Android的Binder機制

前言

無聊看了下別人的面試題满钟,發(fā)現(xiàn)binder經(jīng)常被問到嘴拢,于是打算將它寫下了方便明年面試的時候復(fù)習(xí)桩盲。而且我發(fā)現(xiàn)有些東西看了就忘(就像binder之前看了N遍)如果你寫下來的話就不會那么容易忘了(自我安慰...)

概述

Binder一個實現(xiàn)了IBinder接口的類,從IPC角度來看席吴,他是Android中的一種跨進程通訊方式

  • 從Android Framework角度看赌结,他是ServiceManager鏈接各種Manager和相應(yīng)ManagerService的橋梁
  • 從Android應(yīng)用層角度來看,Binder是客戶端和服務(wù)端進行通信的媒介

**下面用AIDL分析Binder的工作機制 **

  1. 首先創(chuàng)建以下三個類Student.java Student.aidl ShowMessage.aidl代碼
//Student.java
public class Student implements Parcelable{
    public String name;
    public String id;

    public Student(String name, String id) {
        this.name = name;
        this.id = id;
    }

    protected Student(Parcel in) {
        name = in.readString();
        id = in.readString();
    }

    public static final Creator<Student> CREATOR = new Creator<Student>() {
        @Override
        public Student createFromParcel(Parcel in) {
            return new Student(in);
        }

        @Override
        public Student[] newArray(int size) {
            return new Student[size];
        }
    };

    @Override
    public int describeContents() {
        return 0;
    }

    @Override
    public void writeToParcel(Parcel dest, int flags) {
        dest.writeString(name);
        dest.writeString(id);
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public String getId() {
        return id;
    }
}

// Student.aidl
package com.example.luoweidong.binder;
parcelable Student;

// ShowMessage.aidl
package com.example.luoweidong.binder;
import com.example.luoweidong.binder.Student;
interface ShowMessage {
    String showMessage(in Student student);
}

2: 然后在會看到在build/generated/source/aidl/debug系統(tǒng)會生成一個接口孝冒,代碼如下

public interface ShowMessage extends android.os.IInterface {
    /**
     * Local-side IPC implementation stub class.
     */
    public static abstract class Stub extends android.os.Binder implements com.example.luoweidong.binder.ShowMessage {
        private static final java.lang.String DESCRIPTOR = "com.example.luoweidong.binder.ShowMessage";

        /**
         * Construct the stub at attach it to the interface.
         */
        public Stub() {
            this.attachInterface(this, DESCRIPTOR);
        }

        /**
         * Cast an IBinder object into an com.example.luoweidong.binder.ShowMessage interface,
         * generating a proxy if needed.
         */
        public static com.example.luoweidong.binder.ShowMessage asInterface(android.os.IBinder obj) {
            if ((obj == null)) {
                return null;
            }
            android.os.IInterface iin = obj.queryLocalInterface(DESCRIPTOR);
            if (((iin != null) && (iin instanceof com.example.luoweidong.binder.ShowMessage))) {
                return ((com.example.luoweidong.binder.ShowMessage) iin);
            }
            return new com.example.luoweidong.binder.ShowMessage.Stub.Proxy(obj);
        }

        @Override
        public android.os.IBinder asBinder() {
            return this;
        }

        @Override
        public boolean onTransact(int code, android.os.Parcel data, android.os.Parcel reply, int flags) throws android.os.RemoteException {
            switch (code) {
                case INTERFACE_TRANSACTION: {
                    reply.writeString(DESCRIPTOR);
                    return true;
                }
                case TRANSACTION_showMessage: {
                    data.enforceInterface(DESCRIPTOR);
                    com.example.luoweidong.binder.Student _arg0;
                    if ((0 != data.readInt())) {
                        _arg0 = com.example.luoweidong.binder.Student.CREATOR.createFromParcel(data);
                    } else {
                        _arg0 = null;
                    }
                    java.lang.String _result = this.showMessage(_arg0);
                    reply.writeNoException();
                    reply.writeString(_result);
                    return true;
                }
            }
            return super.onTransact(code, data, reply, flags);
        }

        private static class Proxy implements com.example.luoweidong.binder.ShowMessage {
            private android.os.IBinder mRemote;

            Proxy(android.os.IBinder remote) {
                mRemote = remote;
            }

            @Override
            public android.os.IBinder asBinder() {
                return mRemote;
            }

            public java.lang.String getInterfaceDescriptor() {
                return DESCRIPTOR;
            }

