Android系统进程间通信(IPC)机制Binder中的Server和Client获得Service Manager接口之路

在前面一篇文章浅谈Service Manager成为Android进程间通信(IPC)机制Binder守护进程之路中,介绍了Service Manager是如何成为Binder机制的守护进程的。既然作为守护进程,Service Manager的职责当然就是为Server和Client服务了。那么,Server和Client如何获得Service Manager接口,进而享受它提供的服务呢?本文将简要分析Server和Client获得Service Manager的过程。

在阅读本文之前,希望读者先阅读Android进程间通信(IPC)机制Binder简要介绍和学习计划一文提到的参考资料Android深入浅出之Binder机制,这样可以加深对本文的理解。

我们知道,Service Manager在Binder机制中既充当守护进程的角色,同时它也充当着Server角色,然而它又与一般的Server不一样。对于普通的Server来说,Client如果想要获得Server的远程接口,那么必须通过Service Manager远程接口提供的getService接口来获得,这本身就是一个使用Binder机制来进行进程间通信的过程。而对于Service Manager这个Server来说,Client如果想要获得Service Manager远程接口,却不必通过进程间通信机制来获得,因为Service Manager远程接口是一个特殊的Binder引用,它的引用句柄一定是0。

获取Service Manager远程接口的函数是defaultServiceManager,这个函数声明在frameworks/base/include/binder/IServiceManager.h文件中:

sp<IServiceManager> defaultServiceManager();

实现在frameworks/base/libs/binder/IServiceManager.cpp文件中:

sp<IServiceManager> defaultServiceManager()
{ 

 if (gDefaultServiceManager != NULL) return gDefaultServiceManager; 

 {
  AutoMutex _l(gDefaultServiceManagerLock);
  if (gDefaultServiceManager == NULL) {
   gDefaultServiceManager = interface_cast<IServiceManager>(
    ProcessState::self()->getContextObject(NULL));
  }
 } 

 return gDefaultServiceManager;
}

gDefaultServiceManagerLock和gDefaultServiceManager是全局变量,定义在frameworks/base/libs/binder/Static.cpp文件中:

Mutex gDefaultServiceManagerLock;
sp<IServiceManager> gDefaultServiceManager;

从这个函数可以看出,gDefaultServiceManager是单例模式,调用defaultServiceManager函数时,如果gDefaultServiceManager已经创建,则直接返回,否则通过interface_cast<IServiceManager>(ProcessState::self()->getContextObject(NULL))来创建一个,并保存在gDefaultServiceManager全局变量中。

在继续介绍interface_cast<IServiceManager>(ProcessState::self()->getContextObject(NULL))的实现之前,先来看一个类图,这能够帮助我们了解Service Manager远程接口的创建过程。

参考资料Android深入浅出之Binder机制一文的读者,应该会比较容易理解这个图。这个图表明了,BpServiceManager类继承了BpInterface<IServiceManager>类,BpInterface是一个模板类,它定义在frameworks/base/include/binder/IInterface.h文件中:

template<typename INTERFACE>
class BpInterface : public INTERFACE, public BpRefBase
{
public:
 BpInterface(const sp<IBinder>& remote); 

protected:
 virtual IBinder* onAsBinder();
};

IServiceManager类继承了IInterface类,而IInterface类和BpRefBase类又分别继承了RefBase类。在BpRefBase类中,有一个成员变量mRemote,它的类型是IBinder*,实现类为BpBinder,它表示一个Binder引用,引用句柄值保存在BpBinder类的mHandle成员变量中。BpBinder类通过IPCThreadState类来和Binder驱动程序并互,而IPCThreadState又通过它的成员变量mProcess来打开/dev/binder设备文件,mProcess成员变量的类型为ProcessState。ProcessState类打开设备/dev/binder之后,将打开文件描述符保存在mDriverFD成员变量中,以供后续使用。

理解了这些概念之后,就可以继续分析创建Service Manager远程接口的过程了,最终目的是要创建一个BpServiceManager实例,并且返回它的IServiceManager接口。创建Service Manager远程接口主要是下面语句:

gDefaultServiceManager = interface_cast<IServiceManager>( 
    ProcessState::self()->getContextObject(NULL));

看起来简短,却暗藏玄机,具体可阅读Android深入浅出之Binder机制这篇参考资料,这里作简要描述。

首先是调用ProcessState::self函数,self函数是ProcessState的静态成员函数,它的作用是返回一个全局唯一的ProcessState实例变量,就是单例模式了,这个变量名为gProcess。如果gProcess尚未创建,就会执行创建操作,在ProcessState的构造函数中,会通过open文件操作函数打开设备文件/dev/binder,并且返回来的设备文件描述符保存在成员变量mDriverFD中。

