MediaServer中包括了系统中的许多重要的Server:
- AudioFlinger:音频系统中的核心服务
- AudioPolicyService:音频系统中关于音频策略的重要服务
- MediaPlayerService:多媒体系统中的重要服务
- CameraService:有关照相和摄像的重要服务
同时,分析MediaServer对于理解Android中的IPC机制能够提供较好的帮助。Android系统基本上可以看做是一个基于Binder机制的C/S架构,对于Binder机制的理解相对比较复杂,如果能够通过具体的例子入手会比较容易理解。
Android的通信体制架构
Android的通信机制基本上可以看做是Client、Server和ServiceManager三者之间的交互:
- Server首先要注册一些Service到ServiceManager,在这里Server是ServiceManager的客户端;
- 如果某个Client要使用Service,则首先到ServiceManager中获得该Service的相关信息,所有Client是ServiceManager的客户端;
- Client得到Service信息,然后和该Service所在的Server进程建立通信之后使用Service,在这里Client是Server的客户端。
在这些交互的过程中,Android系统都是使用的Binder来进行通信。
MediaServer入口函数
MS是一个可执行程序,它的入口函数是main函数,所在文件位置:frameworks\base\media\mediaserver\main_mediaserver.cpp
代码如下:
int main(int argc, char** argv){ sp<ProcessState> proc(ProcessState::self()); sp<IServiceManager> sm = defaultServiceManager(); ALOGI("ServiceManager: %p", sm.get()); AudioFlinger::instantiate(); MediaPlayerService::instantiate(); CameraService::instantiate(); AudioPolicyService::instantiate(); ProcessState::self()->startThreadPool(); IPCThreadState::self()->joinThreadPool();}
可以看到,在main函数中,
- 我们首先获得了一个ProcessState的实例,由self方法我们可以猜得到该类使用了单例模式;
- 接下来我们调用了defaultServiceManager方法获得IServiceManager实例;
- 接下来进行了几个重要服务的初始化工作;
- 调用startThreadPool方法和joinThreadPool方法。
ProcessState类的分析
文件位置:frameworks\base\libs\binder\ProcessState.cpp
self方法:在main函数中,我们调用了self方法得到了一个ProcessState实例,下面我们来看看这个方法
sp<ProcessState> ProcessState::self(){ if (gProcess != NULL) return gProcess; //提供原子操作 AutoMutex _l(gProcessMutex); if (gProcess == NULL) gProcess = new ProcessState; return gProcess;}
可以看到,不出所料,ProcessState使用的就是单例模式。
接下来我们来看一看ProcessState的构造函数:
ProcessState::ProcessState() : mDriverFD(open_driver()) , mVMStart(MAP_FAILED) , mManagesContexts(false) , mBinderContextCheckFunc(NULL) , mBinderContextUserData(NULL) , mThreadPoolStarted(false) , mThreadPoolSeq(1){ if (mDriverFD >= 0) { // XXX Ideally, there should be a specific define for whether we // have mmap (or whether we could possibly have the kernel module // availabla).#if !defined(HAVE_WIN32_IPC) // mmap the binder, 提供一个虚拟放入地址内存空间块去接收事务 mVMStart = mmap(0, BINDER_VM_SIZE, PROT_READ, MAP_PRIVATE | MAP_NORESERVE, mDriverFD, 0); if (mVMStart == MAP_FAILED) { // *sigh* ALOGE("Using /dev/binder failed: unable to mmap transaction memory.\n"); close(mDriverFD); mDriverFD = -1; }#else mDriverFD = -1;#endif } LOG_ALWAYS_FATAL_IF(mDriverFD < 0, "Binder driver could not be opened. Terminating.");}
可以看到,在构造函数中首先调用了open_driver函数并将返回值赋给了mDriverFD,让我们来看看这个函数:
static int open_driver(){ int fd = open("/dev/binder", O_RDWR); if (fd >= 0) { fcntl(fd, F_SETFD, FD_CLOEXEC); int vers; status_t result = ioctl(fd, BINDER_VERSION, &vers); if (result == -1) { ALOGE("Binder ioctl to obtain version failed: %s", strerror(errno)); close(fd); fd = -1; } if (result != 0 || vers != BINDER_CURRENT_PROTOCOL_VERSION) { ALOGE("Binder driver protocol does not match user space protocol!"); close(fd); fd = -1; } size_t maxThreads = 15; result = ioctl(fd, BINDER_SET_MAX_THREADS, &maxThreads); if (result == -1) { ALOGE("Binder ioctl to set max threads failed: %s", strerror(errno)); } } else { ALOGW("Opening '/dev/binder' failed: %s\n", strerror(errno)); } return fd;}
可以看到open_driver函数主要是打开了/dev/binder这个设备并返回了这个设备的fd。
接下来我继续回到构造函数中,在mDriverFD中保存了这个设备的fd,接着我们又对其他的成员变量做了一些初始化,然后调用mmap函数为Binder设备开辟一块内存由于接收数据。
总结一下,我们的ProcessState类的任务:
- 打开了Binder设备,并保存了设备的fd;
- 利用保存的fd为Binder设备开辟一块内存用于接收数据;
- 因为ProcessState采用了单例模式,因此每个进程只能打开一次Binder设备。
defaultServiceManager函数分析
文件位置:frameworks\base\libs\binder\IServiceManager.cpp
