Android開發：IBinder對象在進程間傳遞的形式[通俗易懂]

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命題

當service經常被遠程調用時，我們常常用到aidl來定一個接口供service和client來使用，這個其實就是使用Binder機制的IPC通信。當client bind service成功之后，系統AM會調用回調函數onServiceConnected將service的IBinder傳遞給client， client再通過調用aidl生成的asInterface()方法獲得service的調用接口，此時一個bind過程結束了，我們在client端就可以遠程調用service的方法了。例如

1.public void onServiceConnected(componentname className,
2. IBinder service) {
3. mSecondaryService = ISecondary.Stub.asInterface(service);
4.}

我們再看aidl生成的asInterface()的定義

1.public static com.example.Android.apis.app.ISecondary asInterface(android.os.IBinder obj)
2.{
3.if ((obj==null)) {
4.return null;
5.}
6.android.os.IInterface iin = (android.os.IInterface)obj.queryLocalInterface(DESCRIPTOR);
7.if (((iin!=null)&&(iin instanceof com.example.android.apis.app.ISecondary))) {
8.return ((com.example.android.apis.app.ISecondary)iin);
9.}
10.return new com.example.android.apis.app.ISecondary.Stub.Proxy(obj);
11.}

首先，asInterface()會去query傳入的IBinder對象是否有LocalInterface,這里的LocalInterface是指傳入的IBinder是service本身的引用還是代理。
1.當asInterface的輸入的IBinder為server的引用(Binder類型)時，則直接返回該引用，那么此時調用server的方法不為IPC通信，而是直接的函數調用；
2.當asInterface的輸入的IBinder為server的代理(BinderProxy類型)時，則需要創建該server的代理并返回，此時調用server的方法為IPC通信。

那么以上兩種情況發生的條件是什么呢？這里我們先給出答案，然后再深入到代碼中去研究2種不同的情況。
1.當client和service處在相同進程中的話，asInterface的輸入的IBinder為server的引用時；
2.當client和service處在不同進程中的話，asInterface的輸入的IBinder為server的代理。

在研究上述實現代碼之前，我們先介紹一下IBinder作為參數使用IPC進程間傳遞時的狀態變化，其實這個就是我們本篇文章的核心內容，理解了這個機制，我們就會很容易理解我們上述的那個命題的原理了。

模型

IBinder作為參數在IPC通信中進行傳遞，可能會使某些人困惑，IBinder不就是IPC通信的媒介嗎？怎么還會被作為參數來傳遞呢，這樣理解就有點狹隘了，拿native層的IPC來說，client從SM(service manager)中獲取service端的Interface，這個Interface同時也是IBinder類型，當C/S兩端需要雙工通信時，即所謂的Service端需要反過來調用Client端的方法時，就需要client通過前述的那個Interface將Client端的IBinder傳遞給Service。
拿Java應用層的Service來說更是如此，如本文的這個命題，下面我們會分析，首先來介紹原理性的知識。
Binder IPC通信中，Binder是通信的媒介，Parcel是通信的內容。方法遠程調用過程中，其參數都被打包成Parcel的形式來傳遞的。IBinder對象也不例外，我們看一下Parcel類中的writeStrongBinder()(由于java層和native層的方法是相對應的，java層只是native的封裝，因此我們只需要看native的即可),

1.status_t Parcel::writeStrongBinder(const sp<IBinder>& val)
2.{
3. return flatten_binder(ProcessState::self(), val, this);
4.}

1.status_t flatten_binder(const sp<ProcessState>& proc,
2. const sp<IBinder>& binder, Parcel* out)
3.{
4. flat_binder_object obj;
5.
6. obj.flags = 0x7f | FLAT_BINDER_FLAG_ACCEPTS_FDS;
7. if (binder != NULL) {
8. IBinder *local = binder->localBinder();
9. if (!local) {
10. BpBinder *proxy = binder->remoteBinder();
11. if (proxy == NULL) {
12. LOGE(“null proxy”);
13. }
14. const int32_t handle = proxy ? proxy->handle() : 0;
15. obj.type = BINDER_TYPE_HANDLE;
16. obj.handle = handle;
17. obj.cookie = NULL;
18. } else {
19. obj.type = BINDER_TYPE_BINDER;
20. obj.binder = local->getWeakRefs();
21. obj.cookie = local;
22. }
23. } else {
24. obj.type = BINDER_TYPE_BINDER;
25. obj.binder = NULL;
26. obj.cookie = NULL;
27. }
28.
29. return finish_flatten_binder(binder, obj, out);
30.}
上面代碼分下面2種情況
1. 如果傳遞的IBinder為service的本地IBinder對象，那么該IBinder對象為BBinder類型的，因此上面的local不為NULL，故binder type為BINDER_TYPE_BINDER。
2. 如果傳遞的IBinder對象代理IBinder對象，那么binder type則為BINDER_TYPE_HANDLE。

client端將方法調用參數打包成Parcel之后，會發送到內核的Binder模塊，因此下面我們將分析一下內核的Binder模塊的處理。

kernel/drivers/staging/android/Binder.c中的函數binder_transaction()

