Android Binder Mechanism (4) -- 如何使用已註冊的系統Service

原創 bigapple88 2020-02-23 21:29

上一篇文章中我們討論瞭如何向系統註冊Service。本篇文章我們將討論如何使用這個已註冊的系統Service。

    在本系列文章的第一篇中，客戶端應用程序使用如下兩條語句取得了ExampleService代理對象的引用。

 

view plaincopy to clipboardprint?
  1. sp<IServiceManager> sm = defaultServiceManager();     
  2. binder = sm->getService(String16("byn.example"));  

 

     第一句我們之前已經詳細解釋過了，全局函數defaultServiceManager()返回的是ServiceManager代理對象的引用。第二句話以ExampleService的方法名爲參數調用getService()方法，返回的是ExampleService代理對象的引用。這個過程和上一篇文章介紹的addService的過程是非常類似的，這裏就不詳細展開了。

    客戶應用程序獲得了ExampleService代理對象的引用之後，通過如下語句調用服務：

 

view plaincopy to clipboardprint?
  1. data.writeInt32(getpid());     
  2. data.writeInt32(n);     
  3. binder->transact(0, data, &reply);   

 

    第一句話寫入當前進程的進程ID，這裏只是爲了輸出log用，沒有實際意義；

    第二句話寫入參數n；

    最後一句話調用ExampleService代理對象的transact方法發送請求。第一個參數0是請求代碼(code)，如果一個服務提供了多個API接口，那麼服務器端就通過這個參數區分調用的是哪一個API；第二個參數打包後的調用參數；最後一個參數保存返回值。因爲ExampleService代理對象繼承自BpBinder，所以這裏調用的是BpBinder::transact()方法，進而調用IPCThreadState::transact()方法。這個過程在上一篇文章中已經介紹過。

    現在我們重點剖析一下服務器端的情況。

    服務器端在向系統註冊服務之後，首先調用ProcessState::self()->startThreadPool()方法啓動一個線程池；然後調用IPCThreadState::self()->joinThreadPool()方法進入一個無限循環，等待其它進程的服務請求。我們看一下joinThreadPool方法的源代碼：

 

view plaincopy to clipboardprint?
  1. // File: frameworks/base/libs/binder/IPCThreadState.cpp  
  2. void IPCThreadState::joinThreadPool(bool isMain)  
  3. {  
  4.     LOG_THREADPOOL("**** THREAD %p (PID %d) IS JOINING THE THREAD POOL/n", (void*)pthread_self(), getpid());  
  5.   
  6.     mOut.writeInt32(isMain ? BC_ENTER_LOOPER : BC_REGISTER_LOOPER);  
  7.       
  8.     status_t result;  
  9.     do {  
  10.         int32_t cmd;  
  11.           
  12.         // When we've cleared the incoming command queue, process any pending derefs  
  13.         if (mIn.dataPosition() >= mIn.dataSize()) {  
  14.             size_t numPending = mPendingWeakDerefs.size();  
  15.             if (numPending > 0) {  
  16.                 for (size_t i = 0; i < numPending; i++) {  
  17.                     RefBase::weakref_type* refs = mPendingWeakDerefs[i];  
  18.                     refs->decWeak(mProcess.get());  
  19.                 }  
  20.                 mPendingWeakDerefs.clear();  
  21.             }  
  22.   
  23.             numPending = mPendingStrongDerefs.size();  
  24.             if (numPending > 0) {  
  25.                 for (size_t i = 0; i < numPending; i++) {  
  26.                     BBinder* obj = mPendingStrongDerefs[i];  
  27.                     obj->decStrong(mProcess.get());  
  28.                 }  
  29.                 mPendingStrongDerefs.clear();  
  30.             }  
  31.         }  
  32.   
  33.         // now get the next command to be processed, waiting if necessary  
  34.         result = talkWithDriver();  
  35.         if (result >= NO_ERROR) {  
  36.             size_t IN = mIn.dataAvail();  
  37.             if (IN < sizeof(int32_t)) continue;  
  38.             cmd = mIn.readInt32();  
  39.             IF_LOG_COMMANDS() {  
  40.                 alog << "Processing top-level Command: "  
  41.                     << getReturnString(cmd) << endl;  
  42.             }  
  43.   
  44.   
  45.             result = executeCommand(cmd);  
  46.         }  
  47.           
  48.         // After executing the command, ensure that the thread is returned to the  
  49.         // default cgroup and priority before rejoining the pool.  This is a failsafe  
  50.         // in case the command implementation failed to properly restore the thread's  
  51.         // scheduling parameters upon completion.  
  52.         int my_id;  
  53. #ifdef HAVE_GETTID  
  54.         my_id = gettid();  
  55. #else  
  56.         my_id = getpid();  
  57. #endif  
  58.         if (!set_sched_policy(my_id, SP_FOREGROUND)) {  
  59.             // success; reset the priority as well  
  60.             setpriority(PRIO_PROCESS, my_id, ANDROID_PRIORITY_NORMAL);  
  61.         }  
  62.   
  63.         // Let this thread exit the thread pool if it is no longer  
  64.         // needed and it is not the main process thread.  
  65.         if(result == TIMED_OUT && !isMain) {  
  66.             break;  
  67.         }  
  68.     } while (result != -ECONNREFUSED && result != -EBADF);  
  69.   
  70.     LOG_THREADPOOL("**** THREAD %p (PID %d) IS LEAVING THE THREAD POOL err=%p/n",  
  71.         (void*)pthread_self(), getpid(), (void*)result);  
  72.       
  73.     mOut.writeInt32(BC_EXIT_LOOPER);  
  74.     talkWithDriver(false);  
  75. }  

