Android系统匿名共享内存(Anonymous Shared Memory)Java调用接口分析
一、Ashmem驱动程序
~/Android/kernel/goldfish
----include
----linux
----ashmem.h
----mm
----ashmem.c
驱动程序具体解释请看《Android系统源码情景分析》。作者罗升阳。
二、执行时库cutils的匿名共享内存訪问接口
~/Android/system/core
----libcutils
----ashmem-dev.c
具体解释请看《Android系统源码情景分析》,作者罗升阳。
三、MemoryFile
~/Android/frameworks/base/core/java/android/os
----MemoryFile.java
~/Android/frameworks/base/core/jni
----android_os_MemoryFile.cpp
具体解释请看《Android系统源码情景分析》,作者罗升阳。
~/Android/frameworks/base/core/java/android/os
----MemoryFile.java
public ParcelFileDescriptor getParcelFileDescriptor() throws IOException {
FileDescriptor fd = getFileDescriptor();
return fd != null ? new ParcelFileDescriptor(fd) : null;
} .......
public FileDescriptor getFileDescriptor() throws IOException {
return mFD;
}
四、应用实例
具体解释请看《Android系统源码情景分析》,作者罗升阳。
在本节中。我们将创建一个Android应用程序Ashmem。它由一个Service组件Server和一个Activity组件Client组成。Server组件执行在一个独立的进程中,它内部有一个内存訪问服务MemoryService,后者通过MemoryFile类创建一块匿名共享内存。
Client组件执行在还有一个进程中,它会将内存訪问服务MemoryService创建的那块匿名共享内存映射到本进程的地址空间,以便能够訪问它的内容,从而能够和Server组件共享一块匿名共享内存。
~/Android/packages/experimental/Ashmem
----AndroidManifest.java
----Android.mk
----src
----shy/luo/ashmem
----IMemoryService.java
----MemoryService.java
----Server.java
----Client.java
----res
----layout
----main.xml
----values
----strings.xml
----drawable
----icon.png
IMemoryService.java
package shy.luo.ashmem; import android.util.Log;
import android.os.IInterface;
import android.os.Binder;
import android.os.IBinder;
import android.os.Parcel;
import android.os.ParcelFileDescriptor;
import android.os.RemoteException; public interface IMemoryService extends IInterface {
public static abstract class Stub extends Binder implements IMemoryService {
private static final String DESCRIPTOR = "shy.luo.ashmem.IMemoryService"; public Stub() {
attachInterface(this, DESCRIPTOR);
} public static IMemoryService asInterface(IBinder obj) {
if (obj == null) {
return null;
} IInterface iin = (IInterface)obj.queryLocalInterface(DESCRIPTOR);
if (iin != null && iin instanceof IMemoryService) {
return (IMemoryService)iin;
} return new IMemoryService.Stub.Proxy(obj);
} public IBinder asBinder() {
return this;
} @Override
public boolean onTransact(int code, Parcel data, Parcel reply, int flags) throws android.os.RemoteException {
switch (code) {
case INTERFACE_TRANSACTION: {
reply.writeString(DESCRIPTOR);
return true;
}
case TRANSACTION_getFileDescriptor: {
data.enforceInterface(DESCRIPTOR); ParcelFileDescriptor result = this.getFileDescriptor(); reply.writeNoException(); if (result != null) {
reply.writeInt(1);
result.writeToParcel(reply, 0);
} else {
reply.writeInt(0);
} return true;
}
case TRANSACTION_setValue: {
data.enforceInterface(DESCRIPTOR); int val = data.readInt();
setValue(val); reply.writeNoException(); return true;
}
} return super.onTransact(code, data, reply, flags);
} private static class Proxy implements IMemoryService {
private IBinder mRemote; Proxy(IBinder remote) {
mRemote = remote;
} public IBinder asBinder() {
return mRemote;
} public String getInterfaceDescriptor() {
return DESCRIPTOR;
} public ParcelFileDescriptor getFileDescriptor() throws RemoteException {
Parcel data = Parcel.obtain();
Parcel reply = Parcel.obtain(); ParcelFileDescriptor result; try {
data.writeInterfaceToken(DESCRIPTOR); mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_getFileDescriptor, data, reply, 0); reply.readException();
if (0 != reply.readInt()) {
result = ParcelFileDescriptor.CREATOR.createFromParcel(reply);
} else {
result = null;
}
