Binder机制，从Java到C （5. IBinder对象传递形式）

1.IBinder的传递

Binder IPC通信中，Binder是通信的媒介，Parcel是通信的內容。远程调用过程中，其参数都被打包成Parcel的形式來传递。IBinder对象当然也不例外，在前一篇 Binder机制，从Java到C （4. Parcel） 中说到IBinder对象是能够进行进程间传递的。

下面就看一下IBinder对象在传递过程中会有什么变化。

在IPC通信的Proxy端，我们经常可以看到下面类似的代码，一些参数都会打包到Parcel中。看下面的data和reply。

 public void publishService(IBinder token,
             Intent intent, IBinder service) throws RemoteException {
         Parcel data = Parcel.obtain();
         Parcel reply = Parcel.obtain();
         data.writeInterfaceToken(IActivityManager.descriptor);
         data.writeStrongBinder(token);
         intent.writeToParcel(data, 0);
         data.writeStrongBinder(service);
         mRemote.transact(PUBLISH_SERVICE_TRANSACTION, data, reply, 0);
         reply.readException();
         data.recycle();
         reply.recycle();
     }

在IPC通信里，android是通过Parcel类的成员函数writeStrongBinder()向Parcel写入IBinder，再通过mRemote发送出去。

2.writeStrongBinder()

接下來就看一下writeStrongBinder()这个函数里做了什么。
/frameworks/base/core/java/android/os/Parcel.java

 public final class Parcel {
     …
     /**
      * Write an object into the parcel at the current dataPosition(),
      * growing dataCapacity() if needed.
      */
     public final void writeStrongBinder(IBinder val) {
         nativeWriteStrongBinder(mNativePtr, val);
     }
     private static native void nativeWriteStrongBinder(int nativePtr, IBinder val);
     …
 }

看，这里又调用了native方法，我们会发现Java 层的一些Parcel其实只是对C/C++层的一个封裝，大部分操作还是依靠JNI去调用Native的操作。
那看一下C++里对应的方法：

/frameworks/base/core/jni/android_os_Parcel.cpp

 static void android_os_Parcel_writeStrongBinder(JNIEnv* env, jclass clazz, jint nativePtr, jobject object)
 {
     Parcel* parcel = reinterpret_cast<Parcel*>(nativePtr);
     if (parcel != NULL) {
         const status_t err = parcel->writeStrongBinder(ibinderForJavaObject(env, object));
         if (err != NO_ERROR) {
             signalExceptionForError(env, clazz, err);
         }
     }
 }

最主要的就是ibinderForJavaObject 这个函数，继续跟踪代码：

/frameworks/base/core/jni/android_util_Binder.cpp

 sp<IBinder> ibinderForJavaObject(JNIEnv* env, jobject obj)
 {
     if (obj == NULL) return NULL;
 
     if (env->IsInstanceOf(obj, gBinderOffsets.mClass)) { //mClass指向Java层中的Binder class
         JavaBBinderHolder* jbh = (JavaBBinderHolder*)
             env->GetIntField(obj, gBinderOffsets.mObject);
         return jbh != NULL ? jbh->get(env, obj) : NULL; //get() 返回一個JavaBBinder，继承自BBinder
     }
 
     if (env->IsInstanceOf(obj, gBinderProxyOffsets.mClass)) { //mClass 指向Java层的BinderProxy class
         return (IBinder*)
             env->GetIntField(obj, gBinderProxyOffsets.mObject); //返回一个BpBinder，mObject是它的地址值
     }
     ALOGW("ibinderForJavaObject: %p is not a Binder object", obj);
     return NULL;
 }

这个函数呢，就是根据传进来的Java对象找到对应的C++对象，这里的参数obj,可能会指向两种对象：Binder对象或者BinderProxy对象。这两个对象我们在RemoteService那一篇里其实就遇到过了，Binder对象呢就是Service里实现的那个mRemoteBinder，BinderProxy对象呢就是Activity里回调传进来的那个service。不记得的话，可以再看一下那一篇：Binder机制，从Java到C （1. IPC in Application Remote Service）

接着说，如果传进來的是Binder对象，那么就会把gBinderOffsets.mObject转化成JavaBBinderHolder, 并从中获得一个JavaBBinder对象。JavaBBinder继承自BBinder。（在RemoteService那一篇，Service会在onBind回调里把mRemoteBinder传给AMS，这里传递的就是Binder对象）

