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一 Media Service进程启动 Init.rc中描述的service对应linux 的进程： Media进程定义： service media /system/bin/mediaserver
class main
user media
group audio camera inet net_bt net_bt_admin net_bw_acct drmrpc
ioprio rt 4servicemanager 进程定义： service servicemanager /system/bin/servicemanager
class core
user system
group system
Media中有很多Native Service（AudioFlinger MediaPlayerService CameraService \frameworks\av\media\mediaserver\ main_mediaserver.cpp：  int main(int argc, char** argv)
{
//创建ProcessState 当前进程属性
sp<ProcessState> proc(ProcessState::self());
//IServiceManager对象
sp<IServiceManager> sm = defaultServiceManager();
//初始化MediaPlayerService服务对象
MediaPlayerService::instantiate();
……
//启动进程的线程池
ProcessState::self()->startThreadPool();
//执行线程消息循环
IPCThreadState::self()->joinThreadPool();
}
Sp：指针运算符和普通运算符的重载 StrongPointer。 二 Media Process执行过程 1 ProcessState对象创建 当前进程的状态属性，对象创建： sp<ProcessState> ProcessState::self()
{
Mutex::Autolock _l(gProcessMutex);
if (gProcess != NULL) {
return gProcess;
}
gProcess = new ProcessState;
return gProcess;
}
ProcessState构造函数： ProcessState::ProcessState()
: mDriverFD(open_driver()) //打开binder驱动设备
, mVMStart(MAP_FAILED)
, mManagesContexts(false)
, mBinderContextCheckFunc(NULL)
, mBinderContextUserData(NULL)
, mThreadPoolStarted(false)
, mThreadPoolSeq(1)
{
if (mDriverFD >= 0) {
//将binder的fd映射到当前进程虚拟空间地址中 与binder进行交互
mVMStart = mmap(0, BINDER_VM_SIZE, PROT_READ,
MAP_PRIVATE | MAP_NORESERVE, mDriverFD, 0);
}
}
打开binder设备： static int open_driver()
{
//打开binder设备驱动
int fd = open("/dev/binder", O_RDWR);
if (fd >= 0) {
//bidner最大支持线程数
size_t maxThreads = 15;
result = ioctl(fd, BINDER_SET_MAX_THREADS, &maxThreads);
}
return fd;
}
ProcessState对象创建过程所做的事： 2 IServiceManager对象创建 class IServiceManager : public IInterface
{
virtual sp<IBinder> getService( const String16& name) const = 0;
virtual status_t addService( const String16& name,
const sp<IBinder>& service,
bool allowIsolated = false) = 0;
……
};
通过IServiceManager派生对象操作将Service加入到ServiceManager中. defaultServiceManager()函数：  sp<IServiceManager> defaultServiceManager()
{
//单例对象
if (gDefaultServiceManager != NULL)
return gDefaultServiceManager;
AutoMutex _l(gDefaultServiceManagerLock);
if (gDefaultServiceManager == NULL) {
//创建对象
gDefaultServiceManager = interface_cast<IServiceManager>(
ProcessState::self()->getContextObject(NULL));
}
return gDefaultServiceManager;
}
ProcessState::self()->getContextObject(NULL)：得到一个IBinder对象 ProcessState::self()刚才所创建的ProcessState对象。 sp<IBinder> ProcessState::getContextObject(const sp<IBinder>& caller)
{
return getStrongProxyForHandle(0);
}
sp<IBinder> ProcessState::getStrongProxyForHandle(int32_t handle)
{
sp<IBinder> result;
AutoMutex _l(mLock);
//从表中查询一个handle对应的handle_entry
//若没有则创建一个 handle == 0
handle_entry* e = lookupHandleLocked(handle);
if (e != NULL) {
IBinder* b = e->binder;
if (b == NULL || !e->refs->attemptIncWeak(this)) {
//handle_entry对象成员初始化 创建handle=0的BpBinder
b = new BpBinder(handle);
e->binder = b;
if (b) e->refs = b->getWeakRefs();
result = b;
}