 

    在joinThreadPool()方法中，通過調用talkWithDriver方法與binder設備進行通信，通常Service進程會阻塞在這裏；一旦客戶請求到來，該方法返回，並調用後面的executeCommand()方法進行處理。我們看一下executeCommand()方法的源代碼：

 

view plaincopy to clipboardprint?
  1. // File: frameworks/base/libs/binder/IPCThreadState.cpp  
  2. status_t IPCThreadState::executeCommand(int32_t cmd)  
  3. {  
  4.     BBinder* obj;  
  5.     RefBase::weakref_type* refs;  
  6.     status_t result = NO_ERROR;  
  7.       
  8.     switch (cmd) {  
  9.     case BR_ERROR:  
  10.         result = mIn.readInt32();  
  11.         break;  
  12.           
  13.     case BR_OK:  
  14.         break;  
  15.           
  16.     case BR_ACQUIRE:  
  17.         refs = (RefBase::weakref_type*)mIn.readInt32();  
  18.         obj = (BBinder*)mIn.readInt32();  
  19.         LOG_ASSERT(refs->refBase() == obj,  
  20.                    "BR_ACQUIRE: object %p does not match cookie %p (expected %p)",  
  21.                    refs, obj, refs->refBase());  
  22.         obj->incStrong(mProcess.get());  
  23.         IF_LOG_REMOTEREFS() {  
  24.             LOG_REMOTEREFS("BR_ACQUIRE from driver on %p", obj);  
  25.             obj->printRefs();  
  26.         }  
  27.         mOut.writeInt32(BC_ACQUIRE_DONE);  
  28.         mOut.writeInt32((int32_t)refs);  
  29.         mOut.writeInt32((int32_t)obj);  
  30.         break;  
  31.           
  32.     case BR_RELEASE:  
  33.         refs = (RefBase::weakref_type*)mIn.readInt32();  
  34.         obj = (BBinder*)mIn.readInt32();  
  35.         LOG_ASSERT(refs->refBase() == obj,  
  36.                    "BR_RELEASE: object %p does not match cookie %p (expected %p)",  
  37.                    refs, obj, refs->refBase());  
  38.         IF_LOG_REMOTEREFS() {  
  39.             LOG_REMOTEREFS("BR_RELEASE from driver on %p", obj);  
  40.             obj->printRefs();  
  41.         }  
  42.         mPendingStrongDerefs.push(obj);  
  43.         break;  
  44.           
  45.     case BR_INCREFS:  
  46.         refs = (RefBase::weakref_type*)mIn.readInt32();  
  47.         obj = (BBinder*)mIn.readInt32();  
  48.         refs->incWeak(mProcess.get());  
  49.         mOut.writeInt32(BC_INCREFS_DONE);  
  50.         mOut.writeInt32((int32_t)refs);  
  51.         mOut.writeInt32((int32_t)obj);  
  52.         break;  
  53.           
  54.     case BR_DECREFS:  
  55.         refs = (RefBase::weakref_type*)mIn.readInt32();  
  56.         obj = (BBinder*)mIn.readInt32();  
  57.         // NOTE: This assertion is not valid, because the object may no  
  58.         // longer exist (thus the (BBinder*)cast above resulting in a different  
  59.         // memory address).  
  60.         //LOG_ASSERT(refs->refBase() == obj,  
  61.         //           "BR_DECREFS: object %p does not match cookie %p (expected %p)",  
  62.         //           refs, obj, refs->refBase());  
  63.         mPendingWeakDerefs.push(refs);  
  64.         break;  
  65.           
  66.     case BR_ATTEMPT_ACQUIRE:  
  67.         refs = (RefBase::weakref_type*)mIn.readInt32();  
  68.         obj = (BBinder*)mIn.readInt32();  
  69.            
  70.         {  
  71.             const bool success = refs->attemptIncStrong(mProcess.get());  
  72.             LOG_ASSERT(success && refs->refBase() == obj,  
  73.                        "BR_ATTEMPT_ACQUIRE: object %p does not match cookie %p (expected %p)",  
  74.                        refs, obj, refs->refBase());  
  75.               
  76.             mOut.writeInt32(BC_ACQUIRE_RESULT);  
  77.             mOut.writeInt32((int32_t)success);  
  78.         }  
  79.         break;  
  80.       
  81.     case BR_TRANSACTION:  
  82.         {  
  83.             binder_transaction_data tr;  
  84.             result = mIn.read(&tr, sizeof(tr));  
  85.             LOG_ASSERT(result == NO_ERROR,  
  86.                 "Not enough command data for brTRANSACTION");  
  87.             if (result != NO_ERROR) break;  
  88.               
  89.             Parcel buffer;  
  90.             buffer.ipcSetDataReference(  