} finally {
reply.recycle();
data.recycle();
} return result;
} public void setValue(int val) throws RemoteException {
Parcel data = Parcel.obtain();
Parcel reply = Parcel.obtain(); try {
data.writeInterfaceToken(DESCRIPTOR);
data.writeInt(val); mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_setValue, data, reply, 0); reply.readException();
} finally {
reply.recycle();
data.recycle();
}
}
} static final int TRANSACTION_getFileDescriptor = IBinder.FIRST_CALL_TRANSACTION + 0;
static final int TRANSACTION_setValue = IBinder.FIRST_CALL_TRANSACTION + 1; } public ParcelFileDescriptor getFileDescriptor() throws RemoteException;
public void setValue(int val) throws RemoteException;
}
MemoryService.java
package shy.luo.ashmem; import java.io.FileDescriptor;
import java.io.IOException; import android.os.Parcel;
import android.os.MemoryFile;
import android.os.ParcelFileDescriptor;
import android.util.Log; public class MemoryService extends IMemoryService.Stub {
private final static String LOG_TAG = "shy.luo.ashmem.MemoryService";
private MemoryFile file = null; public MemoryService() {
try {
file = new MemoryFile("Ashmem", 4);
setValue(0);
}
catch(IOException ex) {
Log.i(LOG_TAG, "Failed to create memory file.");
ex.printStackTrace();
}
} public ParcelFileDescriptor getFileDescriptor() {
Log.i(LOG_TAG, "Get File Descriptor."); ParcelFileDescriptor pfd = null; try {
pfd = file.getParcelFileDescriptor();
} catch(IOException ex) {
Log.i(LOG_TAG, "Failed to get file descriptor.");
ex.printStackTrace();
} return pfd;
} public void setValue(int val) {
if(file == null) {
return;
} byte[] buffer = new byte[4];
buffer[0] = (byte)((val >>> 24) & 0xFF);
buffer[1] = (byte)((val >>> 16) & 0xFF);
buffer[2] = (byte)((val >>> 8) & 0xFF);
buffer[3] = (byte)(val & 0xFF); try {
file.writeBytes(buffer, 0, 0, 4);
Log.i(LOG_TAG, "Set value " + val + " to memory file. ");
}
catch(IOException ex) {
Log.i(LOG_TAG, "Failed to write bytes to memory file.");
ex.printStackTrace();
}
}
}
Server.java
package shy.luo.ashmem; import android.app.Service;
import android.content.Intent;
import android.os.IBinder;
import android.util.Log;
import android.os.ServiceManager; public class Server extends Service {
private final static String LOG_TAG = "shy.luo.ashmem.Server"; private MemoryService memoryService = null; @Override
public IBinder onBind(Intent intent) {
return null;
} @Override
public void onCreate() {
Log.i(LOG_TAG, "Create Memory Service..."); memoryService = new MemoryService(); try {
ServiceManager.addService("AnonymousSharedMemory", memoryService);
Log.i(LOG_TAG, "Succeed to add memory service.");
} catch (RuntimeException ex) {
Log.i(LOG_TAG, "Failed to add Memory Service.");
ex.printStackTrace();
} } @Override
public void onStart(Intent intent, int startId) {
Log.i(LOG_TAG, "Start Memory Service.");
} @Override
public void onDestroy() {
Log.i(LOG_TAG, "Destroy Memory Service.");
}
}
Client.java
package shy.luo.ashmem; import java.io.FileDescriptor;
import java.io.IOException; import shy.luo.ashmem.R;
import android.app.Activity;
import android.content.Intent;
import android.os.Bundle;
import android.os.MemoryFile;
import android.os.ParcelFileDescriptor;
import android.os.ServiceManager;
import android.os.RemoteException;
import android.util.Log;
import android.view.View;
import android.view.View.OnClickListener;
import android.widget.Button;
import android.widget.EditText; public class Client extends Activity implements OnClickListener {
private final static String LOG_TAG = "shy.luo.ashmem.Client"; IMemoryService memoryService = null;
