Android深入浅出之Binder机制
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？
}
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;
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
sp<iservicemanager> defaultservicemanager()
{
if (gdefaultservicemanager != null) return gdefaultservicemanager;
//又是一个单例，设计模式中叫 singleton。
{
automutex _l(gdefaultservicemanagerlock);
if (gdefaultservicemanager == null) {
//真正的gdefaultservicemanager是在这里创建的喔
gdefaultservicemanager = interface_cast<iservicemanager>(
processstate::self()->getcontextobject(null));
}
}
return gdefaultservicemanager;
}
-----》
gdefaultservicemanager = interface_cast<iservicemanager>(
processstate::self()->getcontextobject(null));
processstate::self，肯定返回的是刚才创建的gprocess，然后调用它的getcontextobject，注意，传进去的是null，即0
//回到processstate类，
sp<ibinder> processstate::getcontextobject(const sp<ibinder>& caller)
{
if (supportsprocesses()) {//该函数根据打开设备是否成功来判断是否支持process，
//在真机上肯定走这个
return getstrongproxyforhandle(0);//注意，这里传入0
}
}
----》进入到getstrongproxyforhandle，函数名字怪怪的，经常严重阻碍大脑运转
//注意这个参数的命名，handle。搞过windows的应该比较熟悉这个名字，这是对
//资源的一种标示，其实说白了就是某个数据结构，保存在数组中，然后handle是它在这个数组中的索引。--->就是这么一个玩意儿
sp<ibinder> processstate::getstrongproxyforhandle(int32_t handle)
{
sp<ibinder> result;
automutex _l(mlock);
handle_entry* e = lookuphandlelocked(handle);--》哈哈，果然，从数组中查找对应
索引的资源，lookuphandlelocked这个就不说了，内部会返回一个handle_entry
下面是 handle_entry 的结构
/*
struct handle_entry {
ibinder* binder;--->binder
refbase::weakref_type* refs;-->不知道是什么，不影响.
};
*/
if (e != null) {
ibinder* b = e->binder; -->第一次进来，肯定为空
if (b == null || !e->refs->attemptincweak(this)) {
b = new bpbinder(handle); --->看见了吧，创建了一个新的bpbinder
e->binder = b;
result = b;
}....
}
return result; 返回刚才创建的bpbinder。
}
//到这里，是不是有点乱了？对，当人脑分析的函数调用太深的时候，就容易忘记。
//我们是从
gdefaultservicemanager = interface_cast<iservicemanager>(
processstate::self()->getcontextobject(null));
//开始搞的，现在，这个函数调用将变成
gdefaultservicemanager = interface_cast<iservicemanager>(new bpbinder(0));
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(>lsmutex);
if (!ghavetls) {
if (pthread_key_create(>ls, threaddestructor) != 0) {
pthread_mutex_unlock(>lsmutex);
return null;
}
ghavetls = true;
}
pthread_mutex_unlock(>lsmutex);
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);
}
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..
}
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:
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...
那implement宏在哪定义的呢？
见iservicemanager.cpp。位于framework/base/libs/binder/iservicemanager.cpp
implement_meta_interface(servicemanager, "android.os.iservicemanager");
下面是这个宏的定义
#define implement_meta_interface(interface, name) \
const android::string16 i##interface::descriptor(name); \
const android::string16& \
i##interface::getinterfacedescriptor() const { \
return i##interface::descriptor; \
} \
android::sp<i##interface> i##interface::asinterface( \
const android::sp<android::ibinder>& obj) \
{ \
android::sp<i##interface> intr; \
if (obj != null) { \
intr = static_cast<i##interface*>( \
obj->querylocalinterface( \
i##interface::descriptor).get()); \
if (intr == null) { \
intr = new bp##interface(obj); \
} \
} \
return intr; \
} \
i##interface::i##interface() { } \
i##interface::~i##interface() { } \
很麻烦吧？尤其是宏看着头疼。赶紧兑现下吧。
const
android::string16 iservicemanager::descriptor(“android.os.iservicemanager”);
const android::string16& iservicemanager::getinterfacedescriptor() const
{ return iservicemanager::descriptor;//返回上面那个android.os.iservicemanager
} 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() { }
哇塞，asinterface是这么搞的啊，赶紧分析下吧，还是不知道interface_cast怎么把bpbinder*转成了iservicemanager
我们刚才解析过的interface_cast<iservicemanager>(new bpbinder(0)),
原来就是调用asinterface(new bpbinder(0))
android::sp<iservicemanager> iservicemanager::asinterface(
const android::sp<android::ibinder>& obj)
{
android::sp<iservicemanager> intr;
if (obj != null) {
....
intr = new bpservicemanager(obj);
//神呐，终于看到和iservicemanager相关的东西了，看来
//实际返回的是bpservicemanager(new bpbinder(0))；
}
}
return intr;
}
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)
...
}
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();
}
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。
mediaplayerservice从bnmediaplayerservice派生
class mediaplayerservice : public bnmediaplayerservice
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;
}
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;
}
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();
}
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;
}
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？
}
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();
......
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;
}
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;
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;
}
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。
}
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
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。
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
};
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
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。
以上就是对 android binder机制的详细介绍，后续继续补充相关资料，谢谢大家对本站的支持！