务端需要的是Stub而不是Proxy?
原因1. 我们先把注意力集中到Proxy类中的
@Override public int LedOpen() throws android.os.RemoteException
这个方法上(其实LedOn和LedOff也是一样的),它调用了一句:
mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_LedOpen, _data, _reply, 0);接下来我们看Stub类的
@Override public boolean onTransact(int code, android.os.Parcel data, android.os.Parcel reply, int flags) throws android.os.RemoteException{switch (code){case INTERFACE_TRANSACTION:{reply.writeString(DESCRIPTOR);return true;}case TRANSACTION_LedOpen:{data.enforceInterface(DESCRIPTOR);int _result = this.LedOpen();reply.writeNoException();reply.writeInt(_result);return true;}case TRANSACTION_LedOn:{data.enforceInterface(DESCRIPTOR);int _arg0;_arg0 = data.readInt();int _result = this.LedOn(_arg0);reply.writeNoException();reply.writeInt(_result);return true;}case TRANSACTION_LedOff:{data.enforceInterface(DESCRIPTOR);int _arg0;_arg0 = data.readInt();int _result = this.LedOff(_arg0);reply.writeNoException();reply.writeInt(_result);return true;}}return super.onTransact(code, data, reply, flags);}细节我们可以不深究但是至少我们能够得到这样一个结论:我们的Proxy类transact了一个TRANSACTION_LedOpen“消息”,而Stub类中的onTransact可以来通过switch响应这个“消息”,并且调用我们真正在LedService.java上实现的
public int LedOpen() throws android.os.RemoteException;方法。
原因2. 我们来看LedService这个类到底是继承自谁?
public class LedService extends ILedService.Stub
原因3. Proxy意为代理人,Stub意为票根。
总结一下(1图取自文章4,2图取自文章5),个人觉得用图的方式总结是最好的:
该图中的Proxy为之前所述的ILedService.Stub.Proxy,Stub为ILedService.Stub,Client你可以认为是调用
iLedService = ILedService.Stub.asInterface(ServiceManager.getService("led"));的app,而Service则可以认为是LedService。
而上图是我们正常的service访问流程图,正常的service一般都含有IBinder mBinder对象和OnBind()方法,而在app的activity端有onServiceConnection()对应之,其中getPid()对应于我们的LedOpen()等AIDL定义的接口方法。这些都只是框架,如果要到代码层分析还需要了解一些Binder中的概念。
文章1—深入Binder概念
BpBinder——Binder中的代理方对应类,C++语言描述,继承自IBinder
BBinder——Binder中响应方对应类,C++语言描述,继承自IBinder
BpInterface——进程并不直接和BpBinder(Binder代理)打交道,而是通过调用BpInterface(接口代理)的成员函数来完成远程调用的
BnInterface——BnInterface是继承于BBinder的,它并没有采用聚合的方式来包含一个BBinder对象
ProcessState——在每个进程中,会有一个全局的ProcessState对象,ProcessState的字面意思就是“进程状态”,当然应该是每个进程一个ProcessState
Led代码层的Binder
我们通过前一篇博文可以看到,要完成LedService还需要的重要一步是注册进ServiceManager
led = new LedService(); ServiceManager.addService("led", led);
由ServiceManager统一管理,而client进程与这些Service通信时,首先需要向ServiceManagerService中查找相应的Service,拿到返回值后再将返回值转成对应的接口,就可与对应的Service进行通信了,也就是我们在app中使用的语句
iLedService = ILedService.Stub.asInterface(ServiceManager.getService("led"));这里会涉及到一个问题:ServiceManagerService本身就是一个单独的进程,客户端必须先跨进程与ServiceManagerService交互之后才可与自己需要的Service进行交互。解决的办法为:将ServiceManagerService的handle(每一个Service的唯一标识)设置为0,这样就可以拿到SMS在本进程中的代理对象了(c层中直接new的一个BpBinder(0)对象,这拿到的就是SMS的代理对象)。但对于别的Service而言,不能采用该种方法,因为它们的句柄由SMS控制,不一定是固定的。
ServiceManagerService类似于DNS服务器,每一台pc都会向dns服务器中查询自己无法解析的域名对应的ip地址,然后使用拿到的ip地址进行访问。而client首先向ServiceManagerService查询自己需要的Service的handle(相当于ip),然后才跟对应的Service通信。而
ServiceManager.getService("led")就相当于从dns查询ip的过程,我们首先分析它:
