Android中LocalSocket(套接字)使用

今天在看《Android框架揭秘》的第5章《Zygote》时，Zygote在初始化时，会调用registerZygoteSocket()来接收新的Android应用程序运行的请求，

从字面来理解是传统的Socket使用，但个人觉得不应该是，特地找资料学习了一下，下面的介绍比较详细到位。

又进一步了解一下，使用的其实是UDS（Unix Domain Socket），详细的介绍如下：

linux操作系统提供了一种UNIX域协议的进程间通信方式，它不能应用在网络中，能使用在本机两进程间的通信中。它能方便的向两个非亲属关系的进程间传递文件描述符，效果类似于在父子进程间传递一样。UNIX域套接字在和本地进程进行交互时候效率更高，因为它不需要处理网络异常可能。
socket API原本是为网络通讯设计的，但后来在socket的框架上发展出一种IPC机制，就是UNIX Domain Socket。虽然网络socket也可用于同一台主机的进程间通讯（通过loopback地址127.0.0.1），但是UNIX Domain Socket用于IPC更有效率：不需要经过网络协议栈，不需要打包拆包、计算校验和、维护序号和应答等，只是将应用层数据从一个进程拷贝到另一个进程。这是因为，IPC机制本质上是可靠的通讯，而网络协议是为不可靠的通讯设计的。UNIX Domain Socket也提供面向流和面向数据包两种API接口，类似于TCP和UDP，但是面向消息的UNIX Domain Socket也是可靠的，消息既不会丢失也不会顺序错乱。
UNIX Domain Socket是全双工的，API接口语义丰富，相比其它IPC机制有明显的优越性，目前已成为使用最广泛的IPC机制，比如X Window服务器和GUI程序之间就是通过UNIX Domain Socket通讯的。
使用UNIX Domain Socket的过程和网络socket十分相似，也要先调用socket()创建一个socket文件描述符，address family指定为AF_UNIX，type可以选择SOCK_DGRAM或SOCK_STREAM，protocol参数仍然指定为0即可。
UNIX Domain Socket与网络socket编程最明显的不同在于地址格式不同，用结构体sockaddr_un表示，网络编程的socket地址是IP地址加端口号，而UNIX Domain Socket的地址是一个socket类型的文件在文件系统中的路径，这个socket文件由bind()调用创建，如果调用bind()时该文件已存在，则bind()错误返回。

原文链接：http://www.cnblogs.com/bastard/archive/2012/10/09/2717052.html

一 Socket

　　Socket最初用在基于TCP/IP网络间进程通信中，以客户端/服务器模式进行通信。

实现异步操作，共享资源集中处理，提高客户端响应能力。

Tcp通信基本流程：

　　服务器端客户端

　　1.创建socket 1.创建socket

　　2.bind（）

　　3.listen（）

　　4.accecp（）

　　----等待客户端连接---- 2.connect（）

　　5.读数据（recv） 3.写数据（send）

　　6.写数据（send） 4.读数据（recv）

　　7.关闭socket（closesocket（）） 5.关闭socket（closesocket（））

数据流：

二 Android LocalSocket

LocalSocket

　　在Unix域名空间创建一个套接字（非服务端）。

　　是对Linux中Socket进行了封装，采用JNI方式调用，实现进程间通信。

　　具体就是Native层Server和Framework层Client之间进行通信，或在各层次中能使用Client/Server模式实现通信。

LocalServerSocket

　　创建服务器端Unix域套接字，与LocalSocket对应。

LocalSocketImpl

Framework层Socket的实现，通过JNI调用系统socket API。

LocalSocketAddress

Unix域socket的地址以及所处的空间。

JNI访问接口：\frameworks\base\core\jni\android_net_LocalSocketImpl.cpp

　　socket_create

　　socket_connect_local

　　socket_bind_local

　　socket_listen

　　……

下面看看这几个类之间的关系：

使用Android的LocalSocket建立socket通信，是基于网络socket过程一致的。

三 native与framework之间的通信

以install这个服务为例：

1 增加socket资源

\system\core\rootdir\init.rc中：

　　service installd /system/bin/installd

class main

socket installd stream 600 system system

在启动install服务时，就会为install分配socket文件系统资源：dev/socket/installd

Install服务的Socket资源和名称installd绑定起来。

这些都是在开机初始化化init进程中启动service时完成：

　　service_start

　　create_socket

　　publish_socket

2 native层

install进程建立服务端程序

native 层中作为server：\frameworks\base\cmds\installd\installd.c

[cpp] view plaincopyprint?