}
return result;
}
handle_entry是什么呢？ struct handle_entry { IBinder* binder; RefBase::weakref_type* refs; }; 也就是说ProcessState 有一个表Vector<handle_entry>mHandleToObject; 表里面的每一项存储了一个binder，每一个binder对应一个handle。 Handle = 0是什么，句柄？ 代表谁的句柄——ServiceManager在binder中的资源。 使用interface_cast将IBinder实例转化成IServiceManager实例。 3 interface_cast函数 \frameworks\native\include\binder\IInterface.h： interface_cast是个内联模板函数： template<typename INTERFACE>
inline sp<INTERFACE> interface_cast(const sp<IBinder>& obj)
{
return INTERFACE::asInterface(obj);
}结合前面就是： inline sp<IServiceManager> interface_cast(const sp<IBinder>& obj)
{
return IServiceManager::asInterface(obj);
}
所以需要到IServiceManager里面去看看是如何实现的 4 IServiceManager类 \frameworks\native\include\binder\IServiceManager.h： IServiceManager是一个抽象类： class IServiceManager : public IInterface
{
public:
//宏声明
DECLARE_META_INTERFACE(ServiceManager);
virtual sp<IBinder> getService( const String16& name) const = 0;
virtual status_t addService( const String16& name,
const sp<IBinder>& service,
bool allowIsolated = false) = 0;
……
}
DECLARE_META_INTERFACE声明： #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(); \
替换成IServiceManager： //实现时传入：android.os.IServiceManager
static const android::String16 descriptor;
static android::sp<IServiceManager> asInterface(
const android::sp<android::IBinder>& obj);
virtual const android::String16& getInterfaceDescriptor() const;
//构造析构函数
IServiceManager();
virtual ~IServiceManager();
实现\frameworks\native\include\binder\IServiceManager.cpp： IMPLEMENT_META_INTERFACE(ServiceManager, "android.os.IServiceManager"); IMPLEMENT_META_INTERFACE实现： #define IMPLEMENT_META_INTERFACE(INTERFACE, NAME) \ 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; } \ 替换成IServiceManager: android::sp<IServiceManager> IServiceManager::asInterface(
const android::sp<android::IBinder>& obj)
{
//obj BpBinder实例
android::sp<IServiceManager> intr;
if (obj != NULL) {
//返回NULL
intr = static_cast<IServiceManager*>(
obj->queryLocalInterface(
IServiceManager::descriptor).get());
if (intr == NULL) {
intr = new BpServiceManager(obj);
}
}
return intr;
}
这里得到IServiceManager 实例： BpServiceManager：new BpServiceManager（new BpBinder（0））； 5 BpServiceManager 和 BpInterface类 \frameworks\native\libs\binder\ IServiceManager.cpp：BpServiceManager class BpServiceManager : public BpInterface<IServiceManager>
{
public:
//impl就是 new BpBinder（0）
BpServiceManager(const sp<IBinder>& impl)
: BpInterface<IServiceManager>(impl)
{
}
virtual sp<IBinder> checkService(const String16& name) const
{
……
remote()->transact(CHECK_SERVICE_TRANSACTION, data, &reply);
}
virtual status_t addService(const String16& name, const sp<IBinder>& service,
bool allowIsolated)
{
……
remote()->transact(ADD_SERVICE_TRANSACTION, data, &reply);
}
}
\frameworks\native\include\binder\ IInterface.h：模板类BpInterface template<typename INTERFACE>
class BpInterface : public INTERFACE, public BpRefBase // INTERFACE IServiceManager
{
public:
BpInterface(const sp<IBinder>& remote);
protected:
virtual IBinder* onAsBinder();
};
BpInterface构造函数： template<typename INTERFACE>
