david ding publicis:Android 核心分析 之六 -----IPC框架分析 Binder,Service,Service manager
来源:百度文库 编辑:中财网 时间:2024/04/28 15:54:04
IPC框架分析 Binder,Service,Service manager 我首先从宏观的角度观察Binder,Service,Service Manager,并阐述各自的概念。从Linux的概念空间中,Android的设计Activity托管在不同的的进程,Service也都是托管在不同的进程,不同进程间的Activity,Service之间要交换数据属于IPC。Binder就是为了Activity通讯而设计的一个轻量级的IPC框架。 在代码分析中,我发现Android中只是把Binder理解成进程间通讯的实现,有点狭隘,而是应该站在公共对象请求代理这个高度来理解Binder,Service的概念,这样我们就会看到不一样的格局,从这个高度来理解设计意图,我们才会对Android中的一些天才想法感到惊奇。从Android的外特性概念空间中,我们看不到进程的概念,而是Activity,Service,AIDL,INTENT。一般的如果我作为设计者,在我们的根深蒂固的想法中,这些都是如下的C/S架构,客户端和服务端直接通过Binder交互数据,打开Binder写入数据,通过Binder读取数据,通讯就可以完成了。
该注意到Android的概念中,Binder是一个很低层的概念,上面一层根本都看不到Binder,而是Activity跟一个Service的对象直接通过方法调用,获取服务。 这个就是Android提供给我们的外特性:在Android中,要完成某个操作,所需要做的就是请求某个有能力的服务对象去完成动作,而无需知道这个通讯是怎样工作的,以及服务在哪里。所以Andoid的IPC在本质上属于对象请求代理架构,Android的设计者用CORBA的概念将自己包装了一下,实现了一个微型的轻量级CORBA架构,这就是Andoid的IPC设计的意图所在,它并不是仅仅解决通讯,而是给出了一个架构,一种设计理念,这就是Android的闪光的地方。Android的Binder更多考虑了数据交换的便捷,并且只是解决本机的进程间的通讯,所以不像CORBA那样复杂,所以叫做轻量级。所以要理解Android的IPC架构,就需要了解CORBA的架构。而CORBA的架构在本质上可以使用下面图来表示:
在服务端,多了一个代理器,更为抽象一点我们可以下图来表示。
设备上下文包含关于客服端,环境或者请求中没有作为参数传递个操作的上下文信息,应用程序开发者用ContextObject接口上定义的操作来创建和操作上下文。 Android代理:这个是指代理对象
Binder Linux内核提供的Binder通讯机制
Android的外特性空间是不需要知道服务在那里,只要通过代理对象完成请求,但是我们要探究Android是如何实现这个架构,首先要问的是在Client端要完成云服务端的通讯,首先应该知道服务在哪里?我们首先来看看Service Manger管理了那些数据。Service Manager提供了add service,check service两个重要的方法,并且维护了一个服务列表记录登记的服务名称和句柄。
这些服务代理获取过程分解如下: (1) 通过调用GetContextObject调用获取设备上下对象。注意在AndroidJVM概念空间的ContextObject只是 与Service Manger Service通讯的代理Binder有对应关系。这个跟c++概念空间的GetContextObject意义是不一样的。 注意看看关键的代码 BinderInternal.getContextObject() @BinderInteral.java NATIVE JNI:getContextObject() @android_util_Binder.cpp Android_util_getConextObject @android_util_Binder.cpp ProcessState::self()->getCotextObject(0) @processState.cpp getStrongProxyForHandle(0) @ NEW BpBinder(0) 注意ProcessState::self()->getCotextObject(0) @processtate.cpp,就是该函数在进程空间建立 了ProcessState对象,打开了Binder设备dev\binder,并且传递了参数0,这个0代表了与Service Manager这个服务绑定。 (2) 通过调用ServiceManager.asInterface(ContextObject)建立一个代理ServiceManger。 mRemote= ContextObject(Binder) 这样就建立起来ServiceManagerProxy通讯框架。 (3)客户端通过调用ServiceManager的getService的方法建立一个相关的代理Binder。 ServiceMangerProxy.remote.transact(GET_SERVICE) IBinder=ret.ReadStrongBinder() -》这个就是JVM空间的代理Binder JNI Navite: android_os_Parcel_readStrongBinder() @android_util_binder.cpp Parcel->readStrongBinder() @pacel.cpp unflatten_binder @pacel.cpp getStrongProxyForHandle(flat_handle) NEW BpBinder(flat_handle)-》这个就是底层c++空间新建的代理Binder。整个建立过程可以使用如下的示意图来表示:
Activity为了建立一个IPC,需要建立两个连接:访问Servicemanager Service的连接,IXXX具体XXX Service的代理对象与XXXService的连接。这两个连接对应c++空间ProcessState中BpBinder。对IXXX的操作最后就是对BpBinder的操作。由于我们在写一个Service时,在一个Package中写了Service Native部分和Service Proxy部分,而Native和Proxy都实现相同的接口:IXXX Interface,但是一个在服务端,一个在客服端。客户端调用的方式是使用remote->transact方法向Service发出请求,而在服务端的OnTransact中则是处理这些请求。所以在Android Client空间就看到这个效果:只需要调用代理对象方法就达到了对远程服务的调用目的,实际上这个调用路径好长好长。 我们其实还一部分没有研究,就是同一个进程之间的对象传递与远程传递是区别的。同一个进程间专递服务地和对象,就没有代理BpBinder产生,而只是对象的直接应用了。应用程序并不知道数据是在同一进程间传递还是不同进程间传递,这个只有内核中的Binder知道,所以内核Binder驱动可以将Binder对象数据类型从BINDER_TYPE_BINDER修改为BINDER_TYPE_HANDLE或者BINDER_TYPE_WEAK_HANDLE作为引用传递。
