原问题出处：每日一问 | 可以不借助 bindService，实现跨进程 binder 通信吗？
https://www.wanandroid.com/wenda/show/21630
1.关于bindService
Service组件bindService()大概流程如下：
- 1.首先，将发起端进程的ServiceConnection(只是Interface对象)包装进InnerConnection(Binder对象)跨进程传递到AMS。
- 2.然后，AMS解析Intent寻找请求Service的对应的进程，若进程没启动则拉起，若启动了则通过目标进程在AMS的Binder代理对象（ApplicationThreadProxy）执行bind操作将远端的Binder对象发布到AMS。
- 3.最后，AMS将目标进程对应的Service Binder对象通用InnerConnection.connect()回调ServiceConnection.onServiceConnected()传递到发起进程。
public class MainActivity extends Activity{
private IBinder mPlusBinder;
private ServiceConnection mServiceConnPlus = new ServiceConnection(){
...
@Override
public void onServiceConnected(ComponentName name, IBinder service){
mPlusBinder = service;
}
};
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState){
Intent intentPlus = new Intent();
intentPlus.setAction("com.zhy.aidl.calcplus");
boolean plus = bindService(intentPlus, mServiceConnPlus,Context.BIND_AUTO_CREATE);
}
}
正如上图所述，Service组件的bind本质是通过AMS完成Binder对象的传递。
2.传递Binder句柄
根据原问题的描述：可以不通过 bindService ，利用别的方式来传递 “binder 驱动”来实现跨进程通信吗？ ,显然问题并不是在说单纯的进程间通讯（如果是的话，应该往Unix Socket、共享内存、管道方面展开吧），我理解的是：不通过Service组件bind来传递Binder句柄实现跨进程通讯。其实传递Binder句柄过程中永远离不开Binder Driver（内核驱动）和ServiceManager（Service路由）的支持，下图是Binder抽象分层模型：
Framework传递Binder
java层实现BinderProxy、Binder
Service端
//定义接口方法
public interface IMyService extends IInterface {
static final java.lang.String DESCRIPTOR = "com.demo.frameworkBinder.MyServer";
public void sayHello(String str) throws RemoteException ;
static final int TRANSACTION_say = android.os.IBinder.FIRST_CALL_TRANSACTION;
}
public class MyService extends Binder implements IMyService{
public MyService() {
this.attachInterface(this, DESCRIPTOR);
}
@Override
public IBinder asBinder() {
return this;
}
/** 将MyService转换为IMyService接口 **/
public static com.demo.frameworkBinder.IMyService asInterface( android.os.IBinder obj) {
if ((obj == null)) {
return null;
}
android.os.IInterface iInterface = obj.queryLocalInterface(DESCRIPTOR);
if (((iInterface != null)&&(iInterface instanceof com.demo.frameworkBinder.IMyService))){
return ((com.demo.frameworkBinder.IMyService) iInterface);
}
return null;
}
/** 服务端，接收远程消息，处理onTransact方法 **/
@Override
protected boolean onTransact(int code, Parcel data, Parcel reply, int flags) throws RemoteException {
switch (code) {
case INTERFACE_TRANSACTION: {
reply.writeString(DESCRIPTOR);
return true;
}
case TRANSACTION_say: {
data.enforceInterface(DESCRIPTOR);
String str = data.readString();
sayHello(str);
reply.writeNoException();
return true;
}}
return super.onTransact(code, data, reply, flags);
}
/** 自定义sayHello()方法 **/
@Override
public void sayHello(String str) {
System.out.println("MyService:: Hello, " + str);
}
}
Client端
//这里的IMyService接口和服务端一样
public class MyServiceProxy implements IMyService {
private android.os.IBinder mRemote; //服务端Binder句柄
public MyServiceProxy(android.os.IBinder remote) {
mRemote = remote;
}
public java.lang.String getInterfaceDescriptor() {
return DESCRIPTOR;
}
/** 自定义的sayHello()方法 **/
@Override
public void sayHello(String str) throws RemoteException {
android.os.Parcel _data = android.os.Parcel.obtain();
