Binder机制，从Java到C （5. IBinder对象传递形式）

just_person 2014-11-14

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1.IBinder的传递

Binder IPC通信中，Binder是通信的媒介，Parcel是通信的內容。远程调用过程中，其参数都被打包成Parcel的形式來传递。IBinder对象当然也不例外，在前一篇 Binder机制，从Java到C （4. Parcel）中说到IBinder对象是能够进行进程间传递的。

下面就看一下IBinder对象在传递过程中会有什么变化。

在IPC通信的Proxy端，我们经常可以看到下面类似的代码，一些参数都会打包到Parcel中。看下面的data和reply。

 1 public void publishService(IBinder token,
 2             Intent intent, IBinder service) throws RemoteException {
 3         Parcel data = Parcel.obtain();
 4         Parcel reply = Parcel.obtain();
 5         data.writeInterfaceToken(IActivityManager.descriptor);
 6         data.writeStrongBinder(token);
 7         intent.writeToParcel(data, 0);
 8         data.writeStrongBinder(service);
 9         mRemote.transact(PUBLISH_SERVICE_TRANSACTION, data, reply, 0);
10         reply.readException();
11         data.recycle();
12         reply.recycle();
13     }

在IPC通信里，android是通过Parcel类的成员函数writeStrongBinder()向Parcel写入IBinder，再通过mRemote发送出去。

2.writeStrongBinder()

接下來就看一下writeStrongBinder()这个函数里做了什么。
/frameworks/base/core/java/android/os/Parcel.java

 1 public final class Parcel {
 2     …
 3     /**
 4      * Write an object into the parcel at the current dataPosition(),
 5      * growing dataCapacity() if needed.
 6      */
 7     public final void writeStrongBinder(IBinder val) {
 8         nativeWriteStrongBinder(mNativePtr, val);
 9     }
10     private static native void nativeWriteStrongBinder(int nativePtr, IBinder val);
11     …
12 }

看，这里又调用了native方法，我们会发现Java 层的一些Parcel其实只是对C/C++层的一个封裝，大部分操作还是依靠JNI去调用Native的操作。
那看一下C++里对应的方法：

/frameworks/base/core/jni/android_os_Parcel.cpp

 1 static void android_os_Parcel_writeStrongBinder(JNIEnv* env, jclass clazz, jint nativePtr, jobject object)
 2 {
 3     Parcel* parcel = reinterpret_cast<Parcel*>(nativePtr);
 4     if (parcel != NULL) {
 5         const status_t err = parcel->writeStrongBinder(ibinderForJavaObject(env, object));
 6         if (err != NO_ERROR) {
 7             signalExceptionForError(env, clazz, err);
 8         }
 9     }
10 }

最主要的就是ibinderForJavaObject 这个函数，继续跟踪代码：

/frameworks/base/core/jni/android_util_Binder.cpp

 1 sp<IBinder> ibinderForJavaObject(JNIEnv* env, jobject obj)
 2 {
 3     if (obj == NULL) return NULL;
 4 
 5     if (env->IsInstanceOf(obj, gBinderOffsets.mClass)) { //mClass指向Java层中的Binder class
 6         JavaBBinderHolder* jbh = (JavaBBinderHolder*)
 7             env->GetIntField(obj, gBinderOffsets.mObject);
 8         return jbh != NULL ? jbh->get(env, obj) : NULL; //get() 返回一個JavaBBinder，继承自BBinder
 9     }
10 
11     if (env->IsInstanceOf(obj, gBinderProxyOffsets.mClass)) { //mClass 指向Java层的BinderProxy class
12         return (IBinder*)
13             env->GetIntField(obj, gBinderProxyOffsets.mObject); //返回一个BpBinder，mObject是它的地址值
14     }
15     ALOGW("ibinderForJavaObject: %p is not a Binder object", obj);
16     return NULL;
17 }

这个函数呢，就是根据传进来的Java对象找到对应的C++对象，这里的参数obj,可能会指向两种对象：Binder对象或者BinderProxy对象。这两个对象我们在RemoteService那一篇里其实就遇到过了，Binder对象呢就是Service里实现的那个mRemoteBinder，BinderProxy对象呢就是Activity里回调传进来的那个service。不记得的话，可以再看一下那一篇：Binder机制，从Java到C （1. IPC in Application Remote Service）

接着说，如果传进來的是Binder对象，那么就会把gBinderOffsets.mObject转化成JavaBBinderHolder, 并从中获得一个JavaBBinder对象。JavaBBinder继承自BBinder。（在RemoteService那一篇，Service会在onBind回调里把mRemoteBinder传给AMS，这里传递的就是Binder对象）