sp<IServiceManager> defaultServiceManager(){ if (gDefaultServiceManager != NULL) return gDefaultServiceManager; { AutoMutex _l(gDefaultServiceManagerLock); if (gDefaultServiceManager == NULL) { gDefaultServiceManager = interface_cast<IServiceManager>( ProcessState::self()->getContextObject(NULL)); } } return gDefaultServiceManager;}
可以看到gDefaultServiceManager函数主要是对gDefaultServiceManager 进行赋值,首先我们来看看这个函数的传入参数: ProcessState::self()->getContextObject(NULL)
sp<IBinder> ProcessState::getContextObject(const sp<IBinder>& caller){ return getStrongProxyForHandle(0);}sp<IBinder> ProcessState::getStrongProxyForHandle(int32_t handle){ sp<IBinder> result; AutoMutex _l(mLock); handle_entry* e = lookupHandleLocked(handle); if (e != NULL) { // 如果现在不存在或者我们不能得到它的引用时,我们需要创建一个新的BpBinder, IBinder* b = e->binder; if (b == NULL || !e->refs->attemptIncWeak(this)) { b = new BpBinder(handle); e->binder = b; if (b) e->refs = b->getWeakRefs(); result = b; } else { result.force_set(b); e->refs->decWeak(this); } } return result;}
可以看到其实我们返回了一个BpBinder(handle);handle的值为0。
interface_cast看起来像一个强制类型转换,其实是一个模板函数,下面我们来看看它的庐山真面目:
template<typename INTERFACE>inline sp<INTERFACE> interface_cast(const sp<IBinder>& obj){ return INTERFACE::asInterface(obj);}
我们传入的模板是IServiceManager,则实际上调用的就是IServiceManager的asInterface方法。
asInterface方法的声明和实现实际上是通过两个宏定义实现的,位于IInterface.h文件中:
#define DECLARE_META_INTERFACE(INTERFACE) \ static const android::String16 descriptor; \ static android::sp<I##INTERFACE> asInterface( \ const android::sp<android::IBinder>& obj); \ virtual const android::String16& getInterfaceDescriptor() const; \ I##INTERFACE(); \ virtual ~I##INTERFACE(); \#define IMPLEMENT_META_INTERFACE(INTERFACE, NAME) \ const android::String16 I##INTERFACE::descriptor(NAME); \ const android::String16& \ I##INTERFACE::getInterfaceDescriptor() const { \ return I##INTERFACE::descriptor; \ } \ android::sp<I##INTERFACE> I##INTERFACE::asInterface( \ const android::sp<android::IBinder>& obj) \ { \ android::sp<I##INTERFACE> intr; \ if (obj != NULL) { \ intr = static_cast<I##INTERFACE*>( \ obj->queryLocalInterface( \ I##INTERFACE::descriptor).get()); \ if (intr == NULL) { \ intr = new Bp##INTERFACE(obj); \ } \ } \ return intr; \ } \ I##INTERFACE::I##INTERFACE() { } \ I##INTERFACE::~I##INTERFACE() { } \
将INTERFACE替换为IServiceManager后可以得到:
static const android::String16 descriptor; static android::sp<IServiceManager> asInterface( const android::sp<android::IBinder>& obj); virtual const android::String16& getInterfaceDescriptor() const; IServiceManager(); virtual ~IServiceManager(); const android::String16 IServiceManager::descriptor(NAME); const android::String16& IServiceManager::getInterfaceDescriptor() const { return IServiceManager::descriptor; } android::sp<IServiceManager> IServiceManager::asInterface( const android::sp<android::IBinder>& obj) { android::sp<IServiceManager> intr; if (obj != NULL) { intr = static_cast<IServiceManager*>( obj->queryLocalInterface( IServiceManager::descriptor).get()); if (intr == NULL) { intr = new BpServiceManager(obj); } } return intr; } IServiceManager::IServiceManager() { } IServiceManager::~IServiceManager() { }
可以看到asInterface方法最终实际上返回了一个BpServiceManager对象。
总结一下defaultServiceManager方法的工作:
- 创建了一个BpBinder对象,用来负责客户端Binder通信(之后会讲到),因为对于ServiceManager来说我们是客户端,所以在这里我们创建了Binder的客户端;
- 创建了一个BpServiceManager对象,主要负责IServiceManager的业务函数,在他的内部持有一个BpBinder对象mRemote。
类关系总结
看到这里,已经有点眼花缭乱了,又是IBinder,又是IServiceManager,又是BpBinder,又是BpServiceManager,是时候来总结一下这些类的关系了,翻了一下这些类,下面用一个不标准的UML图来说明一下:
需要注意的是:
- RefBase是Android中所有类的祖先,相当于Java中Object;
- BpBinder和BBinder都是Android中Binder通信的代表类,其中BpBinder是客户端用来与Server交互的代理类,p代表的就是proxy,而BBinder则是交互的目的端;
- BpBinder和BBinder是相互对应的,Binder系统会通过handle来标识对应的BBinder;
- BnServiceManager中n代表的是native,与Bn相对应的应该是BpServiceManager,表示ServiceManager的业务代理类。
- 1楼finddreams7小时前
- 好文,必须mark