Binder機制，從Java到C （5. IBinder對象傳遞形式）

1.IBinder的傳遞

Binder IPC通信中，Binder是通信的媒介，Parcel是通信的內容。遠程調用過程中，其參數都被打包成Parcel的形式來傳遞。IBinder對象當然也不例外，在前一篇 Binder機制，從Java到C （4. Parcel） 中說到IBinder對象是能夠進行進程間傳遞的。

下面就看一下IBinder對象在傳遞過程中會有什么變化。

在IPC通信的Proxy端，我們經常可以看到下面類似的代碼，一些參數都會打包到Parcel中。看下面的data和reply。

public void publishService(IBinder token,
            Intent intent, IBinder service) throws RemoteException {
        Parcel data = Parcel.obtain();
        Parcel reply = Parcel.obtain();
        data.writeInterfaceToken(IActivityManager.descriptor);
        data.writeStrongBinder(token);
        intent.writeToParcel(data, 0);
        data.writeStrongBinder(service);
        mRemote.transact(PUBLISH_SERVICE_TRANSACTION, data, reply, 0);
        reply.readException();
        data.recycle();
        reply.recycle();
    }

在IPC通信里，android是通過Parcel類的成員函數writeStrongBinder()向Parcel寫入IBinder，再通過mRemote發送出去。

 

2.writeStrongBinder()

接下來就看一下writeStrongBinder()這個函數里做了什么。
/frameworks/base/core/java/android/os/Parcel.java

public final class Parcel {
    …
    /**
     * Write an object into the parcel at the current dataPosition(),
     * growing dataCapacity() if needed.
     */
    public final void writeStrongBinder(IBinder val) {
        nativeWriteStrongBinder(mNativePtr, val);
    }
    private static native void nativeWriteStrongBinder(int nativePtr, IBinder val);
    …
}

 

看，這里又調用了native方法，我們會發現Java 層的一些Parcel其實只是對C/C++層的一個封裝，大部分操作還是依靠JNI去調用Native的操作。
那看一下C++里對應的方法：

/frameworks/base/core/jni/android_os_Parcel.cpp

static void android_os_Parcel_writeStrongBinder(JNIEnv* env, jclass clazz, jint nativePtr, jobject object)
{
    Parcel* parcel = reinterpret_cast<Parcel*>(nativePtr);
    if (parcel != NULL) {
        const status_t err = parcel->writeStrongBinder(ibinderForJavaObject(env, object));
        if (err != NO_ERROR) {
            signalExceptionForError(env, clazz, err);
        }
    }
}

最主要的就是ibinderForJavaObject 這個函數，繼續跟蹤代碼：

/frameworks/base/core/jni/android_util_Binder.cpp

sp<IBinder> ibinderForJavaObject(JNIEnv* env, jobject obj)
{
    if (obj == NULL) return NULL;

    if (env->IsInstanceOf(obj, gBinderOffsets.mClass)) { //mClass指向Java層中的Binder class
        JavaBBinderHolder* jbh = (JavaBBinderHolder*)
            env->GetIntField(obj, gBinderOffsets.mObject);
        return jbh != NULL ? jbh->get(env, obj) : NULL; //get() 返回一個JavaBBinder，繼承自BBinder
    }

    if (env->IsInstanceOf(obj, gBinderProxyOffsets.mClass)) { //mClass 指向Java層的BinderProxy class
        return (IBinder*)
            env->GetIntField(obj, gBinderProxyOffsets.mObject); //返回一個BpBinder，mObject是它的地址值
    }
    ALOGW("ibinderForJavaObject: %p is not a Binder object", obj);
    return NULL;
}

這個函數呢，就是根據傳進來的Java對象找到對應的C++對象，這里的參數obj,可能會指向兩種對象：Binder對象或者BinderProxy對象。這兩個對象我們在RemoteService那一篇里其實就遇到過了，Binder對象呢就是Service里實現的那個mRemoteBinder，BinderProxy對象呢就是Activity里回調傳進來的那個service。不記得的話，可以再看一下那一篇：Binder機制，從Java到C （1. IPC in Application Remote Service）

接着說，如果傳進來的是Binder對象，那么就會把gBinderOffsets.mObject轉化成JavaBBinderHolder, 並從中獲得一個JavaBBinder對象。JavaBBinder繼承自BBinder。（在RemoteService那一篇，Service會在onBind回調里把mRemoteBinder傳給AMS，這里傳遞的就是Binder對象）

