android匿名共享内存原理浅读

Posted 2021-09-07 小道安全

理论基础

android系统在应用程序框架层中提供了两个C++类MemoryHeapBase和MemoryBase来创建和管理匿名共享内存。
如果一个进程需要与其他进程共享一块完整的匿名共享内存，那么就可以通过使用MemoryHeapBase类类创建这块匿名共享内存。如果一个进程创建一块匿名共享内存后，只希望与其他进程共享其中的一部分，那么就可以通过MemoryBase类来创建这块匿名共享内存。
IMemory.h：定义内存相关类的接口，表示堆内存的类IMemoryHeap和BnMemoryHeap，表示一般内存的类IMemory和BnMemory。
MemoryHeapBase.h：定义类MemoryHeapBase，继承并实现BnMemoryHeap
MemoryBase.h：定义类MemoryBase，继承并实现BnMemory。

android系统在应用程序框架层中提供了java类MemoryFile来创建和管理匿名共享内存。使用java类MemoryFile创建的匿名共享内存可以在不同的Android应用程序之间进行共享。

java代码解析

匿名共享内存java类MemoryFile在系统中的source\\frameworks\\base\\core\\java\\android\\os\\MemoryFile.java文件中实现。

//匿名共享内存的构造函数，参数1表示创建匿名共享内存的名称，参数2表示创建匿名共享内存大小
    public MemoryFile(String name, int length) throws IOException {
        mLength = length;
        if (length >= 0) {
            //通过调用jni的接口去打开匿名共享内存
            mFD = native_open(name, length);
        } else {
            throw new IOException("Invalid length: " + length);
        }

        if (length > 0) {
            //进行映射
            mAddress = native_mmap(mFD, length, PROT_READ | PROT_WRITE);
        } else {
            mAddress = 0;
        }
    }
    

C++关键函数解析

//MemoryHeapBase构造函数的实现
MemoryHeapBase::MemoryHeapBase(const char* device, size_t size, uint32_t flags)
    : mFD(-1), mSize(0), mBase(MAP_FAILED), mFlags(flags),
      mDevice(0), mNeedUnmap(false), mOffset(0)
{
    int open_flags = O_RDWR;
    if (flags & NO_CACHING)
        open_flags |= O_SYNC;
	//通过调用open打开匿名共享内存设备文件
    int fd = open(device, open_flags);
    ALOGE_IF(fd<0, "error opening %s: %s", device, strerror(errno));
    if (fd >= 0) {
		//指定的匿名共享内存大小按页对齐
        const size_t pagesize = getpagesize();
        size = ((size + pagesize-1) & ~(pagesize-1));
		//匿名共享内存映射到当前进程地址空间
        if (mapfd(fd, size) == NO_ERROR) {
            mDevice = device;
        }
    }
}

//MemoryHeapBase构造函数
MemoryHeapBase::MemoryHeapBase(size_t size, uint32_t flags, char const * name)
    : mFD(-1), mSize(0), mBase(MAP_FAILED), mFlags(flags),
      mDevice(0), mNeedUnmap(false), mOffset(0)
{
	//获得系统中页大小的内存
    const size_t pagesize = getpagesize();
	//内存页对齐
    size = ((size + pagesize-1) & ~(pagesize-1));
	//创建一块匿名共享内存
    int fd = ashmem_create_region(name == NULL ? "MemoryHeapBase" : name, size);
    ALOGE_IF(fd<0, "error creating ashmem region: %s", strerror(errno));
    if (fd >= 0) {
		//创建的匿名共享内存映射到当前进程地址空间中
        if (mapfd(fd, size) == NO_ERROR) {
            if (flags & READ_ONLY) {//如果地址映射成功，修改匿名共享内存的访问属性
                ashmem_set_prot_region(fd, PROT_READ);
            }
        }
    }
}