Android(安卓)Context.getSystemService() 与 ServiceManager 的理解和使用

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背景
分析
ServiceManager
总结

ServiceManager作用
Context.bindService() 跟ServiceManager获取对应的binder方式
除了bindService()，其他方式获取binder

背景

这几天在天天在写Context.getSystemService()获取系统服务，例如在获取窗口服务的时候都会这样写：

WindowManager manager = (WindowManager) context.getSystemService(Context.WINDOW_SERVICE);

突然有人问我说，就是getSystemService() 每次获取的对应的WindowManager是否是同一个，还是每次生成新的？

直接翻看了下源码，事实上还是比较简单的，以下做一下记录：

分析

直接看一下Context源码：

// Contextpublic abstract Object getSystemService(@ServiceName @NonNull String name);

Context只是一个抽象类，具体看下实现类ContextWrapper

@Overridepublic Object getSystemService(String name) {    return mBase.getSystemService(name);}

ContextWrapper使用了代理模式，mBase是Context的具体实现。

在Activity启动的时候，ActivityThread的performLaunchActivity中会创建ContextImpl，同时会调用了Activity的attach()，将Context设置给了activity

// ActivityThreadprivate Activity performLaunchActivity(ActivityClientRecord r, Intent customIntent) {        // 创建了ContextImpl        ContextImpl appContext = createBaseContextForActivity(r);        Activity activity = null;        // 反射创建了activity        java.lang.ClassLoader cl = appContext.getClassLoader();        activity = mInstrumentation.newActivity(                    cl, component.getClassName(), r.intent);        // 创建applicaiton        Application app = r.packageInfo.makeApplication(false, mInstrumentation);                appContext.setOuterContext(activity);        // 将appContext传入        activity.attach(appContext, this, getInstrumentation(), r.token,                        r.ident, app, r.intent, r.activityInfo, title, r.parent,                        r.embeddedID, r.lastNonConfigurationInstances, config,                        r.referrer, r.voiceInteractor, window, r.configCallback);        return activity;    }

ContextImpl才是Context的真正实现。

// ContextImpl@Overridepublic Object getSystemService(String name) {    return SystemServiceRegistry.getSystemService(this, name);}

SystemServiceRegistry是一个负责注册系统服务的类，内部有一个静态的HashMap，静态加载了各种系统服务在里面，其中就包括了window_service。

    // ContextImpl    private static final HashMap<Class<?>, String> SYSTEM_SERVICE_NAMES =            new HashMap<Class<?>, String>();    private static final HashMap<String, ServiceFetcher<?>> SYSTEM_SERVICE_FETCHERS =            new HashMap<String, ServiceFetcher<?>>();    private static int sServiceCacheSize;        static {        ...        registerService(Context.WINDOW_SERVICE, WindowManager.class,                new CachedServiceFetcher<WindowManager>() {            @Override            public WindowManager createService(ContextImpl ctx) {                return new WindowManagerImpl(ctx);            }});        ...    }    static abstract class CachedServiceFetcher<T> implements ServiceFetcher<T> {        private final int mCacheIndex;        public CachedServiceFetcher() {            mCacheIndex = sServiceCacheSize++;        }        @Override        @SuppressWarnings("unchecked")        public final T getService(ContextImpl ctx) {            final Object[] cache = ctx.mServiceCache;            synchronized (cache) {                // Fetch or create the service.                Object service = cache[mCacheIndex];                if (service == null) {                    try {                        service = createService(ctx);                        cache[mCacheIndex] = service;                    } catch (ServiceNotFoundException e) {                        onServiceNotFound(e);                    }                }                return (T)service;            }        }        public abstract T createService(ContextImpl ctx) throws ServiceNotFoundException;    }

可见，我们获取的window_service对应的就是静态hashmap存储的WindowManagerImpl，也就是一个进程只会创建一个WindowManagerImpl。

