Binder源码阅读指南之java层，听说你在找SpringBoot整合案例

阅读本文所需知识点：
进程隔离的概念，需要了解为什么需要IPC
什么是用户态和内核态，需要了解IPC实现的机制以及为什么IPC需要内存拷贝
JNI的作用，JNI可以理解为Java对象与native的通信的协议，它既可以操作Java对象，又可以操作native的对象，理解这点很重要
Java的对象的本质，这点也很重要，因为JNI操作Java对象的时候要理解它在Java虚拟机中的理论模型(与其说是模型，其实展示出来就是一副图像)
对于第一、二点不清楚的可以阅读《OS: Three easy pieces》，是我看来最好的操作系统原理入门书籍，它厚重的原因是对于概念的解释很详细，专注于虚拟化，并发，文件系统三个方面，而不是大而全
对于第三、四点不清楚的可以看一下《深入理解Java虚拟机》这本书

Binder的使用

这里以gityuan的代码作为示例

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”);
}
}
public class ServerDemo {
public static void main(String[] args) {
System.out.println(“MyService Start”);
Looper.prepareMainLooper(); //开启循环执行
android.os.Process.setThreadPriority(android.os.Process.THREAD_PRIORITY_FOREGROUND); //设置为前台优先级
ServiceManager.addService(“MyService”, new MyService());//注册服务
Looper.loop();
}
}

获取ServiceManager

在ServerDemo中可以看到在获取服务之前，先要想ServiceManager添加服务ServiceManager.addService()，既然有添加，那必定有一个地方去存储它，存储的地方就是ServiceManager，那么要怎么获取到ServiceManager呢？先从ServiceManager.addService()开始，在开始之前先来看一下获取ServiceManager的UML图

类图

有几个特殊的类要解释一下

BinderProxy，native binder的存储类，里面存储的是native binder的指针，并且不是由Java类初始化，是在JNI代码中加载和创建
IServiceManager.Stub，这个是个抽象类，没有实现类，在平常使用Binder的时候一般都是继承它作为Binder实体类，但是IServiceManager是工作在native中的服务，所以Stub类不会被继承，这种方式也常见于获取C++ Binder服务的时候

ServiceManager.addService()

最终调用到addService(String name, IBinder service, boolean allowIsolated, int dumpPriority)，它里面的代码就一行

getIServiceManager().addService(name, service, allowIsolated, dumpPriority)

看到正主getIServiceManager()了

ServiceManager.getIServiceManager()

private static IServiceManager getIServiceManager() {
if (sServiceManager != null) {
return sServiceManager;
}

// Find the service manager
sServiceManager = ServiceManagerNative
.asInterface(Binder.allowBlocking(BinderInternal.getContextObject()));
return sServiceManager;
}

这里使用的是单例模式，没有加线程保护，因为这个接口并不给应用使用，以及应用也不能直接操作addService()``getService()等接口，所以getIServiceManager()可以是认为运行在主线程中，没错，我们与ServiceManager的通信也是采用Binder，只是ServiceManager的Binder是有点特殊，我们先看ServiceManagerNative.asInterface()这个方法

ServiceManagerNative.asInterface()

public static IServiceManager asInterface(IBinder obj) {
if (obj == null) {
return null;
}

// ServiceManager is never local
return new ServiceManagerProxy(obj);
}

直接创建了一个ServiceManagerProxy对象

ServiceManagerProxy初始化

public ServiceManagerProxy(IBinder remote) {
mRemote = remote;
mServiceManager = IServiceManager.Stub.asInterface(remote);
}

mRemote = remote;这个是老的方式，gityuan的Binder系列7-framework层分析，就是使用这种方式
mServiceManager = IServiceManager.Stub.asInterface(remote);是通过AIDL方式进行通信，显得更加简洁一点

这里说明一点AIDL并不等于Binder通信，它只是让Binder通信变得更加简单，就如同Retrofit和okhttp的关系，AIDL生成的java代码在out目录下，所以想要分析的话得要先编译过Android源码才行，具体的路径是out/soong/.intermediates/frameworks/base/framework-minus-apex/android_common/javac/shard30/classes/android/os/IServiceManager.class使用AndroidStudio，IDEA或者反编译工具可以打开查看，如果想直接看的话我把它拷贝了一份IServiceManager.java