android.os.Parcel _reply = android.os.Parcel.obtain();
try {
_data.writeInterfaceToken(DESCRIPTOR);
_data.writeString(str);
mRemote.transact(TRANSACTION_say, _data, _reply, 0);
_reply.readException();
} finally {
_reply.recycle();
_data.recycle();
}
}
@Override
public IBinder asBinder() {
return mRemote;
}
}
Service的注册和获取及验证
//向ServiceManager注册服务
public class ServerDemo {
public static void main(String[] args) {
System.out.println("MyService Start");
//准备Looper循环执行
Looper.prepareMainLooper();
//设置为前台优先级
android.os.Process.setThreadPriority(android.os.Process.THREAD_PRIORITY_FOREGROUND);
//注册服务
ServiceManager.addService("MyService", new MyService());
Looper.loop();
}
}
//向ServiceManager获取服务
public class ClientDemo {
public static void main(String[] args) throws RemoteException {
System.out.println("Client start");
IBinder binder = ServiceManager.getService("MyService"); //获取名为"MyService"的服务
IMyService myService = new MyServiceProxy(binder); //创建MyServiceProxy对象
myService.sayHello("binder"); //通过MyServiceProxy对象调用接口的方法
System.out.println("Client end");
}
}
先用ADB命令将ServerDemo，ClientDemo可执行文件，以及ServerDemo.jar，ClientDemo.jar都push到手机：
adb push ServerDemo /system/bin
adb push ClientDemo /system/bin
adb push ServerDemo.jar /system/framework
adb push ClientDemo.jar /system/framework
如果push不成功，那么先执行adb remount，再执行上面的指令；如果还不成功，可能就是权限不够。
如果上述开启成功，通过开启两个窗口运行（一个运行client端，另一个运行server端）
Native层实现BpBinder、BBinder
Service端和Client端
// MyService.h 头文件声明接口方法、BnMyService Service端、 BpMyService Client端的对象
namespace android
{
class IMyService : public IInterface
{
public:
DECLARE_META_INTERFACE(MyService); //使用宏，申明MyService
virtual void sayHello()=0; //定义方法
};
//定义命令字段
enum
{
HELLO = 1,
};
//申明客户端BpMyService
class BpMyService: public BpInterface<IMyService> {
public:
BpMyService(const sp<IBinder>& impl);
virtual void sayHello();
};
//申明服务端BnMyService
class BnMyService: public BnInterface<IMyService> {
public:
virtual status_t onTransact(uint32_t code, const Parcel& data, Parcel* reply, uint32_t flags = 0);
virtual void sayHello();
};
}
// IMyService.cpp 实现类
#include "IMyService.h"
namespace android
{
//使用宏，完成MyService定义
IMPLEMENT_META_INTERFACE(MyService, "android.demo.IMyService");
//客户端
BpMyService::BpMyService(const sp<IBinder>& impl) :
BpInterface<IMyService>(impl) {
}
// 实现客户端sayHello方法
void BpMyService::sayHello() {
printf("BpMyService::sayHello\n");
Parcel data, reply;
data.writeInterfaceToken(IMyService::getInterfaceDescriptor());
remote()->transact(HELLO, data, &reply);
printf("get num from BnMyService: %d\n", reply.readInt32());
}
//服务端，接收远程消息，处理onTransact方法
status_t BnMyService::onTransact(uint_t code, const Parcel& data,
Parcel* reply, uint32_t flags) {
switch (code) {
case HELLO: { //收到HELLO命令的处理流程
printf("BnMyService:: got the client hello\n");
CHECK_INTERFACE(IMyService, data, reply);
sayHello();
reply->writeInt32(2015);
return NO_ERROR;
}
break;
default:
break;
}
return NO_ERROR;
}
// 实现服务端sayHello方法
void BnMyService::sayHello() {
printf("BnMyService::sayHello\n");
};
}
Service的注册和获取及验证
// ServerDemo.cpp 向Native层的ServiceManager注册服务
#include "IMyService.h"
int main() {
//获取service manager引用
sp < IServiceManager > sm = defaultServiceManager();
