[置頂] Android 之 Binder與進(jìn)程間通信

Binder機(jī)制是android中實(shí)現(xiàn)的進(jìn)程間通信的架構(gòu)，它采用的是c/s架構(gòu)，client通過代理完成對server的調(diào)用。

ServiceManager

既然這里提到了server，那么我們有必要先了解下在android中是怎么來管理server的。先來看一個(gè)重要的Native進(jìn)程：ServiceManager，從名字可以看出來，這個(gè)是用來管理所有server的。在init進(jìn)程啟動之后，會啟動另外兩個(gè)重要的進(jìn)程，一個(gè)是我們上一篇講的Zygote進(jìn)程，另外一個(gè)就是這個(gè)ServiceManager進(jìn)程了，這兩個(gè)進(jìn)程啟動之后就建立了android的運(yùn)行環(huán)境和server的管理環(huán)境。ServiceManager進(jìn)程啟動之后其他server就可以通過ServiceManager的add_service和check_service來添加和獲取特定的server了。關(guān)于ServiceManager在接下來會詳細(xì)介紹，因?yàn)锽inder會涉及到ServiceManager，所以先簡單介紹下，有個(gè)大概印象，知道他是干什么的就行了。



Binder與進(jìn)程間通信

在本篇介紹中，我們所指的客戶端沒有特別說明的話就指應(yīng)用程序。應(yīng)為service和serviceManager通信也會涉及到IPC。

我們還是從activity的啟動開始來研究Binder的機(jī)制。來看下startActivity涉及通信的類圖：

 


在ActivityManagerProxy中，有這句代碼          

[java] view plaincopy
1. IBinder b = ServiceManager.getService("activity");  
2. 繼續(xù)看下getService方法，在getService中對數(shù)據(jù)進(jìn)行了序列化封裝，并通過BinderProxy的native方法向ServiceManager發(fā)送請求，獲取Binder的代理對象?？聪耮etService代碼：  
[java] view plaincopy
1. /* 
2.    * 從ServiceManager中獲取service對應(yīng)的代理Binder 
3.    * @param na 
4.    * @return 
5.    * @throws RemoteException 
6.    */  
7.   public IBinder getService(String name) throws RemoteException {  
8.       Parcel data = Parcel.obtain();  
9.       Parcel reply = Parcel.obtain();  
10.       data.writeInterfaceToken(IServiceManager.descriptor);  
11.       data.writeString(name);  
12.       mRemote.transact(GET_SERVICE_TRANSACTION, data, reply, 0);  
13.       IBinder binder = reply.readStrongBinder();  
14.       reply.recycle();  
15.       data.recycle();  
16.       return binder;  
17.   }  

也就是說，在android中進(jìn)行IPC的話，需要先通過ServiceManager獲得客戶端的代理，然后再通過該代理與對應(yīng)的service進(jìn)行通信。


1. 建立和ServiceManager的連接，獲取客戶端對象的代理Binder。
2. 客戶端再通過該代理binder和服務(wù)器端進(jìn)行通信。

真正的Binder

我們在上面所提到的這些Binder實(shí)際上只是JVM中的Binder，主要作用是提供了訪問C++中的代理Binder，叫做BpBinder（BproxyBinder）。真正的Binder是Linux上的一個(gè)驅(qū)動設(shè)備，專門用來做android的數(shù)據(jù)交換。

 

從上面分析可以看出，一次IPC通信大概有以下三個(gè)步驟：

1. 在JVM中對數(shù)據(jù)進(jìn)行序列化，并通過BinderProxy傳遞到C++中。
2. C++中的BpBinder對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并傳入到Binder設(shè)備中(這里是在ProcessState類中處理并調(diào)用BpBinder).
3. Service從內(nèi)核設(shè)備中讀取數(shù)據(jù)。

   既然在C++中，處理數(shù)據(jù)主要是在ProcessState中，那么我們就來看看ProcessState的代碼，在getContextObject中調(diào)用了getStrongProxyForHandle方法，從而獲取了代理對象BpBinder：

[java] view plaincopy
1. sp<IBinder> ProcessState::getStrongProxyForHandle(int32_t handle)  
2. {  
3.     sp<IBinder> result;  
4.     AutoMutex _l(mLock);  
5.     handle_entry* e = lookupHandleLocked(handle);  
6.     if (e != NULL) {  
7.         // We need to create a new BpBinder if there isn't currently one, OR we   
8.         // are unable to acquire a weak reference on this current one.  See comment   
9.         // in getWeakProxyForHandle() for more info about this.   
10.         IBinder* b = e->binder;  
11.         if (b == NULL || !e->refs->attemptIncWeak(this)) {  
12.             b = new BpBinder(handle);  
13.             e->binder = b;  
14.             if (b) e->refs = b->getWeakRefs();  
15.             result = b;  
16.         } else {  
17.             // This little bit of nastyness is to allow us to add a primary   
18.             // reference to the remote proxy when this team doesn't have one   
19.             // but another team is sending the handle to us.   
20.             result.force_set(b);  
21.             e->refs->decWeak(this);  
22.         }  
23.     }  
24.     return result;  
25. }  

再來看看BpBinder中的transact方法代碼：

[java] view plaincopy
1. status_t BpBinder::transact(  
2.     uint32_t code, const Parcel& data, Parcel* reply, uint32_t flags)  
3. {  
4.     // Once a binder has died, it will never come back to life.   
5.     if (mAlive) {  
6.         status_t status = IPCThreadState::self()->transact(  
7.             mHandle, code, data, reply, flags);  
8.         if (status == DEAD_OBJECT) mAlive = 0;  
9.         return status;  
10.     }  
11.     return DEAD_OBJECT;  
12. }  
在BpBinder中的transact函數(shù)中，只是調(diào)用了IPCThreadState::self()->transact方法，也就是說，數(shù)據(jù)處理是在IPCThreadState類中的transact。在transact中，它把請求的數(shù)據(jù)經(jīng)過Binder設(shè)備發(fā)送給了Service。Service處理完請求后，又將結(jié)果原路返回給客戶端。

 

總結(jié)：

1. 在android中，使用Binder進(jìn)行進(jìn)程間的通信，并采用C/S架構(gòu)
2. Android中的Binder分為JVM中的、C++中的、和真正的linux中的Binder塊設(shè)備
3. 進(jìn)程間通信首先是從JVM中對數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)化并傳遞到C++中，C++中的BpBinder對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理寫入到linux中的Binder設(shè)備，并接受Service端得請求，請求完畢后按照原路返回給調(diào)用端。