IServiceManager.Stub.asInterface()

public static IServiceManager asInterface(IBinder obj) {
if (obj == null) {
return null;
} else {
IInterface iin = obj.queryLocalInterface(“android.os.IServiceManager”);
return (IServiceManager)(iin != null && iin instanceof IServiceManager ? (IServiceManager)iin : new IServiceManager.Stub.Proxy(obj));
}
}

逻辑很简单

如果是相同进程，直接返回Binder对象，由于ServiceManager是单独处于一个进程，这里不会是相同进程，至于本地Service是怎么连接到的，我们稍后再讨论
如果不是相同进程，则创建IServiceManager.Stub.Proxy

IServiceManager.Stub.Proxy初始化

Proxy(IBinder remote) {
this.mRemote = remote;
}

这个和ServiceManagerProxy老的初始化方式是不是一模一样，再来看看IServiceManager.Stub.Proxy.addService()

public void addService(String name, IBinder service, boolean allowIsolated, int dumpPriority) throws RemoteException {
Parcel _data = Parcel.obtain();
Parcel _reply = Parcel.obtain();

try {
_data.writeInterfaceToken(“android.os.IServiceManager”);
_data.writeString(name);
_data.writeStrongBinder(service);
_data.writeInt(allowIsolated ? 1 : 0);
_data.writeInt(dumpPriority);
boolean _status = this.mRemote.transact(3, _data, _reply, 0);
if (!_status && IServiceManager.Stub.getDefaultImpl() != null) {
IServiceManager.Stub.getDefaultImpl().addService(name, service, allowIsolated, dumpPriority);
return;
}

_reply.readException();
} finally {
_reply.recycle();
_data.recycle();
}
}

和老方式也基本一样，所以新方式只是自动生成了这部分代码，减少了代码量，让IPC看起来就是一个方法调用，但最终都是调用IBinder.transact()方法进行IPC，接下来回到ServiceManager.getIServiceManager()方法中，上面的只能算作是一些代码技巧而已，接下来就是Binder的核心，获取ServiceManager的IBinder对象。

BinderInternal.getContextObject()

这是一个native方法，对应到android_util_Binder.cpp的android_os_BinderInternal_getContextObject()

android_os_BinderInternal_getContextObject()

这里做了两件事情：

通过调用ProcessState.getContextObject(NULL)获取sp，注意这里传递的参数NULL，即要获取的是IServiceManager的Binder，这一步留作native Binder解析流程中详细阐述
调用javaObjectForIBinder()将IBinder转为java对象，即BinderProxy对象，转换的过程就是将IBinder的指针(long类型)存储在BinderProxy的mNativeData中

javaObjectForIBinder()

检查是不是Binder类型，这一步是判断是不是传入的是JavaBBinder类型
创建BinderProxyNativeData类型的指针,并初始化对应的字段
将其IBinder的智能指针引用放到BinderProxyNativeData.mObject当中
通过CallStaticObjectMethod()调用BinderProxy.getInstance()并传递对应的参数，这里又引出了一个问题，**我们都知道调用一个类的静态方法是会触发类的加载，可以看到这里直接传的是gBinderProxyOffsets.mClass，说明BinderProxy.class对象已经加载完成了，那么这个gBinderProxyOffsets又是怎么初始化的呢？**答案是在虚拟机启动的时候就加载完成了，具体的调用栈大致如下

//AndroidRuntime.cpp，这部分是将函数指针进行绑定，使用宏的目的是为了方便DEBUG，可以定义不同的结构体，进行不同的初始化操作
#define REG_JNI(name) { name }
struct RegJNIRec {
int (mProc)(JNIEnv);
};
extern int register_android_os_Binder(JNIEnv* env);//申明函数，使用静态链接链入
static const RegJNIRec gRegJNI[] = {
…
REG_JNI(register_android_os_Binder),//宏展开就是结构体的初始化操作{register_android_os_Binder}
…
};
//AndroidRuntime.cpp，这部分在进程启动时调用
AndroidRuntime::start(const char* className, const Vector& options, bool zygote)
int AndroidRuntime::startReg(JNIEnv* env)
static int register_jni_procs(const RegJNIRec array[], size_t count, JNIEnv* env)
//android_util_Binder.cpp
int register_android_os_Binder(JNIEnv* env)
s

