【Android系列1.0 Binder 機制】

系統服務架構

Android系統服務架構遵循 本地客戶端/服務端 通信模式, Binder機制在IOS的 "Mach Message"信息傳遞機制。servicemanager在IOS中類比launchd進程（同時扮演Linux中PID爲1的init進程）

Tips

• Binder IPC不能超過4M
• Binder不能映射具有寫權限的內存區域

Binder機制

• Binder是Android的一種IPC機制
• 提供了RPC（遠程過程調用）功能

RPC屬於IPC，RPC爲跨進程調用方法，隱藏實現細節。而IPC還包含 共享內存、互斥鎖等形式。

Binder模塊

1. Client
   • IPC的發起方
2. Service
   • IPC的相應方（服務器）
3. ServiceManager
   • 特殊的Service（給Client提供查詢Service的功能）
   • 句柄爲0
   • 提供輔助管理
   • Service的一種
4. Binder驅動程序 （內核空間）
   • 核心組件

• 這4個組成模塊分別運行在不同的進程，他們的調用也是IPC，也是通過Binder機制來完成

Client & Service

顧名思義，就是我們的Client、Service的進程。

ServiceManager服務

• 由init進程掃描init.rc啓動的二進制可執行文件

service servicemanager /system/bin/servicemanager
    class core
    user system
    group system
    critical
    onrestart restart healthd
    onrestart restart zygote
    onrestart restart media
    onrestart restart surfaceflinger
    onrestart restart drm

• Binder進行IPC時的ContextManager: 通過service的名稱，返回binder的句柄，使Client進行IPC
• 其自身句柄爲0
• 在Shell,Native和Java層都有獲取ServiceManager的方法

//Shell: service service_name method_name method_param
adb shell service call phone ***

//Native
sp<IServiceManager> defaultServiceManager()

//Java
android.os.ServiceManagerNative
android.os.ServiceManager
Context.getSystemService

• 代碼 frameworks/base/cmds/servicemanager 目錄下的binder.h, binder.c, service_manager.c
• service_manager main方法入口
  • 調用binder_open，打開binder設備文件，獲取/dev/binder描述符
  • 調用binder_become_context_manager 通知binder驅動程序，自己是binder的上下文管理者（守護進程），服務索引值爲0
  • 調動binder_loopde無窮循環
  • 進入阻塞狀態，直到/dev/binder 中產生transaction（也就是Client端請求：addService、checkService和listServices)，調用svcmgr_handler回調函數處理

system_server進程

• 由Java編寫，必要時JNI，運行在虛擬機中
• 由init.rc forck出的Zygote進程，由–start-system-server調用方法，forck出的system_server進程

// /init.rc
service zygote /system/bin/app_process -Xzygote /system/bin --zygote --start-system-server
    class main
    socket zygote stream 660 root system
    onrestart write /sys/android_power/request_state wake
    onrestart write /sys/power/state on
    onrestart restart media
    onrestart restart netd

• 容器進程，期內包含絕大多數系統服務 AMS、PMS
• 系統服務以線程的形式存在
• 創建完service的線程，主線程進入無限循環
• 不斷輪詢（特殊是binder句柄），以獲取、分發信息 到指定小區。

Binder驅動

• 源代碼 kernel/common/drivers/staging/android
• /dev/binder （mis device、雜項文件、設備文件），文件由驅動程序模塊初始化時創建
• binder驅動註冊的操作命令（調用這些IO API，會調用驅動註冊的方法）
• 進程虛擬地址空間、內存虛擬地址空間 進行映射，這樣 進程和內核之間可以減少一次 內存拷貝（提高效率）