Binder -- 一种进程间通信(IPC)机制, 基于OpenBinder来实现

毫无疑问, 老罗的文章是不得不看的

Android进程间通信（IPC）机制Binder简要介绍和学习计划

浅谈Service Manager成为Android进程间通信（IPC）机制Binder守护进程之路

浅谈Android系统进程间通信（IPC）机制Binder中的Server和Client获得Service Manager接口之路

Android系统进程间通信（IPC）机制Binder中的Server启动过程源代码分析

Android系统进程间通信（IPC）机制Binder中的Client获得Server远程接口过程源代码分析

Android系统进程间通信Binder机制在应用程序框架层的Java接口源代码分析

提供远程过程调用（RPC）功能

先来认识一下Binder是干嘛的

Android系统Binder机制中的四个组件Client、Server、Service Manager和Binder驱动程序的关系如下图所示：

1. Client、Server和Service Manager实现在用户空间中，Binder驱动程序实现在内核空间中

2. Binder驱动程序和Service Manager在Android平台中已经实现，开发者只需要在用户空间实现自己的Client和Server

3. Binder驱动程序提供设备文件/dev/binder与用户空间交互，Client、Server和Service Manager通过open和ioctl文件操作函数与Binder驱动程序进行通信

4. Client和Server之间的进程间通信通过Binder驱动程序间接实现

5. Service Manager是一个守护进程，用来管理Server，并向Client提供查询Server接口的能力

至此，对Binder机制总算是有了一个感性的认识，但仍然感到不能很好地从上到下贯穿整个IPC通信过程，于是，打算通过下面四个情景来分析Binder源代码，以进一步理解Binder机制：

1. Service Manager是如何成为一个守护进程的？即Service Manager是如何告知Binder驱动程序它是Binder机制的上下文管理者。

Service Manager，它是整个Binder机制的守护进程，用来管理开发者创建的各种Server，并且向Client提供查询Server远程接口的功能

既然Service Manager组件是用来管理Server并且向Client提供查询Server远程接口的功能，那么，Service Manager就必然要和Server以及Client进行通信了。我们知道，Service Manger、Client和Server三者分别是运行在独立的进程当中，这样它们之间的通信也属于进程间通信了，而且也是采用Binder机制进行进程间通信，因此，Service Manager在充当Binder机制的守护进程的角色的同时，也在充当Server的角色，然而，它是一种特殊的Server，下面我们将会看到它的特殊之处

Service Manager在用户空间的源代码位于frameworks/base/cmds/servicemanager目录下，主要是由binder.h、binder.c和service_manager.c三个文件组成。Service Manager的入口位于service_manager.c文件中的main函数：

int main(int argc, char **argv)
{struct binder_state *bs;void *svcmgr = BINDER_SERVICE_MANAGER;bs = binder_open(128*1024);if (binder_become_context_manager(bs)) {LOGE("cannot become context manager (%s)\n", strerror(errno));return -1;}svcmgr_handle = svcmgr;binder_loop(bs, svcmgr_handler);return 0;
}

main函数主要有三个功能：一是打开Binder设备文件；二是告诉Binder驱动程序自己是Binder上下文管理者，即我们前面所说的守护进程；三是进入一个无穷循环，充当Server的角色，等待Client的请求

2. Server和Client是如何获得Service Manager接口的？即defaultServiceManager接口是如何实现的。

ServiceManager 作为守护进程，Service Manager的职责当然就是为Server和Client服务了。那么，Server和Client如何获得Service Manager接口，进而享受它提供的服务呢？

Service Manager在Binder机制中既充当守护进程的角色，同时它也充当着Server角色，然而它又与一般的Server不一样。对于普通的Server来说，Client如果想要获得Server的远程接口，那么必须通过Service Manager远程接口提供的getService接口来获得，这本身就是一个使用Binder机制来进行进程间通信的过程。而对于Service Manager这个Server来说，Client如果想要获得Service Manager远程接口，却不必通过进程间通信机制来获得，因为Service Manager远程接口是一个特殊的Binder引用，它的引用句柄一定是0。

经过一系列的调用...

回到defaultServiceManager函数中，最终结果为：

gDefaultServiceManager = new BpServiceManager(new BpBinder(0));

这样，Service Manager远程接口就创建完成了，它本质上是一个BpServiceManager，包含了一个句柄值为0的Binder引用。

在Android系统的Binder机制中，Server和Client拿到这个Service Manager远程接口之后怎么用呢？

对Server来说，就是调用IServiceManager::addService这个接口来和Binder驱动程序交互了，即调用BpServiceManager::addService 。而BpServiceManager::addService又会调用通过其基类BpRefBase的成员函数remote获得原先创建的BpBinder实例，接着调用BpBinder::transact成员函数。在BpBinder::transact函数中，又会调用IPCThreadState::transact成员函数，这里就是最终与Binder驱动程序交互的地方了。回忆一下前面的类图，IPCThreadState有一个PorcessState类型的成中变量mProcess，而mProcess有一个成员变量mDriverFD，它是设备文件/dev/binder的打开文件描述符，因此，IPCThreadState就相当于间接在拥有了设备文件/dev/binder的打开文件描述符，于是，便可以与Binder驱动程序交互了。

对Client来说，就是调用IServiceManager::getService这个接口来和Binder驱动程序交互了。具体过程上述Server使用Service Manager的方法是一样的，这里就不再累述了。