如果传进來的是BinderProxy對象。就会返回一个BpBinder，这个BpBinder的地址值就保存在gBinderProxyOffsets.mObject中。（在RemoteService那一篇，AMS要传递给Acticity的就是BinderProxy对象）。

到这里，你可能会奇怪，为什么Service把Binder对象传递给AMS，后面AMS却是把BinderProxy对象传递给Activity呢？这个我们后面再说，（可以先说一下，其实是因为这些Binder对象都会经过底层传输，那在传输的过程中，Binder模块就会根据不同的情况对这些对象进行转化）

好吧，那还是接着说，有发送，当然会有接收，再來看一下Parcel的readStrongBinder()：

3.readStrongBinder()

同样也是JNI调用：

/frameworks/base/core/jni/android_os_Parcel.cpp

 1 static jobject android_os_Parcel_readStrongBinder(JNIEnv* env, jclass clazz, jint nativePtr)
 2 {
 3       ...
 4       return javaObjectForIBinder(env, parcel->readStrongBinder());
 5 }
 6 
 7 /frameworks/base/core/jni/android_util_Binder.cpp
 8 jobject javaObjectForIBinder(JNIEnv* env, const sp<IBinder>& val) （1）
 9 {
10     if (val == NULL) return NULL;
11     if (val->checkSubclass(&gBinderOffsets)) { （2）12         // One of our own!
13         jobject object = static_cast<JavaBBinder*>(val.get())->object();
14         LOGDEATH("objectForBinder %p: it's our own %p!\n", val.get(), object);
15         return object;
16     }
17    ...
18     jobject object = (jobject)val->findObject(&gBinderProxyOffsets);
19     if (object != NULL) {
20         jobject res = env->CallObjectMethod(object, gWeakReferenceOffsets.mGet); （3）
21         if (res != NULL) {
22             ALOGV("objectForBinder %p: found existing %p!\n", val.get(), res);
23             return res;
24         }
25        ...
26     }
27     object = env->NewObject(gBinderProxyOffsets.mClass, gBinderProxyOffsets.mConstructor); （4）
28     if (object != NULL) {
29        ….
30     }
31     return object;
32 }

（1）：这里的val和writeStrongBinder类似，不过是反过來，指向的可能是JavaBBinder或者BpBinder。

（2）：如果是JavaBBinder，就会通过成员函數object()，返回一个Java对象，这个对象就是Java层的Binder对象。

（3）：如果是BpBinder，那就先查找是否已經存在需要使用的BinderProxy对象，如果找到就返回引用

（4）：如果沒找到可用的引用，就new 一个BinderProxy对象。

4.Binder Module in Kernel

实际上，在Client端將参数打包成Parcel后，会发送到kernel的Binder module。在Binder module中，会有两种IBinder类型：BINDER_TYPE_BINDER,BINDER_TYPE_HANDLE。也对应着ava的本地对象和代理对象。

在Binder module收到数据后，会对不同的情况做进一步处理：
1.传來的IBinder类型是BINDER_TYPE_BINDER, 会将binder_type转化为BINDER_TYPE_HANDLE;

(这里理解起来有点别扭，因为只有在不同进程间传递IBinder时，才会把IBinder传递到kernel里，所以传递进來的IBinder必定是传递给別的process，不会是IBinder所在的process，这时，IBinder所在的process和发送目标process不是同一个，就需要改成BINDER_TYPE_HANDLE。如果IBinder是在同一个进程间传递，也不会进入到kernel里。所以一个BINDER_TYPE_BINDER类型的IBinder传进kernel，就必然需要转化成BINDER_TYPE_HANDLE)

2.传來的IBinder类型是BINDER_TYPE_HANDLE,会判断这个IBinder实体定义的process和发送的目标process是否相同，如果相同，就将binder_type转化成BINDER_TYPE_BINDER。如果不同，保持BINDER_TYPE_HANDLE。

因为只有不同进程间传递才会把IBinder发送到Binder module，所以在IBinder的传递中，可能会有2中可能。
1.process A → process B → process A
2.process A → process B → process C

这時候，对应的IBinder类型就会是：
1.BINDER_TYPE_BINDER → BINDER_TYPE_HANDLE → BINDER_TYPE_BINDER
2.BINDER_TYPE_BINDER → BINDER_TYPE_HANDLE → BINDER_TYPE_HANDLE