转自:http://www.cnblogs.com/innost/archive/2011/01/09/1931456.html 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:
- ServiceManager,这是Android OS的整个服务的管理程序
- 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
- 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?
-
- }
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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;
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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
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);
-
- }
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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..
-
- }
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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:
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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...
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那IMPLEMENT宏在哪定义的呢? 见IServiceManager.cpp。位于framework/base/libs/binder/IServiceManager.cpp
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)
-
- ...
-
- }
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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();
-
- }
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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。
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MediaPlayerService从BnMediaPlayerService派生
- class MediaPlayerService : public BnMediaPlayerService
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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;
-
- }
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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;
-
- }
复制代码
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();
-
- }
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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;
-
- }
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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?
-
- }
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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();
-
- ......
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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;
-
- }
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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;
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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;
-
- }
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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。
-
- }
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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
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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。
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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
-
- };
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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
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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。
复制代码
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