MemoryFile memoryFile = null; private EditText valueText = null;
private Button readButton = null;
private Button writeButton = null;
private Button clearButton = null; @Override
public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.main); IMemoryService ms = getMemoryService();
if(ms == null) {
startService(new Intent("shy.luo.ashmem.server"));
} else {
Log.i(LOG_TAG, "Memory Service has started.");
} valueText = (EditText)findViewById(R.id.edit_value);
readButton = (Button)findViewById(R.id.button_read);
writeButton = (Button)findViewById(R.id.button_write);
clearButton = (Button)findViewById(R.id.button_clear); readButton.setOnClickListener(this);
writeButton.setOnClickListener(this);
clearButton.setOnClickListener(this); Log.i(LOG_TAG, "Client Activity Created.");
} @Override
public void onResume() {
super.onResume(); Log.i(LOG_TAG, "Client Activity Resumed.");
} @Override
public void onPause() {
super.onPause(); Log.i(LOG_TAG, "Client Activity Paused.");
} @Override
public void onClick(View v) {
if(v.equals(readButton)) {
int val = 0; MemoryFile mf = getMemoryFile();
if(mf != null) {
try {
byte[] buffer = new byte[4];
mf.readBytes(buffer, 0, 0, 4); val = (buffer[0] << 24) | ((buffer[1] & 0xFF) << 16) | ((buffer[2] & 0xFF) << 8) | (buffer[3] & 0xFF);
} catch(IOException ex) {
Log.i(LOG_TAG, "Failed to read bytes from memory file.");
ex.printStackTrace();
}
} String text = String.valueOf(val);
valueText.setText(text);
} else if(v.equals(writeButton)) {
String text = valueText.getText().toString();
int val = Integer.parseInt(text); IMemoryService ms = getMemoryService();
if(ms != null) {
try {
ms.setValue(val);
} catch(RemoteException ex) {
Log.i(LOG_TAG, "Failed to set value to memory service.");
ex.printStackTrace();
}
}
} else if(v.equals(clearButton)) {
String text = "";
valueText.setText(text);
}
} private IMemoryService getMemoryService() {
if(memoryService != null) {
return memoryService;
} memoryService = IMemoryService.Stub.asInterface(
ServiceManager.getService("AnonymousSharedMemory")); Log.i(LOG_TAG, memoryService != null ? "Succeed to get memeory service." : "Failed to get memory service."); return memoryService;
} private MemoryFile getMemoryFile() {
if(memoryFile != null) {
return memoryFile;
} IMemoryService ms = getMemoryService();
if(ms != null) {
try {
ParcelFileDescriptor pfd = ms.getFileDescriptor();
if(pfd == null) {
Log.i(LOG_TAG, "Failed to get memory file descriptor.");
return null;
} try {
FileDescriptor fd = pfd.getFileDescriptor();
if(fd == null) {
Log.i(LOG_TAG, "Failed to get memeory file descriptor.");
return null;
} memoryFile = new MemoryFile(fd, 4, "r");
} catch(IOException ex) {
Log.i(LOG_TAG, "Failed to create memory file.");
ex.printStackTrace();
}
} catch(RemoteException ex) {
Log.i(LOG_TAG, "Failed to get file descriptor from memory service.");
ex.printStackTrace();
}
} return memoryFile;
}
}
首先開始在Activity,onCreate时开启了Service。然后点击读按钮,执行相应代码。
进程间通信具体步骤,临时省略,仅仅看表明的步骤,见下图:
接下来的分析,请看Android系统匿名共享内存Ashmem(Anonymous Shared Memory)在进程间共享的原理分析http://blog.csdn.net/luoshengyang/article/details/6666491。
注意上文中的这句话, 这里, 我们须要关注的便是虚线框部分了,它在Binder驱动程序中实现了在两个进程中共享同一个打开文件的方法。我们知道。在Linux系统中,文件描写叙述符事实上就是一个整数。每个进程在内核空间都有一个打开文件的数组,这个文件描写叙述符的整数值就是用来索引这个数组的。并且,这个文件描写叙述符仅仅是在本进程内有效,也就是说。在不同的进程中,同样的文件描写叙述符的值。代表的可能是不同的打开文件。因此。在进程间传输文件描写叙述符时,不能简要地把一个文件描写叙述符从一个进程传给另外一个进程。中间必须做一过转换。使得这个文件描写叙述在目标进程中是有效的,并且它和源进程的文件描写叙述符所相应的打开文件是一致的。这样才干保证共享。
也就是依据fd。得到的file结构,在两个进程是一样的。即使两个进程的fd不一样。
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