Binder系列4—获取ServiceManager

基于Android 6.0的源码剖析, 本文详细地讲解defaultServiceManager流程


一. 概述

获取Service Manager是通过defaultServiceManager()方法来完成,当进程注册服务(addService)或获取服务(getService)的过程之前,都需要先调用defaultServiceManager()方法来获取gDefaultServiceManager对象。对于gDefaultServiceManager对象,如果存在则直接返回;如果不存在则创建该对象,创建过程包括调用open()打开binder驱动设备,利用mmap()映射内核的地址空间。

1.1 流程图


1.2 defaultServiceManager

[-> IServiceManager.cpp]


获取ServiceManager对象采用单例模式,当gDefaultServiceManager存在,则直接返回,否则创建一个新对象。 发现与一般的单例模式不太一样,里面多了一层while循环,这是google在2013年1月Todd Poynor提交的修改。当尝试创建或获取ServiceManager时,ServiceManager可能尚未准备就绪,这时通过sleep 1秒后,循环尝试获取直到成功。gDefaultServiceManager的创建过程,可分解为以下3个步骤:

ProcessState::self():用于获取ProcessState对象(也是单例模式),每个进程有且只有一个ProcessState对象,存在则直接返回,不存在则创建,详情见【小节二】;

getContextObject(): 用于获取BpBinder对象,对于handle=0的BpBinder对象,存在则直接返回,不存在才创建,详情见【小节三】;

interface_cast():用于获取BpServiceManager对象,详情见【小节四】;

二. 获取ProcessState对象

2.1 ProcessState::self

[-> ProcessState.cpp]


获得ProcessState对象: 这也是单例模式,从而保证每一个进程只有一个ProcessState对象。其中gProcess和gProcessMutex是保存在Static.cpp类的全局变量。

2.2 初始化ProcessState

[-> ProcessState.cpp]


ProcessState的单例模式的惟一性,因此一个进程只打开binder设备一次,其中ProcessState的成员变量mDriverFD记录binder驱动的fd,用于访问binder设备。

BINDER_VM_SIZE = (1*1024*1024) - (4096 *2), binder分配的默认内存大小为1M-8k。

DEFAULT_MAX_BINDER_THREADS = 15,binder默认的最大可并发访问的线程数为16。

2.3 open_driver

[-> ProcessState.cpp]


open_driver作用是打开/dev/binder设备,设定binder支持的最大线程数。关于binder驱动的相应方法,见文章Binder Driver初探

三. 获取BpBinder对象

3.1 getContextObject

[-> ProcessState.cpp]


获取handle=0的IBinder

3.2 getStrongProxyForHandle

[-> ProcessState.cpp]


当handle值所对应的IBinder不存在或弱引用无效时会创建BpBinder,否则直接获取。 针对handle==0的特殊情况,通过PING_TRANSACTION来判断是否准备就绪。如果在context manager还未生效前,一个BpBinder的本地引用就已经被创建,那么驱动将无法提供context manager的引用。

3.3 lookupHandleLocked

[-> ProcessState.cpp]


根据handle值来查找对应的handle_entry,handle_entry是一个结构体,里面记录IBinder和weakref_type两个指针。当handle大于mHandleToObject的Vector长度时,则向该Vector中添加(handle+1-N)个handle_entry结构体,然后再返回handle向对应位置的handle_entry结构体指针。

3.4 创建BpBinder

[-> BpBinder.cpp]


创建BpBinder对象中会将handle相对应Binder的弱引用增加1.

四. 获取BpServiceManager

4.1 interface_cast

[-> IInterface.h]


这是一个模板函数,可得出,interface_cast() 等价于 IServiceManager::asInterface()。接下来,再来说说asInterface()函数的具体功能。

4.2 IServiceManager::asInterface

对于asInterface()函数,通过搜索代码,你会发现根本找不到这个方法是在哪里定义这个函数的, 其实是通过模板函数来定义的,通过下面两个代码完成的:


接下来,再说说这两行代码分别完成的功能:

4.3 DECLARE_META_INTERFACE

[-> IInterface.h]


位于IServiceManager.h文件中,INTERFACE=ServiceManager展开即可得:

[-> IServiceManager.h]


该过程主要是声明asInterface(),getInterfaceDescriptor()方法.

4.4 IMPLEMENT_META_INTERFACE

[-> IInterface.h]


位于IServiceManager.cpp文件中,INTERFACE=ServiceManager, NAME=”android.os.IServiceManager”展开即可得:

[-> IServiceManager.cpp]

不难发现,[小节4.2]的IServiceManager::asInterface() 等价于 new BpServiceManager()。在这里,更确切地说应该是new BpServiceManager(BpBinder)。

4.5 BpServiceManager实例化

创建BpServiceManager对象的过程,会先初始化父类对象:

4.5.1 BpServiceManager初始化

[-> IServiceManager.cpp]


4.5.2 BpInterface初始化

[-> IInterface.h]


4.5.3 BpRefBase初始化

[-> Binder.cpp]


new BpServiceManager(),在初始化过程中,比较重要工作的是类BpRefBase的mRemote指向new BpBinder(0),从而BpServiceManager能够利用Binder进行通过通信。

五. 总结

defaultServiceManager 等价于 new BpServiceManager(new BpBinder(0));

ProcessState::self()主要工作:

调用open(),打开/dev/binder驱动设备;

再利用mmap(),创建大小为1M-8K的内存地址空间;

设定当前进程最大的最大并发Binder线程个数为16。

BpServiceManager巧妙将通信层与业务层逻辑合为一体,

通过继承接口IServiceManager实现了接口中的业务逻辑函数;

通过成员变量mRemote= new BpBinder(0)进行Binder通信工作。

BpBinder通过handler来指向所对应BBinder, 在整个Binder系统中handle=0代表ServiceManager所对应的BBinder。

5.1 模板函数

Native层的Binder架构,通过如下两个宏,非常方便地创建了new Bp##INTERFACE(obj):


例如:


等价于:

.....

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