  91.                 reinterpret_cast<const uint8_t*>(tr.data.ptr.buffer),  
  92.                 tr.data_size,  
  93.                 reinterpret_cast<const size_t*>(tr.data.ptr.offsets),  
  94.                 tr.offsets_size/sizeof(size_t), freeBuffer, this);  
  95.               
  96.             const pid_t origPid = mCallingPid;  
  97.             const uid_t origUid = mCallingUid;  
  98.               
  99.             mCallingPid = tr.sender_pid;  
  100.             mCallingUid = tr.sender_euid;  
  101.               
  102.             //LOGI(">>>> TRANSACT from pid %d uid %d/n", mCallingPid, mCallingUid);  
  103.               
  104.             Parcel reply;  
  105.             IF_LOG_TRANSACTIONS() {  
  106.                 TextOutput::Bundle _b(alog);  
  107.                 alog << "BR_TRANSACTION thr " << (void*)pthread_self()  
  108.                     << " / obj " << tr.target.ptr << " / code "  
  109.                     << TypeCode(tr.code) << ": " << indent << buffer  
  110.                     << dedent << endl  
  111.                     << "Data addr = "  
  112.                     << reinterpret_cast<const uint8_t*>(tr.data.ptr.buffer)  
  113.                     << ", offsets addr="  
  114.                     << reinterpret_cast<const size_t*>(tr.data.ptr.offsets) << endl;  
  115.             }  
  116.             if (tr.target.ptr) {  
  117.                 sp<BBinder> b((BBinder*)tr.cookie);  
  118.                 const status_t error = b->transact(tr.code, buffer, &reply, 0);  
  119.                 if (error < NO_ERROR) reply.setError(error);  
  120.                   
  121.             } else {  
  122.                 const status_t error = the_context_object->transact(tr.code, buffer, &reply, 0);  
  123.                 if (error < NO_ERROR) reply.setError(error);  
  124.             }  
  125.               
  126.             //LOGI("<<<< TRANSACT from pid %d restore pid %d uid %d/n",  
  127.             //     mCallingPid, origPid, origUid);  
  128.               
  129.             if ((tr.flags & TF_ONE_WAY) == 0) {  
  130.                 LOG_ONEWAY("Sending reply to %d!", mCallingPid);  
  131.                 sendReply(reply, 0);  
  132.             } else {  
  133.                 LOG_ONEWAY("NOT sending reply to %d!", mCallingPid);  
  134.             }  
  135.               
  136.             mCallingPid = origPid;  
  137.             mCallingUid = origUid;  
  138.               
  139.             IF_LOG_TRANSACTIONS() {  
  140.                 TextOutput::Bundle _b(alog);  
  141.                 alog << "BC_REPLY thr " << (void*)pthread_self() << " / obj "  
  142.                     << tr.target.ptr << ": " << indent << reply << dedent << endl;  
  143.             }  
  144.               
  145.         }  
  146.         break;  
  147.       
  148.     case BR_DEAD_BINDER:  
  149.         {  
  150.             BpBinder *proxy = (BpBinder*)mIn.readInt32();  
  151.             proxy->sendObituary();  
  152.             mOut.writeInt32(BC_DEAD_BINDER_DONE);  
  153.             mOut.writeInt32((int32_t)proxy);  
  154.         } break;  
  155.           
  156.     case BR_CLEAR_DEATH_NOTIFICATION_DONE:  
  157.         {  
  158.             BpBinder *proxy = (BpBinder*)mIn.readInt32();  
  159.             proxy->getWeakRefs()->decWeak(proxy);  
  160.         } break;  
  161.           
  162.     case BR_FINISHED:  
  163.         result = TIMED_OUT;  
  164.         break;  
  165.           
  166.     case BR_NOOP:  
  167.         break;  
  168.           
  169.     case BR_SPAWN_LOOPER:  
  170.         mProcess->spawnPooledThread(false);  
  171.         break;  
  172.           
  173.     default:  
  174.         printf("*** BAD COMMAND %d received from Binder driver/n", cmd);  
  175.         result = UNKNOWN_ERROR;  
  176.         break;  
  177.     }  
  178.   
  179.     if (result != NO_ERROR) {  
  180.         mLastError = result;  
  181.     }  
  182.       
  183.     return result;  
  184. }  

