Android Binder机制彻底梳理二

根据AIDL了解整体调用流程【重点分析AIDL流程】：

在上一次https://www.cnblogs.com/webor2006/p/11741743.html中我们已经对Android Binder机制有了一个比较深刻的认识了，最后也手动通过写了一个AIDL来实现两进程的通讯例子，这次则会更加进一步来以这个实际例子为角度进行流程分析，争取彻底将Android的Binder机制给梳理清。

对于咱们编写的AIDL跨进程的例子而言，用图来简单描述下跨进程：

对于两进程我们是用AIDL文件来进行跨进程通讯的，那这个AIDL用一个形象的例子来解释它其实可以这样来解理：假设进程A是中国人，进程B是日本人：

那两国进行通信是不是得用英语来交流，假如都只会本国语言的话，所以AIDL其实就相当于这个英语，也就是两国交流的一个工具：

而在我们编写了AIDL之后生成的代码中会看到有两个重要的东东：

此时咱们来说明一下这俩东东的含义：

每个进程都会有一个Stub和Proxy，然后我们知道跨进程访问是存在一个C/S架构的，那咱们就把进程A当C端，进程B当S端：

很显然两个进程中间隔了个墙无法直接通讯，要想通讯肯定需要有一个共享内存，如下：

其中Stub是跟服务端交互的，而Proxy是跟客户端交互的：

而当进程B启动时则会主动向共享内存那块注册一个Binder引用，里面会包含进程B的一些信息，如下：

而两进程间的通讯大致流程大概是这样，Proxy是往IBiner写数据，而Stub是从IBinder来读数据的，所以如果进程A要发消息给进程B就会是这样：

而如果服务端往客户端发消息，则类似：

好！！上面是简单对一些概念进行了一个简单图解，是不是这样在之后的分析中会得要确认滴，接下来直接来看AIDL生成的代码，先来看Stub，我们知道它是跟服务端进行通讯的：

这里有一个DESCRIPTOR的常量，它是干嘛用的呢？之后再来看，这里看一个它的构造方法调用了一个attachInterface()，将自身传进去了，先瞅一下它的实现细节：

那这记下来有啥用呢，其实注解上已经有说明了：

有点懵逼，继续来分析，我们知道在C端来绑定服务时会有这么一段代码，如下：

也就是会调到：

咱们来看一下这个方法的实现细节，其中为啥在Stub()构造中要调attachInterface就迎刃而解了，瞅瞅：

那咱们跟到queryLocalInterface方法中去瞅瞅细节：

它是接口，具体实现就是Binder，看下它的实现：

而像我们写的这个AIDL肯定不是这种情况，S端是在另一个进程，所以此时流程就会执行到这：

也就是返回了一个代理对象，里面包含IBinder，注意这个IBinder其实是：

而Proxy长啥样呢？

好，咱们来验证一下看是否拿到的就是Proxy，修改一下咱们上一次的小案例：

嗯，确实是，也就是最终咱们调用的这些：

都调用的是Proxy中的方法了：

那是不是这里也能论证之前咱们所说的理论，Proxy是跟客户端通讯的，也就是Client中调用addPerson()方法，先往IBinder来写数据，大概瞅一眼：

然后开始往Parcel对象开始写数据了：

接着就比较核心了：

一猜都能猜到，跨进程通信就靠它了，细看一下：

然后由于这个方法木有返回值所以木有返回，则看是否发生异常了：

而我们还定义了另一个AIDL方法，它是有返回值，所以在transact之后会有一个值的读取动作，瞅一下：

目前已经将数据写到IBinder了，接下来则是IBinder往服务端写数据了，此时其实流程就会到这：

这时就会调用Stub的onTransact方法了，如下：

咱们具体来看一下是怎么来执行的，首先会进行验证：

然后再调用服务端自己的方法：

，也就是咱们在服务端这里写的：

最后则写结果给IBinder：

然后客户端就可以读结果了，如下：

所以我们在调用远程的方法时可能会抛异常，在我们调用时就可以发现会要去try..catch..，如下：

以上就是关于AIDL进程间通讯的整体流程的梳理，不过这里缺少底层源代码的剖析，还不够细致，也就是说我们对于整个Binder通讯的大致流程是清楚了但是对于它在Android中的底层代码实现细节却一知半解，所以接下来则通过系统底层彻底的再来梳理一遍。

根据AIDL彻底梳理流程【分析系统源码】：

这里咱们以“android5.1.1”的源码进行分析，9.0的待之后再来进行梳理，先将低版本的原理梳理清楚，应该整个机制大体差不多，这里先提前将相关的代码导到工程中以便进行分析：