ServiceManager

WindowManagerImpl比较特别，我们再来看一个：

registerService(Context.POWER_SERVICE, PowerManager.class,            new CachedServiceFetcher<PowerManager>() {        @Override        public PowerManager createService(ContextImpl ctx) throws ServiceNotFoundException {            IBinder b = ServiceManager.getServiceOrThrow(Context.POWER_SERVICE);            IPowerManager service = IPowerManager.Stub.asInterface(b);            return new PowerManager(ctx.getOuterContext(),                    service, ctx.mMainThread.getHandler());        }});

其中，从ServiceManager获取对应的服务的binder

 IBinder b = ServiceManager.getServiceOrThrow(Context.POWER_SERVICE);

ServiceManager提供获取服务的接口

// ServiceManager    public static IBinder getServiceOrThrow(String name) throws ServiceNotFoundException {        final IBinder binder = getService(name);        if (binder != null) {            return binder;        } else {            throw new ServiceNotFoundException(name);        }    }    // 通过服务名字获取binder    public static IBinder getService(String name) {        try {            IBinder service = sCache.get(name);            if (service != null) {                return service;            } else {                // 重点：获取对应服务的Binder                return Binder.allowBlocking(getIServiceManager().getService(name));            }        } catch (RemoteException e) {            Log.e(TAG, "error in getService", e);        }        return null;    }

上面的代码很简单，其中sCache是一个hashMap，缓存了已经加载过的服务的binder，避免二次获取。

private static IServiceManager sServiceManager;private static HashMap<String, IBinder> sCache = new HashMap<String, IBinder>();

最后我们的关注点就是：

IServiceManager是对应什么？
getIServiceManager().getService(name)如何获取到具体的服务的binder？

先看下IServiceManager接口的定义：

public interface IServiceManager extends IInterface{    public IBinder getService(String name) throws RemoteException;        public IBinder checkService(String name) throws RemoteException;    public void addService(String name, IBinder service, boolean allowIsolated)                throws RemoteException;    public String[] listServices() throws RemoteException;    public void setPermissionController(IPermissionController controller)            throws RemoteException; }

IServiceManager接口提供了getService，addService，checkService，listService接口，对应的就是binder机制里面的ServiceManager，负责跟Binder打交道，注册binder、获取binder等服务。

再看下getIServiceManager()，他也是一个获取binder转化成对应的服务接口的方法

private static IServiceManager getIServiceManager() {    if (sServiceManager != null) {        return sServiceManager;    }    // Find the service manager    sServiceManager = ServiceManagerNative           .asInterface(Binder.allowBlocking(BinderInternal.getContextObject()));    return sServiceManager;}

ServiceManagerNative是一个类似AIDL为我们自动生成的类的方法，他对应了服务端和客户端的实现。在我们客户端的进程中，打交道的就是ServiceManagerProxy，他是一个BpBinder。

// ServiceManagerNativepublic abstract class ServiceManagerNative extends Binder implements IServiceManager{    static public IServiceManager asInterface(IBinder obj)    {        ...        IServiceManager in =            (IServiceManager)obj.queryLocalInterface(descriptor);        ...        return new ServiceManagerProxy(obj);    }        public ServiceManagerNative()    {        attachInterface(this, descriptor);    }        public boolean onTransact(int code, Parcel data, Parcel reply, int flags)    {        try {            switch (code) {            case IServiceManager.GET_SERVICE_TRANSACTION: {                data.enforceInterface(IServiceManager.descriptor);                String name = data.readString();                IBinder service = getService(name);                reply.writeStrongBinder(service);                return true;            }            ...        }         return false;    }    public IBinder asBinder()    {        return this;    }}class ServiceManagerProxy implements IServiceManager {    public ServiceManagerProxy(IBinder remote) {        mRemote = remote;    }        public IBinder asBinder() {        return mRemote;    }        public IBinder getService(String name) throws RemoteException {        Parcel data = Parcel.obtain();        Parcel reply = Parcel.obtain();        data.writeInterfaceToken(IServiceManager.descriptor);        data.writeString(name);        mRemote.transact(GET_SERVICE_TRANSACTION, data, reply, 0);        IBinder binder = reply.readStrongBinder();        reply.recycle();        data.recycle();        return binder;    }    ....}