该注意到Android的概念中,Binder是一个很低层的概念,上面一层根本都看不到Binder,而是Activity跟一个Service的对象直接通过方法调用,获取服务。 这个就是Android提供给我们的外特性:在Android中,要完成某个操作,所需要做的就是请求某个有能力的服务对象去完成动作,而无需知道这个通讯是怎样工作的,以及服务在哪里。所以Andoid的IPC在本质上属于对象请求代理架构,Android的设计者用CORBA的概念将自己包装了一下,实现了一个微型的轻量级CORBA架构,这就是Andoid的IPC设计的意图所在,它并不是仅仅解决通讯,而是给出了一个架构,一种设计理念,这就是Android的闪光的地方。Android的Binder更多考虑了数据交换的便捷,并且只是解决本机的进程间的通讯,所以不像CORBA那样复杂,所以叫做轻量级。所以要理解Android的IPC架构,就需要了解CORBA的架构。而CORBA的架构在本质上可以使用下面图来表示:
在服务端,多了一个代理器,更为抽象一点我们可以下图来表示。
设备上下文包含关于客服端,环境或者请求中没有作为参数传递个操作的上下文信息,应用程序开发者用ContextObject接口上定义的操作来创建和操作上下文。 Android代理:这个是指代理对象
Binder Linux内核提供的Binder通讯机制
Android的外特性空间是不需要知道服务在那里,只要通过代理对象完成请求,但是我们要探究Android是如何实现这个架构,首先要问的是在Client端要完成云服务端的通讯,首先应该知道服务在哪里?我们首先来看看Service Manger管理了那些数据。Service Manager提供了add service,check service两个重要的方法,并且维护了一个服务列表记录登记的服务名称和句柄。
这些服务代理获取过程分解如下: (1) 通过调用GetContextObject调用获取设备上下对象。注意在AndroidJVM概念空间的ContextObject只是 与Service Manger Service通讯的代理Binder有对应关系。这个跟c++概念空间的GetContextObject意义是不一样的。 注意看看关键的代码 BinderInternal.getContextObject() @BinderInteral.java NATIVE JNI:getContextObject() @android_util_Binder.cpp Android_util_getConextObject @android_util_Binder.cpp ProcessState::self()->getCotextObject(0) @processState.cpp getStrongProxyForHandle(0) @ NEW BpBinder(0) 注意ProcessState::self()->getCotextObject(0) @processtate.cpp,就是该函数在进程空间建立 了ProcessState对象,打开了Binder设备dev\binder,并且传递了参数0,这个0代表了与Service Manager这个服务绑定。 (2) 通过调用ServiceManager.asInterface(ContextObject)建立一个代理ServiceManger。 mRemote= ContextObject(Binder) 这样就建立起来ServiceManagerProxy通讯框架。 (3)客户端通过调用ServiceManager的getService的方法建立一个相关的代理Binder。 ServiceMangerProxy.remote.transact(GET_SERVICE) IBinder=ret.ReadStrongBinder() -》这个就是JVM空间的代理Binder JNI Navite: android_os_Parcel_readStrongBinder() @android_util_binder.cpp Parcel->readStrongBinder() @pacel.cpp unflatten_binder @pacel.cpp getStrongProxyForHandle(flat_handle) NEW BpBinder(flat_handle)-》这个就是底层c++空间新建的代理Binder。整个建立过程可以使用如下的示意图来表示:
Activity为了建立一个IPC,需要建立两个连接:访问Servicemanager Service的连接,IXXX具体XXX Service的代理对象与XXXService的连接。这两个连接对应c++空间ProcessState中BpBinder。对IXXX的操作最后就是对BpBinder的操作。由于我们在写一个Service时,在一个Package中写了Service Native部分和Service Proxy部分,而Native和Proxy都实现相同的接口:IXXX Interface,但是一个在服务端,一个在客服端。客户端调用的方式是使用remote->transact方法向Service发出请求,而在服务端的OnTransact中则是处理这些请求。所以在Android Client空间就看到这个效果:只需要调用代理对象方法就达到了对远程服务的调用目的,实际上这个调用路径好长好长。 我们其实还一部分没有研究,就是同一个进程之间的对象传递与远程传递是区别的。同一个进程间专递服务地和对象,就没有代理BpBinder产生,而只是对象的直接应用了。应用程序并不知道数据是在同一进程间传递还是不同进程间传递,这个只有内核中的Binder知道,所以内核Binder驱动可以将Binder对象数据类型从BINDER_TYPE_BINDER修改为BINDER_TYPE_HANDLE或者BINDER_TYPE_WEAK_HANDLE作为引用传递。
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