inline BpInterface<INTERFACE>::BpInterface(const sp<IBinder>& remote)
: BpRefBase(remote)
{BpRefBase构造函数： BpRefBase::BpRefBase(const sp<IBinder>& o)
: mRemote(o.get()), mRefs(NULL), mState(0)
{
// IBinder mRemote 指向 o.get() ：new BpBinder（0）
} gDefaultServiceManager = interface_cast<IServiceManager>(BpBinder(0))； 这个关系有些复杂，看一下类继承结构图：
在Media Process 的main函数中通过： sp<IServiceManager> sm = defaultServiceManager(); 三 MediaPlayerService加入到ServiceManager中 回到main函数中： int main(int argc, char** argv)
{
//创建ProcessState 当前进程属性
sp<ProcessState> proc(ProcessState::self());
//IServiceManager对象
sp<IServiceManager> sm = defaultServiceManager();
//初始化MediaPlayerService服务对象
MediaPlayerService::instantiate(); //执行到这里
……
//启动进程的线程池
ProcessState::self()->startThreadPool();
//执行线程消息循环
IPCThreadState::self()->joinThreadPool();
}
1 MediaPlayerService初始化过程 void MediaPlayerService::instantiate() {
// defaultServiceManager就是上面所述得到的BpServiceManager对象
defaultServiceManager()->addService(
String16("media.player"), new MediaPlayerService());
}BpServiceManager添加Service： virtual status_t addService(const String16& name, const sp<IBinder>& service,
bool allowIsolated)
{
//生成数据包Parcel
Parcel data, reply;
// Write RPC headers 写入Interface名字 得到“android.os.IServiceManager”
data.writeInterfaceToken(IServiceManager::getInterfaceDescriptor());
//写入Service名字 “media.player”
data.writeString16(name);
//写入服务
data.writeStrongBinder(service);
data.writeInt32(allowIsolated ? 1 : 0);
// remote()返回BpBinder对象
status_t err = remote()->transact(ADD_SERVICE_TRANSACTION, data, &reply);
return err == NO_ERROR ? reply.readExceptionCode() : err;
}
remote()->transact 到BpBinder中： status_t BpBinder::transact(uint32_t code, const Parcel& data, Parcel* reply, uint32_t flags)
{
if (mAlive) {
//到当前进程IPCThreadState中 mHandle=0
status_t status = IPCThreadState::self()->transact(
mHandle, code, data, reply, flags);
if (status == DEAD_OBJECT) mAlive = 0;
return status;
}
return DEAD_OBJECT;
}
2 IPCThreadState中写入数据到Binder设备过程 IPCThreadState::self()->transact过程： 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;
//将数据转化成binder_transaction_data 写入到Parcel实例mOut中
err = writeTransactionData(BC_TRANSACTION, flags, handle, code, data, NULL);
//写入数据
err = waitForResponse(reply);
return err;
}
status_t IPCThreadState::waitForResponse(Parcel *reply, status_t *acquireResult)
{
while (1) {
//将数据写入到Binder设备中
talkWithDriver();
……
}
return err;
}
status_t IPCThreadState::talkWithDriver(bool doReceive)
{
//将数据封装成binder_write_read结构
binder_write_read bwr;
do {
//将数据写入到所打开的Binder设备中
ioctl(mProcess->mDriverFD, BINDER_WRITE_READ, &bwr)
……
} while (err == -EINTR);
return NO_ERROR;
}
将MediaPlayerService加入到ServiceManager中， 这里就通过BpServiceManager的AddService将数据写入到Binder设备传递给ServiceManager。 继续Media Process过程 四 Media Process消息循环 int main(int argc, char** argv)
{
//启动进程的线程池
ProcessState::self()->startThreadPool(); //走到了这里
//执行线程消息循环
IPCThreadState::self()->joinThreadPool();
}
startThreadPool：\frameworks\native\libs\binder\ ProcessState.cpp： void ProcessState::startThreadPool()
