編輯：關於Android編程
在前面一篇文章淺談Service Manager成為Android進程間通信（IPC）機制Binder守護進程之路中，介紹了Service Manager是如何成為Binder機制的守護進程的。既然作為守護進程，Service Manager的職責當然就是為Server和Client服務了。那麼，Server和Client如何獲得Service Manager接口，進而享受它提供的服務呢？本文將簡要分析Server和Client獲得Service Manager的過程。
在閱讀本文之前，希望讀者先閱讀Android進程間通信（IPC）機制Binder簡要介紹和學習計劃一文提到的參考資料Android深入淺出之Binder機制，這樣可以加深對本文的理解。
我們知道，Service Manager在Binder機制中既充當守護進程的角色，同時它也充當著Server角色，然而它又與一般的Server不一樣。對於普通的Server來說，Client如果想要獲得Server的遠程接口，那麼必須通過Service Manager遠程接口提供的getService接口來獲得，這本身就是一個使用Binder機制來進行進程間通信的過程。而對於Service Manager這個Server來說，Client如果想要獲得Service Manager遠程接口，卻不必通過進程間通信機制來獲得，因為Service Manager遠程接口是一個特殊的Binder引用，它的引用句柄一定是0。
獲取Service Manager遠程接口的函數是defaultServiceManager，這個函數聲明在frameworks/base/include/binder/IServiceManager.h文件中：
sp<IServiceManager> defaultServiceManager();
實現在frameworks/base/libs/binder/IServiceManager.cpp文件中：
sp<IServiceManager> defaultServiceManager()
{
if (gDefaultServiceManager != NULL) return gDefaultServiceManager;
{
AutoMutex _l(gDefaultServiceManagerLock);
if (gDefaultServiceManager == NULL) {
gDefaultServiceManager = interface_cast<IServiceManager>(
ProcessState::self()->getContextObject(NULL));
}
}
return gDefaultServiceManager;
}
gDefaultServiceManagerLock和gDefaultServiceManager是全局變量，定義在frameworks/base/libs/binder/Static.cpp文件中：
Mutex gDefaultServiceManagerLock; sp<IServiceManager> gDefaultServiceManager;
從這個函數可以看出，gDefaultServiceManager是單例模式，調用defaultServiceManager函數時，如果gDefaultServiceManager已經創建，則直接返回，否則通過interface_cast<IServiceManager>(ProcessState::self()->getContextObject(NULL))來創建一個，並保存在gDefaultServiceManager全局變量中。
在繼續介紹interface_cast<IServiceManager>(ProcessState::self()->getContextObject(NULL))的實現之前，先來看一個類圖，這能夠幫助我們了解Service Manager遠程接口的創建過程。
參考資料Android深入淺出之Binder機制一文的讀者，應該會比較容易理解這個圖。這個圖表明了，BpServiceManager類繼承了BpInterface<IServiceManager>類，BpInterface是一個模板類，它定義在frameworks/base/include/binder/IInterface.h文件中：
template<typename INTERFACE>
class BpInterface : public INTERFACE, public BpRefBase
{
public:
BpInterface(const sp<IBinder>& remote);
protected:
virtual IBinder* onAsBinder();
};
IServiceManager類繼承了IInterface類，而IInterface類和BpRefBase類又分別繼承了RefBase類。在BpRefBase類中，有一個成員變量mRemote，它的類型是IBinder*，實現類為BpBinder，它表示一個Binder引用，引用句柄值保存在BpBinder類的mHandle成員變量中。BpBinder類通過IPCThreadState類來和Binder驅動程序並互，而IPCThreadState又通過它的成員變量mProcess來打開/dev/binder設備文件，mProcess成員變量的類型為ProcessState。ProcessState類打開設備/dev/binder之後，將打開文件描述符保存在mDriverFD成員變量中，以供後續使用。
理解了這些概念之後，就可以繼續分析創建Service Manager遠程接口的過程了，最終目的是要創建一個BpServiceManager實例，並且返回它的IServiceManager接口。創建Service Manager遠程接口主要是下面語句：
gDefaultServiceManager = interface_cast<IServiceManager>(
ProcessState::self()->getContextObject(NULL));
看起來簡短，卻暗藏玄機，具體可閱讀Android深入淺出之Binder機制這篇參考資料，這裡作簡要描述。
首先是調用ProcessState::self函數，self函數是ProcessState的靜態成員函數，它的作用是返回一個全局唯一的ProcessState實例變量，就是單例模式了，這個變量名為gProcess。如果gProcess尚未創建，就會執行創建操作，在ProcessState的構造函數中，會通過open文件操作函數打開設備文件/dev/binder，並且返回來的設備文件描述符保存在成員變量mDriverFD中。
接著調用gProcess->getContextObject函數來獲得一個句柄值為0的Binder引用，即BpBinder了，於是創建Service Manager遠程接口的語句可以簡化為：
gDefaultServiceManager = interface_cast<IServiceManager>(new BpBinder(0));
再來看函數interface_cast<IServiceManager>的實現，它是一個模板函數，定義在framework/base/include/binder/IInterface.h文件中：
template<typename INTERFACE>
inline sp<INTERFACE> interface_cast(const sp<IBinder>& obj)
{
return INTERFACE::asInterface(obj);
}