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【docs.qq.com/doc/DSmxTbFJ1cmN1R2dB】完整内容开源分享

tatic int int_register_android_os_BinderInternal(JNIEnv* env)

下面的代码没有看懂，但是关系不是很大

如此一来返回的就是BinderProxy的对象实例，它也是实现了IBinder的接口

BinderProxy.getInstance()

方法签名如下private static BinderProxy getInstance(long nativeData, long iBinder)，是一个私有的静态方法，返回的是BinderProxy的对象实例，再来对比一下CallStaticObjectMethod(gBinderProxyOffsets.mClass, gBinderProxyOffsets.mGetInstance, (jlong) nativeData, (jlong) val.get())，应该会觉得很相似。前面两个参数gBinderProxyOffsets.mClass和gBinderProxyOffsets.mGetInstance代表的分别是BinderProxy.class对象以及getInstance的方法名字，具体的可以看static int int_register_android_os_BinderProxy(JNIEnv* env)函数是怎么初始化gBinderProxyOffsets的字段的；后面两个参数就是getInstance的两个参数，将指针转成jlong类型传入到BinderProxy.getInstance()当中。接下来看一下getInstance中的逻辑

看看有没有缓存的BinderProxy对象，有则直接返回，这里可以缓存BinderProxy的原因是BinderProxy<==>Binder是一一对应的，所以对于一个Binder服务来说，只需要要一个BinderProxy即可，所以可以是全局的
如果没有，则创建一个BinderProxy实例，并存入到缓存中
之后的BinderProxy的初始化只做了一件事，将传递过来的BinderProxyNativeData的指针对应的jlong，存入到mNativeData中，实现了BinderProxy和native binder的关联

以上就是获取IServiceManager整个过程，需要记住一点就是IServiceManager的所有接口，最终都是调用BinderProxy.transact()方法中

ServiceManager.addService()

回到最开始添加服务的位置，方法签名如下

public static void addService(String name, IBinder service, boolean allowIsolated,int dumpPriority){
try {
getIServiceManager().addService(name, service, allowIsolated, dumpPriority);
} catch (RemoteException e) {
Log.e(TAG, “error in addService”, e);
}
}

在获取到IserviceManager之后的addService()则会调用到AIDL生成的方法当中

IServiceManager.Proxy.addService()

这个方法的代码在上面有贴出，逻辑如下

获取Parcel对象，分为两种，传递数据的data和获取回复的reply
写入两个String对象，分别是token和服务名称
写入Binder对象，这里我们在下面进行讨论
调用IBinder.transact()方法，之前获取IServiceManager的时候就说过返回的是BinderProxy的对象实例，所以看BinderProxy.transact()方法

BinderProxy.transact()

判断是不是异步的Binder，这里有个变量mWarnOnBlocking，还记得之前在调用BinderInternal.getContextObject()之后还做了一个操作Binder.allowBlocking(BinderInternal.getContextObject())，这里会将mWarnOnBloking置为false，所以这块逻辑一般都是走不到
是否添加Trace，主要是性能跟踪
接下来的一堆操作不是很理解是要干嘛的，最后是调用到transactNative()，这是个native方法，方法签名如下transactNative(int code, Parcel data, Parcel reply, int flags)，对应android_util_Binder.cpp的android_os_BinderProxy_transact()

android_os_BinderProxy_transact()

判断dataObj是否为NULL，所以即使不传任何数据，也要在调用transact()之前调用Parcel.obtain()获取Parcel对象
将java端的Parcel对象转为native的Parcel，包括data和reply，转换的方式其实和BinderProxy很类似，之后我们再来讨论
之后调用getBPNativeData()将BinderProxy.mNativeData转为指向BinderProxyNativeData的指针，从而获取到sp
之后调用native 的Binder的transact()方法进行，这部分留到native 的解析的时候再说
in()`获取Parcel对象
将java端的Parcel对象转为native的Parcel，包括data和reply，转换的方式其实和BinderProxy很类似，之后我们再来讨论
之后调用getBPNativeData()将BinderProxy.mNativeData转为指向BinderProxyNativeData的指针，从而获取到sp
之后调用native 的Binder的transact()方法进行，这部分留到native 的解析的时候再说

原文链接：https://blog.csdn.net/m0_63174811/article/details/122102507