{
spawnPooledThread(true);
}
void ProcessState::spawnPooledThread(bool isMain)
{
//创建PoolThread对象 并run ，非线程
sp<Thread> t = new PoolThread(isMain);
t->run(buf);
}
PoolThread继承Thread 执行Thread的run函数： status_t Thread::run(const char* name, int32_t priority, size_t stack)
{
//创建线程mThread _threadLoop
bool res;
res = createThreadEtc(_threadLoop,
this, name, priority, stack, &mThread);
return NO_ERROR;
}
现在有两个线程：主线程和mThread线程 mThread线程执行：_threadLoop int Thread::_threadLoop(void* user)
{
Thread* const self = static_cast<Thread*>(user);
do {
//调用子类的threadLoop
result = self->threadLoop();
……
} while(strong != 0);
return 0;
}
class PoolThread : public Thread
{
protected:
virtual bool threadLoop()
{
IPCThreadState::self()->joinThreadPool(mIsMain);
return false;
}
};
2 进程间通信消息循环过程 消息循环： void IPCThreadState::joinThreadPool(bool isMain)
{
mOut.writeInt32(isMain ? BC_ENTER_LOOPER : BC_REGISTER_LOOPER);
status_t result;
//消息循环
do {
int32_t cmd;
//从binder设备中读取命令
result = talkWithDriver();
if (result >= NO_ERROR) {
cmd = mIn.readInt32();
//执行命令
result = executeCommand(cmd);
}
……
} while (result != -ECONNREFUSED && result != -EBADF);
mOut.writeInt32(BC_EXIT_LOOPER);
talkWithDriver(false);
}
命令执行： status_t IPCThreadState::executeCommand(int32_t cmd)
{
BBinder* obj;
RefBase::weakref_type* refs;
switch (cmd) {
case BR_DECREFS:
break;
case BR_ATTEMPT_ACQUIRE:
break;
case BR_TRANSACTION:
binder_transaction_data tr;
result = mIn.read(&tr, sizeof(tr));
if (tr.target.ptr) {
//将目标对象转化成BBinder
sp<BBinder> b((BBinder*)tr.cookie);
//调用BBinder的transact 函数
const status_t error = b->transact(tr.code, buffer, &reply, tr.flags);
}
break;
……
default:
}
return result;
}
binder_transaction_data.cookie：target object cookie目标对象，这个target object是指那个呢？ 在Media Process里面有几个Service：AudioFlinger、MediaPlayerService、CameraService等。 这个目标是这其中Service中的一个，假设目标对象为为MediaPlayerService，那为何要转化成BBinder呢？ 3 Service对命令的处理 线程从binder接收到消息命令，将命令传递给Service处理。将目标对象转化成BBinder，然后调度此命令； 命令从远端传递到本地端进行处理，每个Service都对应BnXXX对象来处理远端BpXXX传来的命令。
status_t BBinder::transact(uint32_t code, const Parcel& data, Parcel* reply, uint32_t flags)
{
//onTransact是个virtual函数 派生类BnMediaPlayerService重写
err = onTransact(code, data, reply, flags);
return err;
}
status_t BnMediaPlayerService::onTransact(
uint32_t code, const Parcel& data, Parcel* reply, uint32_t flags)
{
switch (code) {
case CREATE: {
pid_t pid = data.readInt32();
sp<IMediaPlayerClient> client =
interface_cast<IMediaPlayerClient>(data.readStrongBinder());
//create是个virtual函数 派生类MediaPlayerService重写
sp<IMediaPlayer> player = create(pid, client, audioSessionId);
//创建player写入到数据包中 传回
reply->writeStrongBinder(player->asBinder());
return NO_ERROR;
} break;
……
default:
return BBinder::onTransact(code, data, reply, flags);
}
}
可以看看Client类继承关系结构图： 看到这个跟上面的MediaPlayerService继承关系非常的相似， 这个结构也非常的熟悉——Adapter模式；将binder消息交互和命令处理适配到一起。 五 Client端与Service端交互 Client对Service进行使用Binder通信，是得到一个Service BnXXX端对象的代理，在Client 为BpXXX代理， 然后使用此代理进行相关的操作. 前面在使用ServiceManager就是此种方式进行。 实际上通信的基础是Binder，Proxy不过是在Binder上进行了一层封装，封装了对binder驱动的底层操作，使具有面向对象的特性。 任意两个进程通过Binder进行通信，就是先得到另一个进程的binder标识，通过此binder进行数据交换。 1 新增加一个服务
