Android 面试题之介绍源码中binder机制

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面试问到这个,其实就是让你说一下binder是干什么的,Service Manager是如何成为一个守护进程的

Binder是干什么的

Binder -- 一种进程间通信(IPC)机制, 基于OpenBinder

    1. Client、Server和Service Manager实现在用户空间中,Binder驱动程序实现在内核空间中
    1. Binder驱动程序和Service Manager在Android平台中已经实现,开发者只需要在用户空间实现自己的Client和Server
    1. Binder驱动程序提供设备文件/dev/binder与用户空间交互,Client、Server和Service Manager通过open和ioctl文件操作函数与Binder驱动程序进行通信
    1. Client和Server之间的进程间通信通过Binder驱动程序间接实现
    1. Service Manager是一个守护进程,用来管理Server,并向Client提供查询Server接口的能力

1.Service Manager是如何成为一个守护进程的?即Service Manager是如何告知Binder驱动程序它是Binder机制的上下文管理者。

Service Manager,它是整个Binder机制的守护进程,用来管理开发者创建的各种Server,并且向Client提供查询Server远程接口的功能

既然Service Manager组件是用来管理Server并且向Client提供查询Server远程接口的功能,那么,Service Manager就必然要和Server以及Client进行通信了。我们知道,Service Manger、Client和Server三者分别是运行在独立的进程当中,这样它们之间的通信也属于进程间通信了,而且也是采用Binder机制进行进程间通信,因此,Service Manager在充当Binder机制的守护进程的角色的同时,也在充当Server的角色,然而,它是一种特殊的Server,下面我们将会看到它的特殊之处

Service Manager在用户空间的源代码位于frameworks/base/cmds/servicemanager目录下,主要是由binder.h、binder.c和service_manager.c三个文件组成。Service Manager的入口位于service_manager.c文件中的main函数:

int main(int argc, char **argv)
{
    struct binder_state *bs;
    void *svcmgr = BINDER_SERVICE_MANAGER;

    bs = binder_open(128*1024);

    if (binder_become_context_manager(bs)) {
        LOGE("cannot become context manager (%s)\n", strerror(errno));
        return -1;
    }

    svcmgr_handle = svcmgr;
    binder_loop(bs, svcmgr_handler);
    return 0;
}

main函数主要有三个功能:一是打开Binder设备文件;二是告诉Binder驱动程序自己是Binder上下文管理者,即我们前面所说的守护进程;三是进入一个无穷循环,充当Server的角色,等待Client的请求

2. Server和Client是如何获得Service Manager接口的?即defaultServiceManager接口是如何实现的。

ServiceManager 作为守护进程,Service Manager的职责当然就是为Server和Client服务了。那么,Server和Client如何获得Service Manager接口,进而享受它提供的服务呢?

Service Manager在Binder机制中既充当守护进程的角色,同时它也充当着Server角色,然而它又与一般的Server不一样。对于普通的Server来说,Client如果想要获得Server的远程接口,那么必须通过Service Manager远程接口提供的getService接口来获得,这本身就是一个使用Binder机制来进行进程间通信的过程。而对于Service Manager这个Server来说,Client如果想要获得Service Manager远程接口,却不必通过进程间通信机制来获得,因为Service Manager远程接口是一个特殊的Binder引用,它的引用句柄一定是0。

经过一系列的调用...

回到defaultServiceManager函数中,最终结果为:

gDefaultServiceManager = new BpServiceManager(new BpBinder(0));

这样,Service Manager远程接口就创建完成了,它本质上是一个BpServiceManager,包含了一个句柄值为0的Binder引用。

在Android系统的Binder机制中,Server和Client拿到这个Service Manager远程接口之后怎么用呢?

对Server来说,就是调用IServiceManager::addService这个接口来和Binder驱动程序交互了,即调用BpServiceManager::addService 。而BpServiceManager::addService又会调用通过其基类BpRefBase的成员函数remote获得原先创建的BpBinder实例,接着调用BpBinder::transact成员函数。在BpBinder::transact函数中,又会调用IPCThreadState::transact成员函数,这里就是最终与Binder驱动程序交互的地方了。回忆一下前面的类图,IPCThreadState有一个PorcessState类型的成中变量mProcess,而mProcess有一个成员变量mDriverFD,它是设备文件/dev/binder的打开文件描述符,因此,IPCThreadState就相当于间接在拥有了设备文件/dev/binder的打开文件描述符,于是,便可以与Binder驱动程序交互了。

对Client来说,就是调用IServiceManager::getService这个接口来和Binder驱动程序交互了。具体过程上述Server使用Service Manager的方法是一样的,这里就不再累述了。

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