public final class ServiceManager { private static final String TAG = "ServiceManager"; private static IServiceManager sServiceManager; private static HashMap<String, IBinder> sCache = new HashMap<String, IBinder>(); private static IServiceManager getIServiceManager() { if (sServiceManager != null) { return sServiceManager; } // Find the service manager sServiceManager = ServiceManagerNative.asInterface(BinderInternal.getContextObject()); return sServiceManager; } /** * Returns a reference to a service with the given name. * * @param name the name of the service to get * @return a reference to the service, or <code>null</code> if the service doesn't exist */ public static IBinder getService(String name) { try { IBinder service = sCache.get(name); if (service != null) { return service; } else { return getIServiceManager().getService(name); } } catch (RemoteException e) { Log.e(TAG, "error in getService", e); } return null; } ... ...}getService会在缓存中找我们name对应的service,找不到就调用getIServiceManager()拿到我们的ServiceManager Service,然后通过getService拿到我们的IBinder对象
再往下分析,首先看getIServiceManager()实际上调用了
// Find the service manager sServiceManager = ServiceManagerNative.asInterface(BinderInternal.getContextObject());继续找到asInterface
public abstract class ServiceManagerNative extends Binder implements IServiceManager{ /** * Cast a Binder object into a service manager interface, generating * a proxy if needed. */ static public IServiceManager asInterface(IBinder obj) { if (obj == null) { return null; } IServiceManager in = (IServiceManager)obj.queryLocalInterface(descriptor); if (in != null) { return in; } return new ServiceManagerProxy(obj); }...}
asInterface最后返回的是IServiceManager的子类ServiceManagerProxy,所以我们的getIServiceManager().getService(name)就相当于ServiceManagerProxy(obj).getService(name),其中obj就是我们的BinderInternal.getContextObject(),再往下
class ServiceManagerProxy implements IServiceManager { public ServiceManagerProxy(IBinder remote) { mRemote = remote; } public IBinder asBinder() { return mRemote; } public IBinder getService(String name) throws RemoteException { Parcel data = Parcel.obtain(); Parcel reply = Parcel.obtain(); data.writeInterfaceToken(IServiceManager.descriptor); data.writeString(name); mRemote.transact(GET_SERVICE_TRANSACTION, data, reply, 0); IBinder binder = reply.readStrongBinder(); reply.recycle(); data.recycle(); return binder; }...}其中,我们的mRemote就是我们的BinderInternal.getContextObject(),我们把它的代码找到
/** * Return the global "context object" of the system. This is usually * an implementation of IServiceManager, which you can use to find * other services. */ public static final native IBinder getContextObject();从注释中可以看出getContextObject是一个native方法,它拿到的是一个整个系统的context object,并且经常是IServiceManager的实现类,通过它你可以找到其他的services,即它就是管理所有services的ServiceManagerService,如果还想往下分析,需要找到我们的android_util_Binder.cpp:
// ----------------------------------------------------------------------------static const JNINativeMethod gBinderInternalMethods[] = { /* name, signature, funcPtr */ { "getContextObject", "()Landroid/os/IBinder;", (void*)android_os_BinderInternal_getContextObject }, { "joinThreadPool", "()V", (void*)android_os_BinderInternal_joinThreadPool }, { "disableBackgroundScheduling", "(Z)V", (void*)android_os_BinderInternal_disableBackgroundScheduling }, { "handleGc", "()V", (void*)android_os_BinderInternal_handleGc }};从名字上也知道android_os_BinderInternal_getContextObject是我们需要的:
static jobject android_os_BinderInternal_getContextObject(JNIEnv* env, jobject clazz){ sp<IBinder> b = ProcessState::self()->getContextObject(NULL); return javaObjectForIBinder(env, b);}继续看b对象具体是什么
sp<IBinder> ProcessState::getContextObject(const sp<IBinder>& caller){ return getStrongProxyForHandle(0);}getStrongProxyForHandle又是什么
