android的Binder通信机制java层浅谈

Posted 2022-04-15 fesng

1.Service Manager的Java代理对象

在Java层中，Service Manager的代理对象类型为ServiceManagerProxy。它继承并且实现了IServiceManager接口，其中四个成员函数和一个变量如下：
getService、checkService：获取Java服务代理对象
addService：注册Java服务
listService：获取已经注册的java服务表mRemote：类型为Ibinder，指向了一个BinderProxy对象。这个对象用来描述Java服务代理对象，内部的成员变量mObject，指向c++层中的一个Binder代理对象。Java服务代理和c++层中的服务代理由此联系起来。
在Java层中，Service Manager的代理对象由Service Manager类创建。
其成员函数getIServiceManager，作用就是用来获取Service Manager的Java远程接口了，而这个函数又是通过ServiceManagerNative类的成员方法asInterface来获取Service Manager的Java远程接口的。

从上面代码可看出在调用asInterface函数之前，首先要通过getContextObject函数来获得一个BinderProxy对象。
getContextObject是一个JNI方法：

第3行调用函数获得一个句柄为NULL的Binder代理对象。第4行使用函数javaObjectForIBinde为这个对象创建一个Java服务代理对象(BinderProxy)。
第3行调用函数获得一个句柄为NULL的Binder代理对象。第4行使用函数

javaObjectForIBinde为这个对象创建一个Java服务代理对象(BinderProxy)。

这里传进来的参数是一个BpBinder的指针，而BpBinder::checkSubclass继承于父类IBinder::checkSubclass，它什么也不做就返回false。于是直接向下执行：

会创建一个Java层的BinderProxy对象

17行中，由于这个BpBinder对象是第一创建，它里面什么对象也没有，因此，这里返回的object为NULL。继续执行

最后的代码如下：

小结：整个的过程就是在Java层，我们拥有了一个Service Manager远程接口ServiceManagerProxy，而这个ServiceManagerProxy对象在JNI层有一个句柄值为0的BpBinder对象与之通过gBinderProxyOffsets关联起来。这样获取Service Manager的Java远程接口的过程就完成了。

2Java服务接口的定义

在实现Java服务之前，必须要定义这个Java服务接口。在android中通过AIDL语言来定义Java服务接口。
首先，以一个硬件访问服务为例，其aidl文件如下：
setVal设置变量
getVal获取变量
文件编译后会生成一个IFregService.java文件

IFregService.java文件展开如下：

总结：

aidl文件编译之后，就是根据IFregService接口的定义生成相应的Stub和Proxy类，即实现这个FregService的Server必须继承于这里的IFregService.Stub类，而这个FregService的远程接口就是这里的IFregService.Stub.Proxy对象获得的IFregService接口。 ##

3Java服务接口的启动

Java服务和binder服务一样，同样需要将自己注册到Service Manager中，但是由于system和Android进程启动的时候都会在内部启动一个线程池，所以运行在里面的Java服务启动时，只需要注册服务，不需要添加线程池。
服务FregService是从IFregService.Stub类继承来的，是一个实现了IFregService接口的Java服务

定义如下

第8行首先创建一个服务FregService，然后接着调用ServiceManager类的静态成员函数addService来注册。
首先分析创建过程：new FregService
由于硬件访问服务FregService继承了IFregService.Stub类，这个类继承了Binder类，因此最终创建服务时会调用Binder类的构造函数。
构造函数调用了成员函数init来执行初始化工作，init是一个JNI方法。

小结：

注册Java服务时，并不是真的将Java服务注册到Service Manager中，而是将它对应的一个类型为JavaBBinder的本地对象注册到Service Manager中。当这个JavaBBinder类型的本地对象收到来自client进程的进程间通信请求时，他就需要将这个请求发送给Java服务来处理。 ##

4Java服务代理对象的获取

ava服务在注册到Service Manager之后，Android应用程序就可以通过它来获取一个Java服务的代理对象，通过代理对象，就可以使用相应的Java服务了。
因此，客户端想要使用服务，首先要获取Java服务的代理对象，下面分析流程：

客户端中代码如下：

在第7行①通过ServiceManager类的静态函数getService获取名称为”freg”的Java服务代理对象；②使用IFregService.Stub类的函数asInterface将其转化为实现了服务接口的代理对象。

小结：

经过两个函数的封装，getService函数相当于下面语句这就是我们想要获得的Java服务代理对象了。再获取了Java代理对象后，就可以调用服务了。Binder机制在提供Java接口时使用了JNI方法封装c++接口，使用AIDL语言来完成服务的定义,使用全局数据结构将Java服务接口中的各种对象和对应在c++层中的各个对象关联起来，从而使Android应用可以通过Java语言使用Binder进程间通信。 ##

5实例

Service代码如下：

客户端的activity代码如下：

aidl文件代码如下：

aidl对应的java文件内容为：

运行截图

普通服务 和系统服务是有些区别的：

①服务启动和注册：系统服务是需要更改Android源码，将服务添加至systemserver中，并且随开机启动；此次实例是将服务编译好之后把相应的包存放在客户端功能内，当做一个数据文件来访问的。
②调用：调用系统服务客户端需要一个service manager的代理对象，靠它寻找服务的代理对象，并且完成服务；而此实例则是在客户端内使用包含了这个服务的包以及相应的接口，是对系统服务调用的一个简化。

Binder机制在java层和C++层的实现的相同点和不同点？

相同点：①这两层的Binder机制结构是相同的。Java层的Binder机制实际上是对c++层次进行了一个封装，使用JNI方法，使得Java代码可以调用c++层中相应的函数。
②仅从使用方式来看两个层是相同的。都是 首先需要一个Service Manager，随后定义相关的服务，之后把服务注册到Service Manager中；客户端在使用服务时，首先获得Service Manager的代理对象，之后从中找到相关的服务代理对象，在从这个服务代理对象中找到相关服务函数，调用函数完成Binder通信功能。
不同点：①数据结构：Java层想使用Binder机制就必须使用JNI方法调用C++层中的相应的对象，因此在Java层和c++层中要记录相对应的对象的地址，把两者关联起来，在Java层中就可以完成c++层中的功能
②服务的定义：c++层运行在系统底层，因此服务的定义可以直接写在头文件中，随系统运行。但是Java服务需要使用AIDL语言来定义，才能时Java服务接口有Binder通信能力。
③服务的启动：c++层的服务需要由服务端自己分配Binder线程池，而Java层的服务随着system启动，不需要自己分配。
④服务的调用：c++层：首先获得service manager的代理对象，通过它获得一个服务的代理对象，通过服务代理对象完成通信。
Java：首先获得Java层的service manager的代理对象，再通过JNI方法获得c++层中Binder代理对象，将他封装成Java服务的代理对象，返回给调用者，在使用函数的时候通过JNI方法使用c++层的Binder机制，通过Binder机制寻找Java层中相对应的服务。