            @Override
            public java.lang.String showMessage(com.example.luoweidong.binder.Student student) throws android.os.RemoteException {
                android.os.Parcel _data = android.os.Parcel.obtain();
                android.os.Parcel _reply = android.os.Parcel.obtain();
                java.lang.String _result;
                try {
                    _data.writeInterfaceToken(DESCRIPTOR);
                    if ((student != null)) {
                        _data.writeInt(1);
                        student.writeToParcel(_data, 0);
                    } else {
                        _data.writeInt(0);
                    }
                    mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_showMessage, _data, _reply, 0);
                    _reply.readException();
                    _result = _reply.readString();
                } finally {
                    _reply.recycle();
                    _data.recycle();
                }
                return _result;
            }
        }

        static final int TRANSACTION_showMessage = (android.os.IBinder.FIRST_CALL_TRANSACTION + 0);
    }

    public java.lang.String showMessage(com.example.luoweidong.binder.Student student) throws android.os.RemoteException;
}

** 我們一點一點來分析他生成的源碼 **

  • 我們可以看到他是一個實現(xiàn)了IInterface的接口柬姚,想要在Binder中傳輸?shù)慕涌诙急仨氁獙崿F(xiàn)他
  • 往下看聲明了一個繼承Binder的內(nèi)部類Stub,當(dāng)客戶端和服務(wù)端在同一個進程時庄涡,方法調(diào)用不會調(diào)用transact量承,當(dāng)不在同一個進程會調(diào)用transact(這個方法主要用來發(fā)送一些數(shù)據(jù)和一些描述它內(nèi)容的元數(shù)據(jù),對應(yīng)有個OnTransact方法)穴店,這些邏輯由代理類Proxy完成
  • 往下聲明了一個DESCRIPTOR靜態(tài)變量撕捍,他是用來標(biāo)識Binder
  • 往下聲明了一個asInterface方法,當(dāng)我們使用AIDL的時候就是用這方法將服務(wù)端返回的IBinder對象轉(zhuǎn)換成我們需要的AIDL接口類型對象泣洞,這轉(zhuǎn)換是區(qū)分是進程的忧风,如果客戶端和服務(wù)端在同一個進程那么這個方法返回的就是服務(wù)端的Stub本身,
android.os.IInterface iin = obj.queryLocalInterface(DESCRIPTOR);
            if (((iin != null) && (iin instanceof com.example.luoweidong.binder.ShowMessage))) {
                return ((com.example.luoweidong.binder.ShowMessage) iin);
            }

否者返回的是封裝好的Stub.proxy對象

return new com.example.luoweidong.binder.ShowMessage.Stub.Proxy(obj);
  • 往下聲明了一個asBinder方法球凰,就是返回當(dāng)前Binder對象
  • 往下聲明了一個onTransact方法狮腿,他會根據(jù)請求碼響應(yīng)客戶端的請求,我們來分析一下TRANSACTION_showMessage這個請求碼里面的代碼他就是首先從data中取出調(diào)用該方法所需要的參數(shù)呕诉,如果沒有置為空然后將結(jié)果寫入reply
  • 接下來看到了一個代理類Proxy,看他的構(gòu)造方法傳入了一個remote 缘厢,IBinder 類型的參數(shù),也就是我們調(diào)用的asInterface時候傳入來的客戶端的IBinder類型的變量义钉,所以他是運行在客戶端昧绣,所以遠(yuǎn)程調(diào)用的時候不能在主線程中做耗時任務(wù),接下來看他里面實現(xiàn)的方法showMessage()方法捶闸,_data是輸入數(shù)據(jù)夜畴,_reply,是用來讀取結(jié)果并將它賦值給_result返回給客戶端
  • 倒數(shù)第二行代碼我們看到定義了一個變量TRANSACTION_showMessage這個是用來標(biāo)記我們的方法的
  • 在最后一行代碼中我們可以看見拖刃,他聲明了一個showMessage ()方法,這也是我們在AIDL文件中聲明的方法

分析完生成的源碼之后我們發(fā)現(xiàn)其實還是挺簡單的贪绘,所以遇到源碼什么的不要慌兑牡,靜下心來慢慢看就可以了

概括

我們在平常中經(jīng)常會用到ActivityManager activityManager = (ActivityManager) getSystemService(ACTIVITY_SERVICE);那么在這中間Binder是如何運轉(zhuǎn)的呢

  • 我們知道任何Service使用之前,都要向SM注冊(就像上面生成的字符串就是用來唯一標(biāo)識的)
  • 當(dāng)客戶端要訪問Service時税灌,首先要向SM查詢得到具體的引用均函,然后客戶端就調(diào)用該引用去向服務(wù)端發(fā)送請求。
  • 而且Client菱涤、Server和Service Manager運行在用戶空間苞也,Binder驅(qū)動程序運行內(nèi)核空間,因為不在同一個進程中的它們的資源是不共享的,所以Binder驅(qū)動程序的作用就是提供設(shè)備文件/dev/binder與用戶空間交互粘秆,Client如迟、Server和Service Manager通過open和ioctl文件操作函數(shù)與Binder驅(qū)動程序進行通信

他們之間的關(guān)系如下(引用老羅的圖)

Binder機制.gif

想繼續(xù)深入學(xué)習(xí)的話可以看這些文章

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