sp<IBinder> ProcessState::getStrongProxyForHandle(int32_t handle){ sp<IBinder> result; AutoMutex _l(mLock); 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)) { b = new BpBinder(handle); e->binder = b; 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;}在这里我们就会发现,其实我们得到是BpBinder,所以ProcessState::self()->getContextObject(NULL)其实就是BpBinder(0)
这里的参数为什么是0呢?之前我也提到了,0指的就是我们ServiceManager的binder对象,这个是唯一的,所以javaObjectForIBinder(env, b)也就是javaObjectForIBinder(env,BpBinder(0)),接着我们不再贴长代码分析,没有意义,得出结论比较重要:
1. 分析javaObjectForIBinder,它返回的是jobject javaObjectForIBinder(JNIEnv* env, const sp<IBinder>& val),一个jobject对象,并且这个jobject对象主要是从gBinderProxyOffsets强制转化而来的,并且env->SetIntField(object, gBinderProxyOffsets.mObject, (int)val.get());它把BpBinder对象放进了gBinderProxyOffsets.mObject
2. gBinderProxyOffsets在int_register_android_os_BinderProxy中我们可以找到答案
const char* const kBinderProxyPathName = "android/os/BinderProxy";static int int_register_android_os_BinderProxy(JNIEnv* env){... gBinderProxyOffsets.mClass = (jclass) env->NewGlobalRef(clazz);...}从这里我们可以看出gBinderProxyOffsets其实就是android/os/BinderProxy我们的java类,也就是我们上面返回的是一个BinderProxy,BinderProxy是什么呢,一会我们会讲到,也就是说BinderInternal.getContextObject()我们最终得到是BinderProxy,也就是我们ServiceManager中的ServiceManagerNative.asInterface(BinderInternal.getContextObject());其实就是ServiceManagerNative.asInterface(BinderProxy);也就是getIServiceManager().getService(name);其实就是ServiceManagerNative.asInterface(BinderProxy).getService(name)。所以我们就又回到ServiceManagerProxy类中的getService了,也就是
public IBinder getService(String name) throws RemoteException { Parcel data = Parcel.obtain(); Parcel reply = Parcel.obtain(); data.writeInterfaceToken(IServiceManager.descriptor); data.writeString(name); mRemote.transact(GET_SERVICE_TRANSACTION, data, reply, 0); IBinder binder = reply.readStrongBinder(); reply.recycle(); data.recycle(); return binder; }我们的mRemote其实就是BinderProxy类,所以它的transact就是BinderProxy的transact,在Binder.java中
final class BinderProxy implements IBinder { public native boolean pingBinder(); public native boolean isBinderAlive(); public IInterface queryLocalInterface(String descriptor) { return null; } public boolean transact(int code, Parcel data, Parcel reply, int flags) throws RemoteException { Binder.checkParcel(this, code, data, "Unreasonably large binder buffer"); return transactNative(code, data, reply, flags); }...}名为checkParcel和传输肯定无关,那么就是transactNative方法
public native boolean transactNative(int code, Parcel data, Parcel reply, int flags) throws RemoteException;它的实体仍然在android_util_Binder.cpp
// ----------------------------------------------------------------------------static const JNINativeMethod gBinderProxyMethods[] = { /* name, signature, funcPtr */ {"pingBinder", "()Z", (void*)android_os_BinderProxy_pingBinder}, {"isBinderAlive", "()Z", (void*)android_os_BinderProxy_isBinderAlive}, {"getInterfaceDescriptor", "()Ljava/lang/String;", (void*)android_os_BinderProxy_getInterfaceDescriptor}, {"transactNative", "(ILandroid/os/Parcel;Landroid/os/Parcel;I)Z", (void*)android_os_BinderProxy_transact}, {"linkToDeath", "(Landroid/os/IBinder$DeathRecipient;I)V", (void*)android_os_BinderProxy_linkToDeath}, {"unlinkToDeath", "(Landroid/os/IBinder$DeathRecipient;I)Z", (void*)android_os_BinderProxy_unlinkToDeath}, {"destroy", "()V", (void*)android_os_BinderProxy_destroy},};找到android_os_BinderProxy_transact