//注册名为"service.myservice"的服务到service manager
sm->addService(String16("service.myservice"), new BnMyService());
ProcessState::self()->startThreadPool(); //启动线程池
IPCThreadState::self()->joinThreadPool(); //把主线程加入线程池
return 0;
}
// ClientDemo.cpp 向Native层的ServiceManager获取服务
#include "IMyService.h"
int main() {
//获取service manager引用
sp < IServiceManager > sm = defaultServiceManager();
//获取名为"service.myservice"的binder接口
sp < IBinder > binder = sm->getService(String16("service.myservice"));
//将biner对象转换为强引用类型的IMyService
sp<IMyService> cs = interface_cast < IMyService > (binder);
//利用binder引用调用远程sayHello()方法
cs->sayHello();
return 0;
}
- 1.因为cpp文件要编译生成可执行文件才能push到手机运行：利用Android.mk（源码build文件）编译上述代码，在Android的源码中，通过mm编译后，可生成两个可执行文件ServerDemo，ClientDemo。
- 2.push文件到手机执行：首先将编译后的这两个ServerDemo，ClientDemo可执行文件push到手机：
adb push ServerDemo /system/bin
adb push ClientDemo /system/bin
如果push不成功，那么先执行adb remount，再执行上面的指令；如果还不成功，可能就是权限不够。
如果上述开启成功，通过开启两个窗口运行（一个运行client端，另一个运行server端）
3.Framework 层有哪些地方使用了这些方式进行通信
java层
对于java层来说，注册服务最多的地方无疑是SystemServer进程（从Zygote启动进程fork而来，主要负责注册启动各种系统必要的Service），然后应用进程向ServiceManagerService.getService()就能获取到Binder句柄了，因为服务太多，这里只举例WMS和IMS：
// frameworks/base/services/java/com/android/server/SystemServer.java
public final class SystemServer {
private void startOtherServices() {
...
Slog.i(TAG, "Input Manager");
inputManager = new InputManagerService(context);
Slog.i(TAG, "Window Manager");
wm = WindowManagerService.main(context, inputManager,
mFactoryTestMode != FactoryTest.FACTORY_TEST_LOW_LEVEL,
!mFirstBoot, mOnlyCore);
ServiceManager.addService(Context.WINDOW_SERVICE, wm);
ServiceManager.addService(Context.INPUT_SERVICE, inputManager);
...
}
}
native层
因为native层是cpp文件，注册Service有点和java层不一样，以SurfaceFlinger（负责绘制应用UI的核心，其功能是将所有Surface合成工作）为例，因为在系统启动过程中指定rc文件执行初始化cpp文件:
//init.rc
service surfaceflinger /system/bin/surfaceflinger
class core
user system
group graphics drmrpc
onrestart restart zygote
writepid /dev/cpuset/system-background/tasks
surfaceflinger服务属于核心类(core class)，另外，当surfaceflinger重启时会触发zygote的重启。 surfaceflinger服务启动的起点便是如下的main()函数,完成注册后从Native层的ServiceManager获取Binder句柄即可。
// frameworks/native/services/surfaceflinger/main_surfaceflinger.cpp
int main(int, char**) {
ProcessState::self()->setThreadPoolMaxThreadCount(4);
//启动线程池
sp<ProcessState> ps(ProcessState::self());
ps->startThreadPool();
//实例化surfaceflinger
sp<SurfaceFlinger> flinger = new SurfaceFlinger();
setpriority(PRIO_PROCESS, 0, PRIORITY_URGENT_DISPLAY);
set_sched_policy(0, SP_FOREGROUND);
//初始化
flinger->init();
//发布surface flinger，注册到Service Manager
sp<IServiceManager> sm(defaultServiceManager());
sm->addService(String16(SurfaceFlinger::getServiceName()), flinger, false);
// 运行在当前线程
flinger->run();
return 0;
}
4.题外话
有同学看到这些觉得难，其实，这并不奇怪，一般写应用界面根本就不会接触到，因为这需要了解Framework基本的知识才行。我认为学习Framework层需要具备以下基础：
- 1.c++基础
- 2.Linux内存基础（大抵理解kernel进程的管理和调度机制，内存管理和内存寻址，I/O驱动设备(字符设备、块设备、网络设备)和调度机制等）
如果没有以上这2个必备的基础，你在看Binder源码很可能停留在表面，当然前面所说的也只不过是整个Binder的冰山一角而已。学习新东西往往有共性所在，正如你会Jetpack Compose，那么你也会70%的Flutter了。不管看多少书，更重要的是自己思考，动手重复的实践！也许这个过程很耗时间，但是，这个不断以代码去验证自己的某些猜想的过程，也许便是这是鸿洋、郭霖前辈们的技术成长的历程吧。
空谈误国，实干兴邦。