 

    這裏，函數會根據一系列枚舉值作相應的處理。在binder協議中：

    BR_XXX等宏爲BinderDriverReturnProtocol，表示Binder驅動返回協議。 
    BC_XXX等宏爲BinderDriverCommandProtocol，表示Binder驅動命令協議。

    因爲這裏是收到命令請求後要做相應的處理，所以這裏的宏都是以BR開頭的。這裏會走到BR_TRANSACTION這個分支，調用BBinder的transact()方法做處理(b->transact(tr.code, buffer, &reply, 0))。我們看一下BBinder::transact()方法的源代碼：

 

view plaincopy to clipboardprint?
  1. // File: frameworks/base/libs/binder/binder.cpp  
  2. status_t BBinder::transact(  
  3.     uint32_t code, const Parcel& data, Parcel* reply, uint32_t flags)  
  4. {  
  5.     data.setDataPosition(0);  
  6.   
  7.     status_t err = NO_ERROR;  
  8.     switch (code) {  
  9.         case PING_TRANSACTION:  
  10.             reply->writeInt32(pingBinder());  
  11.             break;  
  12.         default:  
  13.             err = onTransact(code, data, reply, flags);  
  14.             break;  
  15.     }  
  16.   
  17.     if (reply != NULL) {  
  18.         reply->setDataPosition(0);  
  19.     }  
  20.   
  21.     return err;  
  22. }  

 

我們看到調用的是虛函數onTransact()。因爲ExampleService類繼承自BBinder類，並改寫了onTransact()方法，所以這裏會調用到ExampleService::onTransact()方法。