static jboolean android_os_BinderProxy_transact(JNIEnv* env, jobject obj, jint code, jobject dataObj, jobject replyObj, jint flags) // throws RemoteException{... IBinder* target = (IBinder*) env->GetLongField(obj, gBinderProxyOffsets.mObject);... status_t err = target->transact(code, *data, reply, flags);... return JNI_FALSE;}之前说了env->SetIntField(object, gBinderProxyOffsets.mObject, (int)val.get())它把BpBinder对象放进了gBinderProxyOffsets.mObject,所以这里的target把gBinderProxyOffsets.mObject取出来相当于拿到了BpBinder,所以这里调用了BpBinder的transact
status_t BpBinder::transact( uint32_t code, const Parcel& data, Parcel* reply, uint32_t flags){ // Once a binder has died, it will never come back to life. if (mAlive) { status_t status = IPCThreadState::self()->transact( mHandle, code, data, reply, flags); if (status == DEAD_OBJECT) mAlive = 0; return status; } return DEAD_OBJECT;}也就是status_t status = IPCThreadState::self()->transact(mHandle, code, data, reply, flags);分析该函数最终得到它会走向IPCThreadState::waitForResponse,这里是一个死循环
status_t IPCThreadState::waitForResponse(Parcel *reply, status_t *acquireResult){ int32_t cmd; int32_t err; while (1) { if ((err=talkWithDriver()) < NO_ERROR) break; ... cmd = mIn.readInt32(); ... switch (cmd) { case BR_TRANSACTION_COMPLETE: if (!reply && !acquireResult) goto finish; break; case BR_DEAD_REPLY: err = DEAD_OBJECT; goto finish; case BR_FAILED_REPLY: err = FAILED_TRANSACTION; goto finish; case BR_ACQUIRE_RESULT: { ALOG_ASSERT(acquireResult != NULL, "Unexpected brACQUIRE_RESULT"); const int32_t result = mIn.readInt32(); if (!acquireResult) continue; *acquireResult = result ? NO_ERROR : INVALID_OPERATION; } goto finish; case BR_REPLY: ... goto finish; default: err = executeCommand(cmd); if (err != NO_ERROR) goto finish; break; } }finish: if (err != NO_ERROR) { if (acquireResult) *acquireResult = err; if (reply) reply->setError(err); mLastError = err; } return err;}而此处cmd为BR_TRANSACTION,所以执行的是default下的executeCommand,executeCommand中的代码过多,这里我们只截取我们需要的,在这里会走到
if (tr.target.ptr) { sp<BBinder> b((BBinder*)tr.cookie); const status_t error = b->transact(tr.code, buffer, &reply, tr.flags); if (error < NO_ERROR) reply.setError(error); } else { const status_t error = the_context_object->transact(tr.code, buffer, &reply, tr.flags); if (error < NO_ERROR) reply.setError(error); }出现了我们的BBinder,根据前面的概念,这里就是服务端的东西了,我们继续看服务端
status_t BBinder::transact( uint32_t code, const Parcel& data, Parcel* reply, uint32_t flags){ data.setDataPosition(0); status_t err = NO_ERROR; switch (code) { case PING_TRANSACTION: reply->writeInt32(pingBinder()); break; default: err = onTransact(code, data, reply, flags); break; } if (reply != NULL) { reply->setDataPosition(0); } return err;}也就是onTransact(code, data, reply, flags);方法,由于JavaBBinder中重写了此方法,所以就会走到JavaBBinder中的onTransact方法,Java BBinder是android_util_Binder.cpp中的类,所以我们进去看看
virtual status_t onTransact( uint32_t code, const Parcel& data, Parcel* reply, uint32_t flags = 0) { JNIEnv* env = javavm_to_jnienv(mVM); LOGV("onTransact() on %p calling object %p in env %p vm %p\n", this, mObject, env, mVM); IPCThreadState* thread_state = IPCThreadState::self(); const int strict_policy_before = thread_state->getStrictModePolicy(); thread_state->setLastTransactionBinderFlags(flags); jboolean res = env->CallBooleanMethod(mObject, gBinderOffsets.mExecTransact, code, (int32_t)&data, (int32_t)reply, flags); ... return res != JNI_FALSE ? NO_ERROR : UNKNOWN_TRANSACTION; }主要看我们的 jboolean res = env->CallBooleanMethod(mObject, gBinderOffsets.mExecTransact, code, (int32_t)&data, (int32_t)reply, flags)
很明显了,用gBinderOffsets.mExecTransact来执行了,而gBinderOffsets.mExecTransact是什么呢?
