Binder 源码阅读指南之 java 层，Java 程序员如何有效提升学习效率

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 managersServiceManager = 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 localreturn 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);}

1. 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

2. 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

1. 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

2. 如果不是相同进程，则创建IServiceManager.Stub.Proxy
   

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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：

1. 通过调用ProcessState.getContextObject(NULL)获取 sp<IBinder>，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

2. 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()

1. 检查是不是 Binder 类型，这一步是判断是不是传入的是JavaBBinder类型

2. 创建 BinderProxyNativeData 类型的指针,并初始化对应的字段

3. 将其 IBinder 的智能指针引用放到 BinderProxyNativeData.mObject 当中

4. 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<String8>& options, bool zygote)int AndroidRuntime::startReg(JNIEnv* env)static int register_jni_procs(const RegJNIRec array[], size_t count, JNIEnv* env)//android_util_Binder.cppint register_android_os_Binder(JNIEnv* env)static int int_register_android_os_BinderInternal(JNIEnv* env)

5. 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

1. 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

2. 如果没有，则创建一个 BinderProxy 实例，并存入到缓存中

3. 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

1. 获取 Parcel 对象，分为两种，传递数据的 data 和获取回复的 reply

2. 写入两个 String 对象，分别是 token 和服务名称

3. 写入 Binder 对象，这里我们在下面进行讨论

4. 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()

1. 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

2. 是否添加 Trace，主要是性能跟踪

3. 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()

1. 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

2. 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

3. 之后调用getBPNativeData()将BinderProxy.mNativeData转为指向BinderProxyNativeData的指针，从而获取到 sp<IBinder>

4. 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

IServiceManager.getService()

其实是一样的逻辑，都是通过BinderProxy.tansact()进行传递到 JNI 再到 native binder，包括开头的 Demo 中客户端调用sayHello()向服务进行通信，是不是和addService()很像，其中的逻辑是一模一样的。getService()和addService()唯一区别是对于 reply 的处理，getService()需要获取 native 传回来的 IBinder，我们接下来讨论 Parcel 的时候看一下

Parcel 和 Parceable

为什么要 Parcelable

这里涉及到对象的深拷贝和浅拷贝，由于 java 对象都是通过引用来使用的，引用说白了还是指针。问题就在于此，浅拷贝只是将对象中的数据一字节一字节的拷贝，如果对象含有另一对象的引用，就会造成拷贝出来的对象指向同一个对象，这还只是其一，对于远程调用来说，如果只是浅拷贝，拷贝过来的对象中的引用根本就是 null(进程的内存隔离)。

解决的方法就是深拷贝，所谓深拷贝就是将对象中引用不断的进行“解析”，怎么“解析”呢？不要忘记了 Java 中的 8 个基本类型，所有的 java 对象都是由这 8 个基本类型组成，“解析”之后就变成一个个有序的字节序列，说它有序是因为“解析”的过程要按照一定的顺序，不然就不能“反解析”了，“反解析“的过程就是将有序的字节序列变成对象的过程，这个“解析”的过程就是序列化，“反解析”的过程就是反序列化