Binder學習筆記（一）

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網上看了很多關於binder的文章，但我還是想把自己的心路曆程記錄下來，有些是跟著別人的腳步領略險峻風景，有些則是自己隻身探入代碼深處打撈出的收穫。我不確定是否全部融會貫通，更擔心一兩個月後會完全不記得來時的路。最好的驗證和留存的方法是把他們寫成博文，幾個月後回頭再來讀，看是否還能讀得明白。如果可以，說明我兩個擔心已不複存在；如果又回到雲裡霧裡，剛好可以帶著新問題繼續探索。文章很多地方會引用Android源碼，我的源碼版本是6.0.1_r11。

當靜態代碼走查遭遇多態、依賴外部資料時，常常會陷入困境，眼前多個岔路口，不知該走哪條路。我就順道把gdb也重新撿起來，動態調一把就知道正確答案了。我盡量詳細地記錄下使用步驟，以便未來可以很方便地重新走入這條路。

我覺得讀代碼也應該是“不求甚解”的，不要一竿子插到底，先在一個層面上把問題分析清楚，再逐步深入到下一個層面，逐層攻破。其實跟寫代碼很像，解決複雜問題的兩大利器——分層、分模組。當然最終是要達到山高月小，水落石出的境界。文章會一點一點放出，發出的文章可能還會不斷回過頭來再修改，希望最終能夠打磨出一篇精緻小品，以後就再也不用追究Binder了。

binder的使用（Java代碼）

Binder是Android系統為處理序間通訊提供的一種方式，在建立Service的時候會經常用到。建立Service的基本步驟如下：

final Intent intent = new Intent(this, BindMyService.class);private MyServiceConnection conn = new MyServiceConnection();……bindService(intent, connection, Service.BIND_AUTO_CREATE);  // 建立Service

當Service建立成功，Service會回調ServiceConnection的onServiceCnnected函數：

public void onServiceConnected(ComponentName name, IBinder service);

更神奇的是，Service和Client可以是兩個不同的進程，而且即使跨進程，Client仍然可以把來自Service的binder當做本機物件來使用。Binder對函數調用做了封裝，把函數和參數組裝成資料包發給Service，再由Service調用和執行實際的服務介面，並把執行結果也組裝成資料包返回給用戶端。

Java層的代碼會向下進入native層，通過該層的c++代碼調用frameworks以及更底層的驅動來完成訊息的流轉。為了儘快觸摸到Binder的本質，我們現在就潛入到native層，用c++程式碼完成Service的編寫和Client端的調用，並以此為起點進入到Binder的實現層。至於從Java到native的橋接，可以留待本質問題水落石出之後再去探究，那隻是末枝上的小細節了。

binder的使用（C++代碼）

// Test.h#ifndef __TEST_H__#define __TEST_H__#include <stdio.h>#include <binder/IInterface.h>#include <binder/Parcel.h>#include <binder/IBinder.h>#include <binder/Binder.h>#include <binder/ProcessState.h>#include <binder/IPCThreadState.h>#include <binder/IServiceManager.h>using namespace android;namespace android{    class ITestService : public IInterface    {    public:        DECLARE_META_INTERFACE(TestService); // declare macro        virtual void test()=0;    };    enum    {        TEST = IBinder::FIRST_CALL_TRANSACTION,    };    class BpTestService: public BpInterface<ITestService> {    public:        BpTestService(const sp<IBinder>& impl);        virtual void test();    };}#endif

 

// ITestService.cpp#include "Test.h"namespace android{    IMPLEMENT_META_INTERFACE(TestService, "android.TestServer.ITestService");}

 

// TestClient.cpp#include "Test.h"namespace android {BpTestService::BpTestService(const sp<IBinder>& impl) :        BpInterface<ITestService>(impl) {}void BpTestService::test() {    printf("BpTestService::test()\n");    Parcel data, reply;    data.writeInterfaceToken(ITestService::getInterfaceDescriptor());    remote()->transact(TEST, data, &reply);    printf("reply: %d\n", reply.readInt32());}}int main() {    sp < IServiceManager > sm = defaultServiceManager();    sp < IBinder > binder = sm->getService(String16("service.testservice"));    sp<ITestService> cs = interface_cast < ITestService > (binder);    cs->test();    return 0;}

 

// TestServer.cpp#include "Test.h"namespace android {class BnTestService: public BnInterface<ITestService> {public:    virtual status_t    onTransact(uint32_t code, const Parcel& data, Parcel* reply,            uint32_t flags = 0);    virtual void test() {        printf("BnTestService::test()\n");    }};status_t BnTestService::onTransact(uint_t code, const Parcel& data,        Parcel* reply, uint32_t flags) {    switch (code) {    case TEST: {        printf("BnTestService::onTransact, code: TEST\n");        CHECK_INTERFACE(ITest, data, reply);        test();        reply->writeInt32(100);        return NO_ERROR;    }        break;    default:        break;    }    return NO_ERROR;}}int main() {    sp < ProcessState > proc(ProcessState::self());    sp < IServiceManager > sm = defaultServiceManager();    sm->addService(String16("service.testservice"), new BnTestService());    ProcessState::self()->startThreadPool();    IPCThreadState::self()->joinThreadPool();    return 0;}

 

LOCAL_PATH := $(call my-dir)#產生binder service的服務端include $(CLEAR_VARS)LOCAL_SHARED_LIBRARIES :=     libcutils     libutils     libbinder LOCAL_MODULE    := TestServerLOCAL_SRC_FILES :=     TestServer.cpp     ITestService.cppLOCAL_MODULE_TAGS := optionalinclude $(BUILD_EXECUTABLE) #產生binder service的測試client端include $(CLEAR_VARS)LOCAL_SHARED_LIBRARIES :=     libcutils     libutils     libbinder LOCAL_MODULE    := TestClientLOCAL_SRC_FILES :=     TestClient.cpp     ITestService.cppLOCAL_MODULE_TAGS := optionalinclude $(BUILD_EXECUTABLE)

在Android源碼external目錄下建立檔案夾testservice，並將以上五個檔案放到該檔案夾下。

執行如下命令，完成編譯：

$ mmm external/testservice

我把Android源碼的build/envsetup.sh內的TARGET_BUILD_TYPE預設值全改成了debug，這樣確保執行以上mmm命令的時候，總會產生debug版。

編譯完成後，執行如下命令

$ adb shell mkdir /data/local/tmp/testservice# 把產生的兩個可執行程式拷貝到模擬器$ adb push out/debug/target/product/generic/obj/EXECUTABLES/TestServer_intermediates/LINKED/TestServer /data/local/tmp/testservice$ adb push out/debug/target/product/generic/obj/EXECUTABLES/TestClient_intermediates/LINKED/TestClient /data/local/tmp/testservice# 添加可執行許可權$ adb shell chmod 755 /data/local/tmp/testservice/*# 啟動服務端$ adb shell /data/local/tmp/testservice/TestServerBnTestService::onTransact, code: TESTBnTestService::test()
# 在另一個終端下用戶端：$ adb shell /data/local/tmp/testservice/TestClientBpTestService::test()reply 100

OK，前期準備就這麼些，接下來就可以測試代碼為入口深入到binder的內部實現了。

Binder學習筆記（一）