接着调用gProcess->getContextObject函数来获得一个句柄值为0的Binder引用,即BpBinder了,于是创建Service Manager远程接口的语句可以简化为:

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

再来看函数interface_cast<IServiceManager>的实现,它是一个模板函数,定义在framework/base/include/binder/IInterface.h文件中:

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

这里的INTERFACE是IServiceManager,于是调用了IServiceManager::asInterface函数。IServiceManager::asInterface是通过DECLARE_META_INTERFACE(ServiceManager)宏在IServiceManager类中声明的,它位于framework/base/include/binder/IServiceManager.h文件中:

DECLARE_META_INTERFACE(ServiceManager);

展开即为:

#define DECLARE_META_INTERFACE(ServiceManager)        \
 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();
  

IServiceManager::asInterface的实现是通过IMPLEMENT_META_INTERFACE(ServiceManager, "android.os.IServiceManager")宏定义的,它位于framework/base/libs/binder/IServiceManager.cpp文件中:

IMPLEMENT_META_INTERFACE(ServiceManager, "android.os.IServiceManager");

展开即为:

#define IMPLEMENT_META_INTERFACE(ServiceManager, "android.os.IServiceManager")     \
 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() { }

估计写这段代码的员工是从Microsoft跳槽到Google的。这里我们关注IServiceManager::asInterface的实现:

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;
}

这里传进来的参数obj就则刚才创建的new BpBinder(0)了,BpBinder类中的成员函数queryLocalInterface继承自基类IBinder,IBinder::queryLocalInterface函数位于framework/base/libs/binder/Binder.cpp文件中:

sp<IInterface> IBinder::queryLocalInterface(const String16& descriptor)
{
 return NULL;
}

由此可见,在IServiceManager::asInterface函数中,最终会调用下面语句:

intr = new BpServiceManager(obj);

即为:

intr = new BpServiceManager(new BpBinder(0));

回到defaultServiceManager函数中,最终结果为:

gDefaultServiceManager = new BpServiceManager(new BpBinder(0));

这样,Service Manager远程接口就创建完成了,它本质上是一个BpServiceManager,包含了一个句柄值为0的Binder引用。

在Android系统的Binder机制中,Server和Client拿到这个Service Manager远程接口之后怎么用呢?

对Server来说,就是调用IServiceManager::addService这个接口来和Binder驱动程序交互了,即调用BpServiceManager::addService 。而BpServiceManager::addService又会调用通过其基类BpRefBase的成员函数remote获得原先创建的BpBinder实例,接着调用BpBinder::transact成员函数。在BpBinder::transact函数中,又会调用IPCThreadState::transact成员函数,这里就是最终与Binder驱动程序交互的地方了。回忆一下前面的类图,IPCThreadState有一个PorcessState类型的成中变量mProcess,而mProcess有一个成员变量mDriverFD,它是设备文件/dev/binder的打开文件描述符,因此,IPCThreadState就相当于间接在拥有了设备文件/dev/binder的打开文件描述符,于是,便可以与Binder驱动程序交互了。

对Client来说,就是调用IServiceManager::getService这个接口来和Binder驱动程序交互了。具体过程上述Server使用Service Manager的方法是一样的,这里就不再累述了。

IServiceManager::addService和IServiceManager::getService这两个函数的具体实现,在下面两篇文章中,会深入到Binder驱动程序这一层,进行详细的源代码分析,以便更好地理解Binder进程间通信机制,敬请关注。

以上就是对Android Binder 通信资料的整理,后续继续补充相关资料,谢谢大家对本站的支持!

(0)

相关推荐

  • android开发教程之开机启动服务service示例

    个例子实现的功能是:1,安装程序后看的一个Activity程序界面,里面有个按钮,点击按钮就会启动一个Service服务,此时在设置程序管理里面会看的有个Activity和一个Service服务运行2,如果手机关机重启,会触发你的程序里面的Service服务,当然,手机启动后是看不到你的程序界面.好比手机里面自带的闹钟功能,手机重启看不到闹钟设置界面只是启动服务,时间到了,闹钟就好响铃提醒. 程序代码是: 首先要有一个用于开机启动的Activity,给你们的按钮设置OnClickListener

  • Android中Service(后台服务)详解

    1.概念: (1).Service可以说是一个在后台运行的Activity.它不是一个单独的进程,它只需要应用告诉它要在后台做什么就可以了. (2).它要是实现和用户的交互的话需要通过通知栏或者是通过发送广播,UI去接收显示. (3).它的应用十分广泛,尤其是在框架层,应用更多的是对系统服务的调用. 2.作用: (1).它用于处理一些不干扰用户使用的后台操作.如下载,网络获取.播放音乐,他可以通过INTENT来开启,同时也可以绑定到宿主对象(调用者例如ACTIVITY上)来使用. (2).如果说