 

view plaincopy to clipboardprint?
  1. status_t ExampleService::onTransact(uint32_t code, const Parcel& data, Parcel* reply, uint32_t flags)     
  2. {     
  3.     switch(code)     
  4.     {     
  5.         case 0: {     
  6.             pid_t pid = data.readInt32();     
  7.             int num   = data.readInt32();     
  8.             num = num + 100;     
  9.             reply->writeInt32(num);     
  10.             return NO_ERROR;     
  11.             }     
  12.             break;     
  13.         default:     
  14.             return BBinder::onTransact(code, data, reply, flags);     
  15.     }     
  16. }    

 

    看到這裏首先根據請求代碼作相應的處理。還記得我們發送請求時用的是代碼0，所以這裏會走到"case0"這個分支。程序先順序讀出兩個參數：進程ID和被加數，將被加數加上100之後返回。至此，服務器端完成了客戶端的服務請求。

    我們將總共四篇文章涉及到的主要類用下面的類圖作一總結：

說明：

1. Android系統使用binder機制實現進程間通信(IPC)，這裏主要涉及到以下幾個類：

    1.1 IBinder是Android系統對binder機制的抽象，任何一個向系統註冊的Service都必須繼承IBinder接口(如：ExampleService繼承BBinder，而BBinder繼承IBinder)

    1.2 IInterface我們在這一系列文章裏沒有過多涉及。它的目的是進一步抽象binder機制。比如要使用我們的ExampleService，客戶端應用程序必須顯式調用IPCThreadState::transaction()方法，對用戶來說還是不太友好。如果我們定義一個新的類IExampleServiceInterface繼承Interface，在這個類中定義add100()接口，ExampleService的代理對象也擁有該接口，那麼客戶端應用程序直接調用代理對象的add100()方法就好了，這樣做對用戶更友好。比如ServiceManager就是這樣實現的(IServiceManager繼承IInterface)。客戶端調用的是addService接口而不是transaction方法。

    1.3 ProcessState類是一個singleton類型，每個進程只能創建一個實例，它的作用是管理當前進程中的所有Service代理對象(BpBinder對象)。任何一個使用binder機制的進程都必須創建一個該類的實例。

    1.4 IPCThreadState類是processState類的友元類，它的作用是封裝對binder設備的I/O操作。客戶端通過調用它的transact()方法完成發送請求；服務器端調用他的joinThreadState()方法等待客戶端的服務請求。

2. Android的binder機制本質上是Proxy模式的一個具體實現。

3. ServiceManager是整個Android系統的Service管理員，任何一個系統Service首先要向它註冊才能提供服務。註冊時，首先要獲得它的代理對象(BpServiceManager)，然後通過調用它的addService()方法完成註冊。客戶端通過調用它的getService()獲取系統服務的代理兌現。ServiceManager在系統中始終對應句柄0。

4. 客戶端通過調用IPCThreadState的transaction方法發送請求；服務器端通過改寫BBinder的onTransaction()方法實現接受請求。

(全文完)

發表評論
所有評論
還沒有人評論，想成為第一個評論的人麼? 請在上方評論欄輸入並且點擊發布.
相關文章

雲效 Flow 配置備忘

腳本 項目根目錄下創建shell文件夾，創建 cabinet.sh 腳本： #!/bin/bash # 應用名 APP_NAME=cabinet-service-test PROG_NAME=$0 ACTION=$1 APP_START

原創 2024-05-30 11:43:23

探討篇（二）：分層架構的藝術 - 打造合理且高效的架構體系

上篇從服務粒度角度進行了探討，本文繼續從服務內的分層角度探討。 本文的觀點源自我在學習與實踐過程中的深思熟慮，尚處於不斷探索和驗證的階段。希望能“拋磚引玉”，激發更多的討論與交流。讓我們共同進步，在探討與實證中尋求真知。 一、背景 應用

原創 2024-05-20 23:55:42

天地圖開發接入指南

註冊賬號 https://uums.tianditu.gov.cn/register 登錄已有賬號 https://sso.tianditu.gov.cn/login?service=https%3A%2F%2Fuums.tiandi

原創 2024-05-15 12:08:42

CVE復現之老洞新探（CVE-2021-3156）

環境搭建 直接拉取合適的docker docker 環境： https://hub.docker.com/r/chenaotian/cve-2021-3156 下載glibc-2.27源碼和sudo-1.8.21源碼 漏洞分析

