（1） Android中Binder调用流程 --- 匿名和实名Binder调用

针对framework源码：8.1.0

本系列文章主要结合源码讲解Android下Binder的通讯机制，毫不夸张的说，Binder是Android下最核心的组件之一，其英文叫粘合剂，没有它，Android下四大组件、各种组件之间的通讯失去了应有的意义。

其实，网上介绍Binder的文章太多了，这里我们换另外一个视角来理解下Binder，主要结合源码和实际的使用流程来看看Binder在Android开发中扮演什么样的角色，具有什么样的功能，这一节主要从整体上了解下Android开发中用到的各种Service怎么样获取、调用，以及我们自己开发的Service又是怎么样在多进程中完成数据交换的。

首先，我们把Android中的Service分为实名Service和匿名Service，那什么是实名Service和匿名Service呢？我们先来看看实名Service，这里所谓的实名Service主要就是系统提供的各种Service，比如ActivityManagerService、PakcageManagerService等，这些Service是系统在初始化的时候通过ServiceManager注册到系统中的，所以，我们把这类Service叫做实名Service，下面的流程图描述使用实名Service的整体流程。

实名Service

（1） Android中Binder调用流程 --- 匿名和实名Binder调用_第1张图片

从上图看出，实名Service的使用涉及到四个进程：ServiceManager、SystemServer、Client、Binder驱动。除了Binder驱动运行在内核，其它三个进程都运行在用户空间，为了实现进程之间相互的数据交换，运行在内核层的Binder驱动扮演了这一角色，实现数据在用户进程之间的交换，Binder驱动这节不讲，大家只要知道，Binder驱动实现mmap和ioctl系统调用，完成内核空间和用户空间缓存的映射以及对缓存和Service的管理。

我们先看下Service的注册（只有注册了客户端才能查询到需要的服务），这里涉及到两个用户空间的两个进程：系统进程SystemServer和ServiceManager服务进程。

ServiceManager进程启动

frameworks/native/cmds/servicemanager/service_manager.c

先说说ServiceManager进程的启动到底做了些什么？下面是ServiceManager的main函数：

int main(int argc, char** argv)
363{
......
374    bs = binder_open(driver, 128*1024); // (1)
375    if (!bs) {
......
385    }
386
387    if (binder_become_context_manager(bs)) {    // (2)
388        ALOGE("cannot become context manager (%s)\n", strerror(errno));
389        return -1;
390    }
391
......
415    binder_loop(bs, svcmgr_handler);    // (3)
416
417    return 0;
418}
419

代码(1)处的 bs = binder_open(driver, 128*1024); 作用是打开Binder设备，同时初始化缓存空间大小128KB，这里ServiceManager就是完成Service的注册、获取等简单操作，因此缓存大小为128KB够用了。

代码(2)处的 binder_become_context_manager(bs) 作用就是告诉Binder驱动我们这个线程是Binder的管理线程，当然ServiceManager进程自然就是Binder的管理进程，这里要注意，这个就是Binder设计巧妙之处，因为成为Binder的管理线程时Binder驱动会在其内部初始化一个全局的binder_node对象，其handle为0作为IServiceManager的远程代理节点信息，因此，IServiceManager是没有具体的实现类的，它的实体Binder就是ServiceManager进程，为什么呢，因为ServiceManager进程实现了IServiceManager的接口，下面代码(3)实现的。

frameworks/native/cmds/servicemanager/binder.c

代码(3)是个死循环，不断调用ioctl来读取客户端发来的服务查询请求，收到客户端请求后经过一系列的解析，最终交由svcmgr_handler处理，其实现如下：

252int svcmgr_handler(struct binder_state *bs,253                   struct binder_transaction_data *txn,254                   struct binder_io *msg,255                   struct binder_io *reply)256{......296297    switch(txn->code) {298    case SVC_MGR_GET_SERVICE:299    case SVC_MGR_CHECK_SERVICE:300        ......309310    case SVC_MGR_ADD_SERVICE:311        ......321322    case SVC_MGR_LIST_SERVICES: {323        ......338    }339    ......344    bio_put_uint32(reply, 0);345    return 0;346}

