Binder系列4—获取ServiceManager 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

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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

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1.2 defaultServiceManager [-> IServiceManager.cpp]

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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]

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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]

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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]

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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]

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获取handle=0的IBinder
3.2 getStrongProxyForHandle [-> ProcessState.cpp]

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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]

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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]

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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]

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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：

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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]

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位于IServiceManager.h文件中,INTERFACE=ServiceManager展开即可得：
[-> IServiceManager.h]
【Binder系列4—获取ServiceManager】

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该过程主要是声明asInterface(),getInterfaceDescriptor()方法.
4.4 IMPLEMENT_META_INTERFACE [-> IInterface.h]

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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]

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4.5.2 BpInterface初始化
[-> IInterface.h]

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4.5.3 BpRefBase初始化
[-> Binder.cpp]

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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):

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例如:

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等价于:
.....

Binder系列4—获取ServiceManager

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