這裡的INTERFACE是IServiceManager，於是調用了IServiceManager::asInterface函數。IServiceManager::asInterface是通過DECLARE_META_INTERFACE(ServiceManager)宏在IServiceManager類中聲明的，它位於framework/base/include/binder/IServiceManager.h文件中：
DECLARE_META_INTERFACE(ServiceManager);
展開即為：
#define DECLARE_META_INTERFACE(ServiceManager) \ static const android::String16 descriptor; \ static android::sp<IServiceManager> asInterface( \ const android::sp<android::IBinder>& obj); \ virtual const android::String16& getInterfaceDescriptor() const; \ IServiceManager(); \ virtual ~IServiceManager();
IServiceManager::asInterface的實現是通過IMPLEMENT_META_INTERFACE(ServiceManager, "android.os.IServiceManager")宏定義的，它位於framework/base/libs/binder/IServiceManager.cpp文件中：
IMPLEMENT_META_INTERFACE(ServiceManager, "android.os.IServiceManager");
展開即為：
#define IMPLEMENT_META_INTERFACE(ServiceManager, "android.os.IServiceManager") \
const android::String16 IServiceManager::descriptor("android.os.IServiceManager"); \
const android::String16& \
IServiceManager::getInterfaceDescriptor() const { \
return IServiceManager::descriptor; \
} \
android::sp<IServiceManager> IServiceManager::asInterface( \
const android::sp<android::IBinder>& obj) \
{ \
android::sp<IServiceManager> intr; \
if (obj != NULL) { \
intr = static_cast<IServiceManager*>( \
obj->queryLocalInterface( \
IServiceManager::descriptor).get()); \
if (intr == NULL) { \
intr = new BpServiceManager(obj); \
} \
} \
return intr; \
} \
IServiceManager::IServiceManager() { } \
IServiceManager::~IServiceManager() { }
估計寫這段代碼的員工是從Microsoft跳槽到Google的。這裡我們關注IServiceManager::asInterface的實現：
android::sp<IServiceManager> IServiceManager::asInterface(const android::sp<android::IBinder>& obj)
{
android::sp<IServiceManager> intr;
if (obj != NULL) {
intr = static_cast<IServiceManager*>(
obj->queryLocalInterface(IServiceManager::descriptor).get());
if (intr == NULL) {
intr = new BpServiceManager(obj);
}
｝
return intr;
}
這裡傳進來的參數obj就則剛才創建的new BpBinder(0)了，BpBinder類中的成員函數queryLocalInterface繼承自基類IBinder，IBinder::queryLocalInterface函數位於framework/base/libs/binder/Binder.cpp文件中：
sp<IInterface> IBinder::queryLocalInterface(const String16& descriptor)
{
return NULL;
}
由此可見，在IServiceManager::asInterface函數中，最終會調用下面語句：
intr = new BpServiceManager(obj);
即為：
intr = new BpServiceManager(new BpBinder(0));
回到defaultServiceManager函數中，最終結果為：
gDefaultServiceManager = new BpServiceManager(new BpBinder(0));
這樣，Service Manager遠程接口就創建完成了，它本質上是一個BpServiceManager，包含了一個句柄值為0的Binder引用。
在Android系統的Binder機制中，Server和Client拿到這個Service Manager遠程接口之後怎麼用呢？
對Server來說，就是調用IServiceManager::addService這個接口來和Binder驅動程序交互了，即調用BpServiceManager::addService 。而BpServiceManager::addService又會調用通過其基類BpRefBase的成員函數remote獲得原先創建的BpBinder實例，接著調用BpBinder::transact成員函數。在BpBinder::transact函數中，又會調用IPCThreadState::transact成員函數，這裡就是最終與Binder驅動程序交互的地方了。回憶一下前面的類圖，IPCThreadState有一個PorcessState類型的成中變量mProcess，而mProcess有一個成員變量mDriverFD，它是設備文件/dev/binder的打開文件描述符，因此，IPCThreadState就相當於間接在擁有了設備文件/dev/binder的打開文件描述符，於是，便可以與Binder驅動程序交互了。
對Client來說，就是調用IServiceManager::getService這個接口來和Binder驅動程序交互了。具體過程上述Server使用Service Manager的方法是一樣的，這裡就不再累述了。
IServiceManager::addService和IServiceManager::getService這兩個函數的具體實現，在下面兩篇文章中，會深入到Binder驅動程序這一層，進行詳細的源代碼分析，以便更好地理解Binder進程間通信機制，敬請關注。
以上就是對Android Binder 通信資料的整理，後續繼續補充相關資料，謝謝大家對本站的支持！
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