看到了吧，这里就是实现IServiceManager接口的功能了，所以我们说IServiceManager接口没有具体的实现类，而是由ServiceManager的svcmgr_handler函数完成的，这就是Binder实现的巧妙，第一个IBinder对象就是这样实现的，接下来其它的系统提供的Service就可以通过IServiceManager来查询获取了。

下面看下各种系统服务的注册，系统服务一般是在SystemServer进程里注册的，我们是为了讲解Service的调用流程，这里仅仅看看ActivityManagerService注册即可。

ActivityManagerService服务注册

frameworks/base/services/core/java/com/android/server/am/ActivityManagerService.java

2554    public void setSystemProcess() {2555        try {2556            ServiceManager.addService(Context.ACTIVITY_SERVICE, this, true);2557            ServiceManager.addService(ProcessStats.SERVICE_NAME, mProcessStats);2558            ServiceManager.addService("meminfo", new MemBinder(this));2559            ServiceManager.addService("gfxinfo", new GraphicsBinder(this));2560            ServiceManager.addService("dbinfo", new DbBinder(this));

SystemServer启动的时候会初始化ActivityManagerService，然后调用ActivityManagerService的setSystemProcess方法把ActivityManagerService注册到ServiceManager中，ServiceManager.addService(Context.ACTIVITY_SERVICE, this, true);这句代码就是。

首先ServiceManager是一个IServiceManager的远程代理（handler为0），其本地实现就是BpBinder类，这里有很多知识点，不明白先看流程就行，后面我们会说，这只是说下整体流程。

通过ServiceManager的远程代理，使用操作码SVC_MGR_ADD_SERVICE通过ioctl系统调用（命令码：BINDER_WRITE_READ）向Binder驱动发送请求，还记得之前讲的吗？ServiceManager进程在死循环里等待读取客户端的请求，就是这里了，我们向Binder驱动发送操作码SVC_MGR_ADD_SERVICE的请求后，Binder驱动发现Binder实体的handle为0（handle为0对应ServiceManager进程），那么它就知道处理的进程是ServiceManager，把请求封装后投递给ServiceManager进程的任务队列，然后唤醒ServiceManager进程让其处理这个请求。

ServiceManager收到这个请求，开始解析并最终处理SVC_MGR_ADD_SERVICE操作码的分支，完成Service的注册，注意，因为是跨进程的，ServiceManager注册的Service仅仅是记录实体Binder的引用、指针地址等信息，真实的IBinder实体类是在SystemServer进程中的（Binder实体类的真实宿主）。

到这里大家比较疑惑，那远程调用怎么才能调用真正的IBinder实体类来处理业务逻辑呢？答案还是在Binder驱动层，因为Binder驱动也记录了我们注册的Service信息（binder_node），这些信息包括Service属于哪个进程、其引用等，具体细节后面会讲，这里只要知道大概就行。

到这里Service已经注册到ServiceManager里了，后面就可以通过名称来查询系统提供的服务并使用其提供的功能了。

匿名Service

（1） Android中Binder调用流程 --- 匿名和实名Binder调用_第2张图片

匿名Service我们这里仅仅指出其和实名Service区别，其它请参考实名Service。

匿名Service和实名Service区别就在于Service的存储方式，实名Service是存储在ServiceManager进程里的，其实现了key/value的方式来保存和检索服务，因此，外部可以通过名称来访问指定的Service，系统的服务都是注册在ServiceManager里的，所以对于客户端来说是可以通过名称来查询服务的。

而匿名Service存储的地方根据具体实现而定，比如bindService里的IServiceConnection就是存储在LoadApk对象的内部类ServiceDispatcher里的，如果服务端不向外告知，外部是不知道有这个IServiceConnection对象存在的，这也是ActivityManagerService的远程方法bindService为什么有IServiceConnection这个参数的原因，因为它需要明确获取IServiceConnection这个客户端对象，当服务绑定成功后才可以通过这个对象把服务传给远程的客户端。

本系列文章均为原创，主要总结作者多年在软件行业的一些经验，和大家共同学习、进步，转载请注明出处，谢谢！

实名Service

ServiceManager进程启动

ActivityManagerService服务注册

匿名Service

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