可以看到 ：
2 Client获取Service服务 Native Service以及framework Service都是加入到ServiceManger中， 不管native端还是Framework端得Service 其实都是要满足上面远程对象代理结构。 native端获取service： //获取ServiceManager的代理对象
sp<IServiceManager> sm = defaultServiceManager();
//通过ServiceManager获取media Service binder
binder = sm->getService(String16("media.player"));
//将binder封装 构造media Service代理对象 BpMediaPlayerService
sMediaPlayerService = interface_cast<IMediaPlayerService>(binder);
framework层的service，借助AIDL文件，实现跨进程的通信： 所有framework端service想要作为公共的服务，被别的应用程序调用，都要实现AIDL文件，服务要继承该AIDL文件内部类Stub。 下面看看PowerManagerService实现。 \frameworks\base\services\java\com\android\server\PowerManagerService.java public class PowerManagerService extends IPowerManager.Stub……
{
public void goToSleep(long time){
……
}
}；
AIDL文件：\frameworks\base\core\java\android\os\IPowerManager.aidl
interface IPowerManager
{
void goToSleep(long time);
……
}
AIDL对应的Java文件： public interface IPowerManager extends android.os.IInterface {
//IPowerManager 内部类 Stub
public static abstract class Stub extends android.os.Binder implements
android.os.IPowerManager {
public static android.os.IPowerManager asInterface(
android.os.IBinder obj)
{
//生成一个Proxy对象
return new android.os.IPowerManager.Stub.Proxy(obj);
}
public android.os.IBinder asBinder() {
return this;
}
@Override
public boolean onTransact(int code, android.os.Parcel data,
android.os.Parcel reply, int flags)
{
switch (code) {
case TRANSACTION_goToSleep：
this.goToSleep(_arg0);
return true;
……
}
}
//Stub内部类Proxy
private static class Proxy implements android.os.IPowerManager {
private android.os.IBinder mRemote;
Proxy(android.os.IBinder remote) {
mRemote = remote;
}
public void goToSleep(long time)
{
//将数据打包成Parcel
android.os.Parcel _data = android.os.Parcel.obtain();
android.os.Parcel _reply = android.os.Parcel.obtain();
_data.writeInterfaceToken(DESCRIPTOR);
_data.writeLong(time);
//传输数据到binder 到相关的Service 进程
// IPCThreadState::transact方法中完成
mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_goToSleep, _data, _reply,0);
_reply.readException();
}
}
}
//goToSleep接口对应的ID
static final int TRANSACTION_goToSleep = (android.os.IBinder.FIRST_CALL_TRANSACTION + 2);
//接口
public void goToSleep(long time);
}
看下其中类结构：
Application获取用Service： IPowerManager m mPowerManagerService;
//获取service的bingder
IBinder binder = ServiceManager.getService("power")；
//创建service代理对象
mPowerManagerService = IPowerManager.Stub.asInterface(binder);
//调用接口
mPowerManagerService.goToSleep();
Native Service和 Framework Service结构方式基本一致的。
进程间通信Linux系统已经提供了很多方式，比如Socket，为什么Android非要另辟蹊径，设计了Binder呢？ 可以阅读一下：http://www.cnblogs.com/bastard/archive/2012/10/17/2728155.html
参考文档： 注：
“我们其实还一部分没有研究，就是同一个进程之间的对象传递与远程传递是区别的。同一个进程间专递服务地和对象， 就没有代理BpBinder产生，而只是对象的直接应用了。应用程序并不知道数据是在同一进程间传递还是不同进程间传递， 这个只有内核中的Binder知道，所以内核Binder驱动可以将Binder对象数据类型从BINDER_TYPE_BINDER修改为 BINDER_TYPE_HANDLE或者BINDER_TYPE_WEAK_HANDLE作为引用传递。” ——来自上述地址 这个可以看到在SystemServer运行的Service之间使用时，直接转化成了对应的对象，而不是通过代理。
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