很明显，ServiceManagerNative就是对应了binder服务端BBinder的实现，类似aidl帮助自动生成的Stub类。ServiceManagerProxy则对应客户端BpBinder的实现，类似对应aidl帮助自动生成的Stub.Proxy代理类。

最后的问题，BinderInternal.getContextObject()获取的是什么服务的binder？

// BinderInternal/** * Return the global "context object" of the system.  This is usually * an implementation of IServiceManager, which you can use to find * other services. */public static final native IBinder getContextObject();

getContextObject是一个native方法，根据注释，它是整个系统的Context对象，一般情况下，IServiceManager通过它去获取其他服务。

总结

由上面总结的信息可以得到

ServiceManager作用

通过BinderInternal.getContextObject()可以得到ServiceManager的binder，获取得到ServiceManager服务接口，借用ServiceManager服务接口可以去注册、获取我们需要的系统服务。

ServiceManager用于系统服务的注册添加和获取，在AMS都可以看到他的身影，通过它来注册系统服务：

 // ActivityManagerService.java public void setSystemProcess() {try {    ServiceManager.addService(Context.ACTIVITY_SERVICE, this, true);ServiceManager.addService(ProcessStats.SERVICE_NAME, mProcessStats);    ServiceManager.addService("meminfo", new MemBinder(this));    ServiceManager.addService("gfxinfo", new GraphicsBinder(this));    ServiceManager.addService("dbinfo", new DbBinder(this));    if (MONITOR_CPU_USAGE) {        ServiceManager.addService("cpuinfo", new CpuBinder(this));    }    ServiceManager.addService("permission", new PermissionController(this));    ServiceManager.addService("processinfo", new ProcessInfoService(this));    ... }

Context.bindService() 跟ServiceManager获取对应的binder方式

Context.bindService() 跟ServiceManager获取对应的binder方式是不一样的

A 进程 Context.bindService()会将ServiceConnection封装成可IPC调用的IServiceConnection；
同时调用了AMS的bindService，AMS分发给了ActiveServices执行真正的任务；
ActiveServices做保存IServiceConnection工作，启动ActivityThread的handleBindService()去反射生成一个新的Service；
ActivityThread调用了Service的onBind()获取到了Service的binder，调用AMS的publishService()，AMS又让ActiveServices执行工作；
ActiveServices将这个binder通过IServiceConnection发给A进程。完成bindService工作，整个工作流程中，并没有去调用ServiceManager加载这个binder。
至于getContextObject()如何获取到ServiceManager的BpBinder，没有继续深究
service_manager进程是由是由init进程，通过解析init.rc文件来启动的进程。
根据底层0号可以获取到ServiceManager的binder

关于ServiceManager可以参考
https://www.cnblogs.com/lzlltmf/p/5906831.html

除了bindService()，其他方式获取binder

bindService通过ServiceConnection获取对应的binder
借助binder接口获取binder，比如说通过bindService获取binder A，而binder A提供获取binder B的接口
通过ServiceManager的addService，但ServiceManager是hide类，这种方式是SystemService注册的方式，适合系统应用的开发

PS:

同一个进程，getSystemService() 每次获取的对应的WindowManager是同一个。

发布文章的时候，系统提示说：该文章不是原创。

才发现原来这部分网上有好多文章分析过了，看来自己不能浅显的只学习这些简单的知识点，还得继续努力，往深度发展

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背景

分析

ServiceManager

总结

ServiceManager作用

Context.bindService() 跟ServiceManager获取对应的binder方式

除了bindService()，其他方式获取binder

PS:

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