int main(const int argc, const char *argv[])
{
//获取已绑定socket
lsocket = android_get_control_socket(SOCKET_PATH);
//监听socket
listen(lsocket, 5);
for (;;) {
//等待客户端建立连接
s = accept(lsocket, &addr, &alen);
for (;;) {
//接收数据相当于recv
readx(s, buf, count);
//执行相关的操作
execute(s, buf);
}
//关闭socket
close(s);
}
}

3 framework层

客户端程序：

\frameworks\base\services\java\com\android\server\pm\Installer.java

[java] view plaincopyprint?

boolean connect()
{
//创建socket
mSocket = new LocalSocket();
//设置连接地址
LocalSocketAddress address = new LocalSocketAddress("installd",
LocalSocketAddress.Namespace.RESERVED);
//建立连接
mSocket.connect(address);
//获取数据输入流可以读数据
mIn = mSocket.getInputStream();
//获取数据输出流可以写数据
mOut = mSocket.getOutputStream();
}

因此以native层service与framework建立client/server模式socket通信主要代码：

java层主要代码：

[java] view plaincopyprint?

LocalSocket s =null;
　　　　LocalSocketAddress l;
s = new LocalSocket();
l = new LocalSocketAddress(SOCKET_NAME,
　　　　　　LocalSocketAddress.Namespace.RESERVED);
s.connect(l);

native层主要代码：

[java] view plaincopyprint?

s_fdListen = android_get_control_socket(SOCKET_NAME);
ret = listen(s_fdListen, n);
s_fdCommand = accept(s_fdListen, (sockaddr *) &peeraddr, &socklen);

init.rc中加入：

[cpp] view plaincopyprint?

service myserver /system/bin/myserver
class main
socket myserver stream 600 system system
……

　　当然建立这种client/server模式并不一定要在native层和framework层，仅在framework层也能够进行。

系统提供了LocalSocket作为客户端使用，同时提供了LocalServerSocket作为服务端使用。

Zygote服务使用了LocalServerSocket作为服务端socket通信。

　　建立socket通信，也可以在代码执行过程中进行，使用LocalSocket与LocalServerSocket。

在init.rc中为服务端建立的socket资源和初始化时绑定，与在代码中使用LocalServerSocket

建立的服务端socket资源在Linux域空间不同而已，过程是一样的跟一般的socket通信过程一致。

四 LocalSocket与LocalServerSocket建立socket通信

　　LocalSocket就是作为客户端建立于服务端的连接，发送数据。

　　LocalServerSocket作为服务端使用，建立socket监听客户端请求。通过构造函数看到有两种方式：

在Linux抽象空间创建一个新的服务端socket：

[java] view plaincopyprint?

public LocalServerSocket(String name) throws IOException{ //创建socket资源
impl = new LocalSocketImpl(); impl.create(true); //绑定地址
localAddress = new LocalSocketAddress(name);
impl.bind(localAddress); //监听 impl.listen(LISTEN_BACKLOG);
}

用文件描述符创建已经存在并且绑定的服务端socket:

　　如在init.rc中指定socket资源 dev/socket/……，zygote使用此方式创建作为服务端的socket

　　LocalServerSocket socket = new LocalServerSocket(createFileDescriptor(fileDesc));

[java] view plaincopyprint?

public LocalServerSocket(FileDescriptor fd) throws IOException{ //已绑定监听
impl = new LocalSocketImpl(fd);
impl.listen(LISTEN_BACKLOG);
localAddress = impl.getSockAddress();
}

通常使用过程中：

客户端代码：

[java] view plaincopyprint?

String message;//创建socketLocalSocket sender = new LocalSocket();//建立对应地址连接
sender.connect(new LocalSocketAddress(SOCKET_ADDRESS));//发送写入数据
sender.getOutputStream().write(message.getBytes());//关闭socket
sender.getOutputStream().close();

服务端：

[java] view plaincopyprint?

//创建socket并绑定监听新创建的
LocalServerSocket server = new LocalServerSocket(SOCKET_ADDRESS);
while (true) {
　　//等待建立连接　　LocalSocket receiver = server.accept();　　//接收获取数据流
　　InputStream input = receiver.getInputStream();
　　……
}

UDS（Unix Domain Socket）的进一步了解，可以参考此文：

http://blog.csdn.net/bingqingsuimeng/article/details/8574869