1.switch (fp->type) {
2. case BINDER_TYPE_BINDER:
3. case BINDER_TYPE_WEAK_BINDER: {
4. struct binder_ref *ref;
5. struct binder_node *node = binder_get_node(proc, fp->binder);
6. if (node == NULL) {
7. node = binder_new_node(proc, fp->binder, fp->cookie);
8. if (node == NULL) {
9. return_error = BR_FAILED_REPLY;
10. goto err_binder_new_node_failed;
11. }
12. node->min_priority = fp->flags & FLAT_BINDER_FLAG_PRIORITY_MASK;
13. node->accept_fds = !!(fp->flags & FLAT_BINDER_FLAG_ACCEPTS_FDS);
14. }
15. if (fp->cookie != node->cookie) {
16. binder_user_error(“binder: %d:%d sending u%p ”
17. “node %d, cookie mismatch %p != %p\n”,
18. proc->pid, thread->pid,
19. fp->binder, node->debug_id,
20. fp->cookie, node->cookie);
21. goto err_binder_get_ref_for_node_failed;
22. }
23. ref = binder_get_ref_for_node(target_proc, node);
24. if (ref == NULL) {
25. return_error = BR_FAILED_REPLY;
26. goto err_binder_get_ref_for_node_failed;
27. }
28. if (fp->type == BINDER_TYPE_BINDER)
29. fp->type = BINDER_TYPE_HANDLE;
30. else
31. fp->type = BINDER_TYPE_WEAK_HANDLE;
32. fp->handle = ref->desc;
33. binder_inc_ref(ref, fp->type == BINDER_TYPE_HANDLE,
34. &thread->todo);
35.
36. binder_debug(BINDER_DEBUG_TRANSACTION,
37. ” node %d u%p -> ref %d desc %d\n”,
38. node->debug_id, node->ptr, ref->debug_id,
39. ref->desc);
40. } break;
41. case BINDER_TYPE_HANDLE:
42. case BINDER_TYPE_WEAK_HANDLE: {
43. struct binder_ref *ref = binder_get_ref(proc, fp->handle);
44. if (ref == NULL) {
45. binder_user_error(“binder: %d:%d got ”
46. “transaction with invalid ”
47. “handle, %ld\n”, proc->pid,
48. thread->pid, fp->handle);
49. return_error = BR_FAILED_REPLY;
50. goto err_binder_get_ref_failed;
51. }
52. if (ref->node->proc == target_proc) {
53. if (fp->type == BINDER_TYPE_HANDLE)
54. fp->type = BINDER_TYPE_BINDER;
55. else
56. fp->type = BINDER_TYPE_WEAK_BINDER;
57. fp->binder = ref->node->ptr;
58. fp->cookie = ref->node->cookie;
59. binder_inc_node(ref->node, fp->type == BINDER_TYPE_BINDER, 0, NULL);
60. binder_debug(BINDER_DEBUG_TRANSACTION,
61. ” ref %d desc %d -> node %d u%p\n”,
62. ref->debug_id, ref->desc, ref->node->debug_id,
63. ref->node->ptr);
64. } else {
65. struct binder_ref *new_ref;
66. new_ref = binder_get_ref_for_node(target_proc, ref->node);
67. if (new_ref == NULL) {
68. return_error = BR_FAILED_REPLY;
69. goto err_binder_get_ref_for_node_failed;
70. }
71. fp->handle = new_ref->desc;
72. binder_inc_ref(new_ref, fp->type == BINDER_TYPE_HANDLE, NULL);
73. binder_debug(BINDER_DEBUG_TRANSACTION,
74. ” ref %d desc %d -> ref %d desc %d (node %d)\n”,
75. ref->debug_id, ref->desc, new_ref->debug_id,
76. new_ref->desc, ref->node->debug_id);
77. }
78. } break;
上面代碼也分為了2種不同的分支：
1. 傳來的IBinder類型為BINDER_TYPE_BINDER時，會將binder type值為BINDER_TYPE_HANDLE；
2. 傳來的IBinder類型為BINDER_TYPE_HANDLE時，會判斷該IBinder的實體被定義的進程(也就是該IBinder代表的server被定義的進程)與目標進程(也即IBinder被傳遞的目標進程)是否相同，如果相同，則將該IBinder type轉化為BINDER_TYPE_BINDER，同時使其變為IBinder本地對象的引用。
本篇文章來源于 Linux公社網站(www.linuxidc.com) 原文鏈接：http://www.linuxidc.com/Linux/2011-08/40720.htm

轉載于:https://my.oschina.net/zhuzihasablog/blog/114337