原創 2024-05-08 22:52:37

Windows下把ZooKeeper註冊成爲Windows服務，實現開機自啓動

下載zookeeper服務插件，zip包就可以了。 下載地址：http://archive.apache.org/dist/commons/daemon/binaries/windows/ 把 prunsrv.exe、prunmgr.exe

原創 2024-05-08 21:56:27

基於TAE的數字鑰匙自動化測試解決方案

方案概述        在汽車發展和用戶需求的推動下，汽車鑰匙開始從傳統的機械鑰匙向數字化、智能化方向發展。目前常見的數字鑰匙集成了藍牙、NFC、UWB等技術實現了移動設備與車端的通信，可以幫助用戶便捷的實現車輛功能控制。隨着數字鑰匙的廣泛

原創 2024-05-29 23:11:46

同樣的APP爲何在Android 8以後網絡感覺變卡？

前言  在無線網絡技術不斷髮展的今天，Wi-Fi已經成爲了我們日常生活中不可或缺的一部分。無論是家庭娛樂、辦公還是在線遊戲，Wi-Fi都在提供着便捷的互聯網接入服務。然而，在安卓8.1後，爲了進一步延長安卓設備的待機時間。原生安卓(AO

原創 2024-05-23 23:57:27

「實用推薦」如何爲桌面 & 移動跨平臺應用選擇UI框架/APP架構？

DevExpress .NET MAUI UI組件庫提供了用於Android和iOS移動開發的高性能UI組件，該庫包括數據網格、圖表、日程、數據編輯器、CollectionView和選項卡組件。 獲取DevExpress .NET MAUI

原創 2024-05-21 12:19:30

有隙可乘 - Android 序列化漏洞分析實戰

作者：vivo 互聯網大前端團隊 - Ma Lian 本文主要描述了FileProvider，startAnyWhere實現，Parcel不對稱漏洞以及這三者結合產生的漏洞利用實戰，另外闡述了漏洞利用的影響和修復預防措施，這個漏洞波及了

原創 2024-05-16 12:09:07

【深圳招聘】Taro 團隊招前端開發工程師！

Taro 團隊再再再招人啦！我們正在尋找多位有經驗的「前端開發工程師」加入我們的團隊。如果您具備以下技能和經驗，我們期待您的加入： 工作職責 參與 Taro 框架開發，同時在跨端和全棧等技術方向攻克難題； 參與跨團隊合作，完成整體項目規

原創 2024-05-13 21:53:04

Docker 的 Busybox 操作系統鏡像

BusyBox是一個遵循GPL協議、以自由軟件形式發行的應用程序。 Busybox在單一的可執行文件中提供了精簡的Unix工具集，可運行於多款POSIX環境的操作系統，例如Linux（包括Android）、Hurd、FreeBSD等等。 由

原創 2024-05-13 11:45:19

前端面試題 - vue的雙向綁定原理是什麼？

前端面試題 - vue的雙向綁定原理是什麼？ vue2的雙向數據綁定是通過數據劫持結合發佈者訂閱者模式的方式來實現。 通過object.defineProperty來劫持各個屬性的setter，getter，在數據變化時發佈消息給訂閱者，

原創 2024-05-17 00:41:12

【解決】element表單動態添加或更新表單項，回顯後無法修改或提示爲空的問題

原方法  /** * 動態更新form * @param form */ updateForm(form) { this.form.manholeId = form.manholeId; this.form

原創 2024-05-15 12:08:40

前端面試題 - null是原始類型，但爲什麼typeof null的結果是object？

前端面試題 - null是原始類型，但爲什麼typeof null的結果是object？ 造成這個結果的原因是null的內存地址是以000開頭，而js會將000開頭的內存地址視爲object。 通過isNull()來判斷一個值是不是null

原創 2024-05-01 23:50:23

聊聊MySQL是如何處理排序的

本文分享自華爲雲社區《MySQL怎樣處理排序⭐️如何優化需要排序的查詢？》，作者：菜菜的後端私房菜。 前言 在MySQL的查詢中常常會用到 order by 和 group by 這兩個關鍵字 它們的相同點是都會對字段進行排序，那查詢語句

原創 2024-05-16 10:58:48