如果传进來的是BinderProxy對象。就会返回一个BpBinder，这个BpBinder的地址值就保存在gBinderProxyOffsets.mObject中。（在RemoteService那一篇，AMS要传递给Acticity的就是BinderProxy对象）。

到这里，你可能会奇怪，为什么Service把Binder对象传递给AMS，后面AMS却是把BinderProxy对象传递给Activity呢？这个我们后面再说，（可以先说一下，其实是因为这些Binder对象都会经过底层传输，那在传输的过程中，Binder模块就会根据不同的情况对这些对象进行转化）

好吧，那还是接着说，有发送，当然会有接收，再來看一下Parcel的readStrongBinder()：

3.readStrongBinder()

同样也是JNI调用：

/frameworks/base/core/jni/android_os_Parcel.cpp

 static jobject android_os_Parcel_readStrongBinder(JNIEnv* env, jclass clazz, jint nativePtr)
 {
       ...
       return javaObjectForIBinder(env, parcel->readStrongBinder());
 }
 
 /frameworks/base/core/jni/android_util_Binder.cpp
 jobject javaObjectForIBinder(JNIEnv* env, const sp<IBinder>& val) （1）
 {
     if (val == NULL) return NULL;
     if (val->checkSubclass(&gBinderOffsets)) { （2）         // One of our own!
         jobject object = static_cast<JavaBBinder*>(val.get())->object();
         LOGDEATH("objectForBinder %p: it's our own %p!\n", val.get(), object);
         return object;
     }
    ...
     jobject object = (jobject)val->findObject(&gBinderProxyOffsets);
     if (object != NULL) {
         jobject res = env->CallObjectMethod(object, gWeakReferenceOffsets.mGet); （3）
         if (res != NULL) {
             ALOGV("objectForBinder %p: found existing %p!\n", val.get(), res);
             return res;
         }
        ...
     }
     object = env->NewObject(gBinderProxyOffsets.mClass, gBinderProxyOffsets.mConstructor); （4）
     if (object != NULL) {
        ….
     }
     return object;
 }

（1）：这里的val和writeStrongBinder类似，不过是反过來，指向的可能是JavaBBinder或者BpBinder。

（2）：如果是JavaBBinder，就会通过成员函數object()，返回一个Java对象，这个对象就是Java层的Binder对象。

（3）：如果是BpBinder，那就先查找是否已經存在需要使用的BinderProxy对象，如果找到就返回引用

（4）：如果沒找到可用的引用，就new 一个BinderProxy对象。

4.Binder Module in Kernel

实际上，在Client端將参数打包成Parcel后，会发送到kernel的Binder module。在Binder module中，会有两种IBinder类型：BINDER_TYPE_BINDER,BINDER_TYPE_HANDLE。也对应着ava的本地对象和代理对象。

在Binder module收到数据后，会对不同的情况做进一步处理：
1.传來的IBinder类型是BINDER_TYPE_BINDER, 会将binder_type转化为BINDER_TYPE_HANDLE;

(这里理解起来有点别扭，因为只有在不同进程间传递IBinder时，才会把IBinder传递到kernel里，所以传递进來的IBinder必定是传递给別的process，不会是IBinder所在的process，这时，IBinder所在的process和发送目标process不是同一个，就需要改成BINDER_TYPE_HANDLE。如果IBinder是在同一个进程间传递，也不会进入到kernel里。所以一个BINDER_TYPE_BINDER类型的IBinder传进kernel，就必然需要转化成BINDER_TYPE_HANDLE)

2.传來的IBinder类型是BINDER_TYPE_HANDLE,会判断这个IBinder实体定义的process和发送的目标process是否相同，如果相同，就将binder_type转化成BINDER_TYPE_BINDER。如果不同，保持BINDER_TYPE_HANDLE。

因为只有不同进程间传递才会把IBinder发送到Binder module，所以在IBinder的传递中，可能会有2中可能。
1.process A → process B → process A
2.process A → process B → process C

这時候，对应的IBinder类型就会是：
1.BINDER_TYPE_BINDER → BINDER_TYPE_HANDLE → BINDER_TYPE_BINDER
2.BINDER_TYPE_BINDER → BINDER_TYPE_HANDLE → BINDER_TYPE_HANDLE

5.再看 Bind service

实际上，bind一个service的过程，也就是上述的第2中情況。