  • Android中实现开机自动启动服务(service)实例

    最近在将 HevSocks5Client 移植到 Android 上了,在经过增加 signalfd 和 timerfd 相关的系统调用支持后,就可以直接使用 NDK 编译出 executable 了.直接的 native exectuable 在 Android 系统总还是不太方便用哦.还是做成一个 apk 吧,暂定只写一个 service 并开机自动启用,无 activity 的. Java 中调用 native 程序我选择使用 JNI 方式,直接在 JNI_OnLoad 方法中调用 pth

  • 浅谈Service Manager成为Android进程间通信(IPC)机制Binder守护进程之路

    上一篇文章Android进程间通信(IPC)机制Binder简要介绍和学习计划简要介绍了Android系统进程间通信机制Binder的总体架构,它由Client.Server.Service Manager和驱动程序Binder四个组件构成.本文着重介绍组件Service Manager,它是整个Binder机制的守护进程,用来管理开发者创建的各种Server,并且向Client提供查询Server远程接口的功能. 既然Service Manager组件是用来管理Server并且向Client提

  • Android四大组件之Service(服务)实例详解

    本文实例讲述了Android四大组件之服务用法.分享给大家供大家参考,具体如下: 很多情况下,一些与用户很少需要产生交互的应用程序,我们一般让它们在后台运行就行了,而且在它们运行期间我们仍然能运行其他的应用. 为了处理这种后台进程,Android引入了Service的概念.Service在Android中是一种长生命周期的组件,它不实现任何用户界面. 基本概念 Ÿ   Service是一种在后台运行,没有界面的组件,由其他组件调用开始. Ÿ   创建Service,定义类继承Service,An

  • Android 判断某个服务(service)是否运行

    判断某个服务是否正在运行的方法 实现代码: /** * * * @param mContext * @param serviceName * 是包名+服务的类名(例如:net.loonggg.testbackstage.TestService) * @return true代表正在运行,false代表服务没有正在运行 */ public boolean isServiceWork(Context mContext, String serviceName) { boolean isWork = f

  • Android Service服务详细介绍及使用总结

    Android Service服务详解 一.Service简介 Service是android 系统中的四大组件之一(Activity.Service.BroadcastReceiver. ContentProvider),它跟Activity的级别差不多,但不能页面显示只能后台运行,并且可以和其他组件进行交互.service可以在很多场合的应用中使用,比如播放多媒体的时候用户启动了其他Activity这个时候程序要在后台继续播放,比如检测SD卡上文件的变化,再或者在后台记录你地理信息位置的改变

  • Android 通过webservice上传多张图片到指定服务器详解

    Android 通过webservice上传多张图片到指定服务器详解 当你浏览这个的时候相信你对webservice的基本应用已经有一定的了解了,若是还没有明白的小伙伴,可以看我前面写的文章点击打开链接,这几天在开发一款app,需要上传图片到指定服务器吧,但是我刚开始以为在网上面应该有这样的好文章的吧,结果我在网络上找了好多代码,在传递图片的过程中,遇到各种bug,真是国人的东西就是喜欢复制别人的,自己不动手检验一下代码的正确性,哎,我也是无语了,然后我决定花点时间来填补一下这个空缺,写了这一片

  • Android Service 服务不被杀死的妙招

    Service是android 系统中的一种组件,它跟Activity的级别差不多,但是他不能自己运行,只能后台运行,并且可以和其他组件进行交互. Android开发的过程中,每次调用startService(Intent)的时候,都会调用该Service对象的onStartCommand(Intent,int,int)方法,然后在onStartCommand方法中做一些处理. 从Android官方文档中,我们知道onStartCommand有4种int返回值,首先简单地讲讲int返回值的作用.

  • Android实现在ServiceManager中加入自定义服务的方法详解

    本文实例讲述了Android实现在ServiceManager中加入自定义服务的方法.分享给大家供大家参考,具体如下: 当我们要使用android的系统服务时,一般都是使用Context.getSystemService方法.例如我们要获取AudioManager,我们可以: AudioManager am = (AudioManager) getSystemService(Context.AUDIO_SERVICE); 获取的服务,其实是在ServiceManager中注册的Binder服务,

  • Android创建服务之started service详细介绍

    创建started service 应用组件(例如Activity)调用startService()来启动一个Service,将需要的参数通过Intent传给Service,Service将会在onStartCommand函数中获得Intent. 有两种方式可以创建started service,一种是扩展Service类,另外一种是扩展IntentService类 扩展Service       这是所有服务的基类.扩展这个类的时候,特别重要的一点是,需要创建一个新的线程来做服务任务,因为se

随机推荐