这个过程分析起来是比较复杂的，需要有耐心，理解透了对咱们的技能提升是有质的飞跃的，所以再复杂这花的时间也是值得的。那咱们从哪分析起呢？直接从我们应用的角度出发，在使用时会先bindService，如下：

所以点击进去看一下它的具体系统的实现：

我们知道最终Context的实现类是ContextImpl，所以定位到ContextImpl：

此时再定位到bindServiceCommon方法，里面代码比较多只看核心：

先来瞅一下ActivityManagerNative类：

再看一下IActivityManager接口：

跟啥类似呢？咱们来瞅一下自己编写的AIDL生成的代码：

而且还看个东东就能秒懂的：

这不也就是一个AIDL的Binder通信嘛，只是说这个是由Google工程师自己编写的，而我们使用的是编译器自动生成的，了解到这个本质非常之重要，因为我们平常使用的大量的Activity中的方法其实都是用的Binder机制来进行通讯的，比如：

其实底层是一个C/S的通讯，这个在之后的其它系统源中码会大量用到，好，下面回到主流程，再来找一下它中的getDefault()方法：

看gDefault是啥呢？瞅一下：

那看一下里面的create()的实现：

这里再说一个这个ServiceManager架构设计层面的东东，对于Android中的各个APP，每个APP都需要用到系统的一些服务，那不可能每个APP都自己去实现这些系统服务，而应该是有一个统一的系统服务器管理中心，当app需要这些服务器则通过这个管理中心去拿，画个简图如下：

而每个具体系统服务肯定是在另外单独的进程中，应用一启动都会向ServiceManager中进行注册，也就是如上一次所分析的将IBinder引用注册到了ServiceManager当中了，而当APP需要某些系统服务时，则需要通过ServiceManager.getService("xxx")来获取IBinder引用进而来实现整个跨进程的系统服务器通讯，整个就是典型的Binder调用的过程。那有了IBinder引用之后 ，则需要获取真正的对象那不还是跟咱们写的一样，如：

所以回到咱们的流程中就可以看到，获得了IBinder引用之后，则接下来就是调用它了：

好，继续回到主流程继续分析，接着就得来分析它了：

由于AcitivityManagerNative.getDefault()返回的是IActivityManager，所以得去找它的实现类，它的具体实现类其实是经典的ActivityManagerService：

所以，最终会调到这：

发现绑定的流程又要进行中断了，这里的mServices是啥呢？

所以，流程继续中转，转到ActivityServices.bindServiceLocked()，接下来流程就比较重要了，代码量也比较多，需要打起精神：

当然还是分析主流程：

也就是：

然后继续：

然后跟进去瞅一眼，看是如何绑定服务的：

其中r是ServiceRecord，app是ProcessRecord，而thread是IApplicationThread：

而它的具体实现类是在这：

所以再来找它里面的scheduleBindService()方法：

而谈到ActivityThread我们就非常之熟悉了，里面有一个mH的Handler，里面处理了大量的系统消息，这里来找一下BIND_SERVICE的消息，看它的处理细节：

好，接下来研究下它内部的细节：

啥意思，回到咱们写的案例上来理解，也就是咱们服务端编写的Service：

为啥这么肯定，咱们再来理解一下它的赋值就秒懂了：

对于服务的创建最终会执行到ActivityThread.handleCreateService()来，具体流程就不多分析了，这里来看一下我们想看的：

那很显然这个服务肯定是咱们编写的服务端的服务嘛：

到这里咱们得将之前的图修改一下：

那。。这个IBinder引用是如何返回到客户端的呢？好，接下来继续回到主流程：

也就是：

至此！！整个绑定服务及最终将IBinder引用给返回给客户端的完整流程就已经分析到了，真还是挺复杂的。。

好，接下来再来讨论一个细节问题：

这里就找到Proxy类以其中的一个方法来例：

而根据我们上一节中的底层分析，Binder驱动底层是由C++来实现的，所以肯定会用到ndk,那咱们瞅一下看是不是：

最终就会看到NDK的身影：

至于底层就不看了，这是往Binder写数据的流程，接着就调用服务端的这个回调方法，最终调用到服务端的方法，如下：

好，还有个细节就是说IBinder引用什么时候会放到共享内存呢？也就是：

其实是这样的：

然后会去调用Binder的无参构造，那就看一下它的无参构造实现：

也就是只要创建咱们的IBinder，则会通过NDK来注册到底层的Binder驱动中。整个Binder机制就分析到这了，通过这两篇的梳理，对于Android Binder机制有了一个本质认识，这对于咱们不管是面试还是说实际工作意义都是非常大的。