如果傳進來的是BinderProxy對象。就會返回一個BpBinder，這個BpBinder的地址值就保存在gBinderProxyOffsets.mObject中。（在RemoteService那一篇，AMS要傳遞給Acticity的就是BinderProxy對象）。

到這里，你可能會奇怪，為什么Service把Binder對象傳遞給AMS，后面AMS卻是把BinderProxy對象傳遞給Activity呢？這個我們后面再說，（可以先說一下，其實是因為這些Binder對象都會經過底層傳輸，那在傳輸的過程中，Binder模塊就會根據不同的情況對這些對象進行轉化）

好吧，那還是接着說，有發送，當然會有接收，再來看一下Parcel的readStrongBinder()：

3.readStrongBinder()

同樣也是JNI調用：

/frameworks/base/core/jni/android_os_Parcel.cpp

static jobject android_os_Parcel_readStrongBinder(JNIEnv* env, jclass clazz, jint nativePtr)
{
      ...
      return javaObjectForIBinder(env, parcel->readStrongBinder());
}

/frameworks/base/core/jni/android_util_Binder.cpp
jobject javaObjectForIBinder(JNIEnv* env, const sp<IBinder>& val) （1）
{
    if (val == NULL) return NULL;
    if (val->checkSubclass(&gBinderOffsets)) { （2）12         // One of our own!
        jobject object = static_cast<JavaBBinder*>(val.get())->object();
        LOGDEATH("objectForBinder %p: it's our own %p!\n", val.get(), object);
        return object;
    }
   ...
    jobject object = (jobject)val->findObject(&gBinderProxyOffsets);
    if (object != NULL) {
        jobject res = env->CallObjectMethod(object, gWeakReferenceOffsets.mGet); （3）
        if (res != NULL) {
            ALOGV("objectForBinder %p: found existing %p!\n", val.get(), res);
            return res;
        }
       ...
    }
    object = env->NewObject(gBinderProxyOffsets.mClass, gBinderProxyOffsets.mConstructor); （4）
    if (object != NULL) {
       ….
    }
    return object;
}

 

（1）：這里的val和writeStrongBinder類似，不過是反過來，指向的可能是JavaBBinder或者BpBinder。

（2）：如果是JavaBBinder，就會通過成員函數object()，返回一個Java對象，這個對象就是Java層的Binder對象。

（3）：如果是BpBinder，那就先查找是否已經存在需要使用的BinderProxy對象，如果找到就返回引用

（4）：如果沒找到可用的引用，就new 一個BinderProxy對象。

4.Binder Module in Kernel

實際上，在Client端將參數打包成Parcel后，會發送到kernel的Binder module。在Binder module中，會有兩種IBinder類型：BINDER_TYPE_BINDER,BINDER_TYPE_HANDLE。也對應着ava的本地對象和代理對象。

在Binder module收到數據后，會對不同的情況做進一步處理：
1.傳來的IBinder類型是BINDER_TYPE_BINDER, 會將binder_type轉化為BINDER_TYPE_HANDLE;

(這里理解起來有點別扭，因為只有在不同進程間傳遞IBinder時，才會把IBinder傳遞到kernel里，所以傳遞進來的IBinder必定是傳遞給別的process，不會是IBinder所在的process，這時，IBinder所在的process和發送目標process不是同一個，就需要改成BINDER_TYPE_HANDLE。如果IBinder是在同一個進程間傳遞，也不會進入到kernel里。所以一個BINDER_TYPE_BINDER類型的IBinder傳進kernel，就必然需要轉化成BINDER_TYPE_HANDLE)

2.傳來的IBinder類型是BINDER_TYPE_HANDLE,會判斷這個IBinder實體定義的process和發送的目標process是否相同，如果相同，就將binder_type轉化成BINDER_TYPE_BINDER。如果不同，保持BINDER_TYPE_HANDLE。

因為只有不同進程間傳遞才會把IBinder發送到Binder module，所以在IBinder的傳遞中，可能會有2中可能。
1.process A → process B → process A
2.process A → process B → process C

這時候，對應的IBinder類型就會是：
1.BINDER_TYPE_BINDER → BINDER_TYPE_HANDLE → BINDER_TYPE_BINDER
2.BINDER_TYPE_BINDER → BINDER_TYPE_HANDLE → BINDER_TYPE_HANDLE

 

 

 

 

5.再看 Bind service

實際上，bind一個service的過程，也就是上述的第2中情況。