const char* const kBinderPathName = "android/os/Binder";static int int_register_android_os_Binder(JNIEnv* env){ jclass clazz; clazz = env->FindClass(kBinderPathName); LOG_FATAL_IF(clazz == NULL, "Unable to find class android.os.Binder"); gBinderOffsets.mClass = (jclass) env->NewGlobalRef(clazz); gBinderOffsets.mExecTransact = env->GetMethodID(clazz, "execTransact", "(IIII)Z"); assert(gBinderOffsets.mExecTransact); gBinderOffsets.mObject = env->GetFieldID(clazz, "mObject", "I"); assert(gBinderOffsets.mObject); return AndroidRuntime::registerNativeMethods( env, kBinderPathName, gBinderMethods, NELEM(gBinderMethods));}很明显了是我们java层的android/os/Binder类中的execTransact方法,这样我们又回到java层了,去看看
private boolean execTransact(int code, int dataObj, int replyObj, int flags) { Parcel data = Parcel.obtain(dataObj); Parcel reply = Parcel.obtain(replyObj); // theoretically, we should call transact, which will call onTransact, // but all that does is rewind it, and we just got these from an IPC, // so we'll just call it directly. boolean res; try { res = onTransact(code, data, reply, flags); } catch (RemoteException e) { reply.writeException(e); res = true; } catch (RuntimeException e) { reply.writeException(e); res = true; } catch (OutOfMemoryError e) { RuntimeException re = new RuntimeException("Out of memory", e); reply.writeException(re); res = true; } reply.recycle(); data.recycle(); return res; }很明显了调用了onTransact,由于ServiceManagerNative继承于Binder并重写了onTransact方法,所以就会走到ServiceManagerNative中的onTransact,也就是我们绕世界一圈又回到了原点的感觉
public boolean onTransact(int code, Parcel data, Parcel reply, int flags) { try { switch (code) { case IServiceManager.GET_SERVICE_TRANSACTION: { data.enforceInterface(IServiceManager.descriptor); String name = data.readString(); IBinder service = getService(name); reply.writeStrongBinder(service); return true; } ... ... } } catch (RemoteException e) { } return false; }希望大家还没有忘记我们的transact的内容是GET_SERVICE_TRANSACTION,所以它会到getService,这并不是我们见过的getService,它位于/frameworks/base/libs/binder/IServiceManager.cpp
virtual sp<IBinder> getService(const String16& name) const { unsigned n; for (n = 0; n < 5; n++){ sp<IBinder> svc = checkService(name); if (svc != NULL) return svc; LOGI("Waiting for service %s...\n", String8(name).string()); sleep(1); } return NULL; }checkService如下所示
virtual sp<IBinder> checkService( const String16& name) const { Parcel data, reply; data.writeInterfaceToken(IServiceManager::getInterfaceDescriptor()); data.writeString16(name); remote()->transact(CHECK_SERVICE_TRANSACTION, data, &reply); return reply.readStrongBinder(); }所以它事实上调用了一个远程的service并且传递了CHECK_SERVICE_TRANSACTION(其实就是常数 2),这个远程的service事实上在frameworks/base/cmds/servicemanager/service_manager.c中实现了,实际上我们已经触及到了最底层,而且它的onTransact如下所示
switch(txn->code) { case SVC_MGR_GET_SERVICE: case SVC_MGR_CHECK_SERVICE: s = bio_get_string16(msg, &len); ptr = do_find_service(bs, s, len); if (!ptr) break; bio_put_ref(reply, ptr); return 0;继续找到do_find_service
void *do_find_service(struct binder_state *bs, uint16_t *s, unsigned len){ struct svcinfo *si; si = find_svc(s, len);// ALOGI("check_service('%s') ptr = %p\n", str8(s), si ? si->ptr : 0); if (si && si->ptr) { return si->ptr; } else { return 0; }然后找find_svc
struct svcinfo *find_svc(uint16_t *s16, unsigned len){ struct svcinfo *si; for (si = svclist; si; si = si->next) { if ((len == si->len) && !memcmp(s16, si->name, len * sizeof(uint16_t))) { return si; } } return 0;}此时已经明了了,它从svclist这个链表中找到我们name("led")所对应的service(LedService)并且返回。
至于我们怎样将service插入这个链表的,想大家也能猜到了,我们之前注册service的那几步中调用的ServiceManager.addService的底层就是插入链表操作了,多少都离不开我上面分析的这些过程,感兴趣的朋友可以自己创建SourceInsight工程分析一下~
参考文章:
1. 红茶一杯话Binder
2. Android Binder 全解析
3. 简单说Binder
4. Deep Dive into Android IPC/Binder Framework
5. Service与Android系统实现
6. Binder那点事儿
7. How does getSystemService() work exactly?
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