在前面一篇文章淺談Service Manager成為Android進程間通信（IPC）機制Binder守護進程之路中，介紹了Service Manager是如何成為Binder機制的守護進程的。既然作為守護進程，Service Manager的職責當然就是為Server和Client服務了。那么，Server和Client如何獲得Service Manager接口，進而享受它提供的服務呢？本文將簡要分析Server和Client獲得Service Manager的過程。

        在閱讀本文之前，希望讀者先閱讀Android進程間通信（IPC）機制Binder簡要介紹和學習計劃一文提到的參考資料Android深入淺出之Binder機制，這樣可以加深對本文的理解。

        我們知道，Service Manager在Binder機制中既充當守護進程的角色，同時它也充當著Server角色，然而它又與一般的Server不一樣。對于普通的Server來說，Client如果想要獲得Server的遠程接口，那么必須通過Service Manager遠程接口提供的getService接口來獲得，這本身就是一個使用Binder機制來進行進程間通信的過程。而對于Service Manager這個Server來說，Client如果想要獲得Service Manager遠程接口，卻不必通過進程間通信機制來獲得，因為Service Manager遠程接口是一個特殊的Binder引用，它的引用句柄一定是0。

        獲取Service Manager遠程接口的函數是defaultServiceManager，這個函數聲明在frameworks/base/include/binder/IServiceManager.h文件中：

          sp<IServiceManager> defaultServiceManager();  

      實現在frameworks/base/libs/binder/IServiceManager.cpp文件中：

sp<IServiceManager> defaultServiceManager() {   if (gDefaultServiceManager != NULL) return gDefaultServiceManager;   {   AutoMutex _l(gDefaultServiceManagerLock);   if (gDefaultServiceManager == NULL) {    gDefaultServiceManager = interface_cast<IServiceManager>(     ProcessState::self()->getContextObject(NULL));   }  }   return gDefaultServiceManager; } 

        gDefaultServiceManagerLock和gDefaultServiceManager是全局變量，定義在frameworks/base/libs/binder/Static.cpp文件中：

Mutex gDefaultServiceManagerLock; sp<IServiceManager> gDefaultServiceManager; 

        從這個函數可以看出，gDefaultServiceManager是單例模式，調用defaultServiceManager函數時，如果gDefaultServiceManager已經創建，則直接返回，否則通過interface_cast<IServiceManager>(ProcessState::self()->getContextObject(NULL))來創建一個，并保存在gDefaultServiceManager全局變量中。

       在繼續介紹interface_cast<IServiceManager>(ProcessState::self()->getContextObject(NULL))的實現之前，先來看一個類圖，這能夠幫助我們了解Service Manager遠程接口的創建過程。

        參考資料Android深入淺出之Binder機制一文的讀者，應該會比較容易理解這個圖。這個圖表明了，BpServiceManager類繼承了BpInterface<IServiceManager>類，BpInterface是一個模板類，它定義在frameworks/base/include/binder/IInterface.h文件中：

template<typename INTERFACE> class BpInterface : public INTERFACE, public BpRefBase { public:  BpInterface(const sp<IBinder>& remote);  protected:  virtual IBinder* onAsBinder(); }; 

        IServiceManager類繼承了IInterface類，而IInterface類和BpRefBase類又分別繼承了RefBase類。在BpRefBase類中，有一個成員變量mRemote，它的類型是IBinder*，實現類為BpBinder，它表示一個Binder引用，引用句柄值保存在BpBinder類的mHandle成員變量中。BpBinder類通過IPCThreadState類來和Binder驅動程序并互，而IPCThreadState又通過它的成員變量mProcess來打開/dev/binder設備文件，mProcess成員變量的類型為ProcessState。ProcessState類打開設備/dev/binder之后，將打開文件描述符保存在mDriverFD成員變量中，以供后續使用。

        理解了這些概念之后，就可以繼續分析創建Service Manager遠程接口的過程了，最終目的是要創建一個BpServiceManager實例，并且返回它的IServiceManager接口。創建Service Manager遠程接口主要是下面語句：

gDefaultServiceManager = interface_cast<IServiceManager>( 
    ProcessState::self()->getContextObject(NULL));  

        看起來簡短，卻暗藏玄機，具體可閱讀Android深入淺出之Binder機制這篇參考資料，這里作簡要描述。

        首先是調用ProcessState::self函數，self函數是ProcessState的靜態成員函數，它的作用是返回一個全局唯一的ProcessState實例變量，就是單例模式了，這個變量名為gProcess。如果gProcess尚未創建，就會執行創建操作，在ProcessState的構造函數中，會通過open文件操作函數打開設備文件/dev/binder，并且返回來的設備文件描述符保存在成員變量mDriverFD中。

        接著調用gProcess->getContextObject函數來獲得一個句柄值為0的Binder引用，即BpBinder了，于是創建Service Manager遠程接口的語句可以簡化為：

gDefaultServiceManager = interface_cast<IServiceManager>(new BpBinder(0));  

        再來看函數interface_cast<IServiceManager>的實現，它是一個模板函數，定義在framework/base/include/binder/IInterface.h文件中：

template<typename INTERFACE> inline sp<INTERFACE> interface_cast(const sp<IBinder>& obj) {  return INTERFACE::asInterface(obj); } 

    這里的INTERFACE是IServiceManager，于是調用了IServiceManager::asInterface函數。IServiceManager::asInterface是通過DECLARE_META_INTERFACE(ServiceManager)宏在IServiceManager類中聲明的，它位于framework/base/include/binder/IServiceManager.h文件中：

DECLARE_META_INTERFACE(ServiceManager);  

        展開即為：

#define DECLARE_META_INTERFACE(ServiceManager)        /  static const android::String16 descriptor;       /  static android::sp<IServiceManager> asInterface(     /  const android::sp<android::IBinder>& obj);       /  virtual const android::String16& getInterfaceDescriptor() const; /  IServiceManager();             /  virtual ~IServiceManager();             

  IServiceManager::asInterface的實現是通過IMPLEMENT_META_INTERFACE(ServiceManager, "android.os.IServiceManager")宏定義的，它位于framework/base/libs/binder/IServiceManager.cpp文件中：

IMPLEMENT_META_INTERFACE(ServiceManager, "android.os.IServiceManager");  

       展開即為：

#define IMPLEMENT_META_INTERFACE(ServiceManager, "android.os.IServiceManager")     /  const android::String16 IServiceManager::descriptor("android.os.IServiceManager");  /  const android::String16&         /  IServiceManager::getInterfaceDescriptor() const {          /  return IServiceManager::descriptor;             /  }                      /  android::sp<IServiceManager> IServiceManager::asInterface(        /  const android::sp<android::IBinder>& obj)            /  {                      /  android::sp<IServiceManager> intr;              /  if (obj != NULL) {                  /  intr = static_cast<IServiceManager*>(             /  obj->queryLocalInterface(                /  IServiceManager::descriptor).get());             /  if (intr == NULL) {                 /  intr = new BpServiceManager(obj);              /  }                      /  }                      /  return intr;                   /  }                      /  IServiceManager::IServiceManager() { }             /  IServiceManager::~IServiceManager() { }  

         估計寫這段代碼的員工是從Microsoft跳槽到Google的。這里我們關注IServiceManager::asInterface的實現：

android::sp<IServiceManager> IServiceManager::asInterface(const android::sp<android::IBinder>& obj)            {                       android::sp<IServiceManager> intr;                 if (obj != NULL) {                    intr = static_cast<IServiceManager*>(                  obj->queryLocalInterface(IServiceManager::descriptor).get());      if (intr == NULL) {        intr = new BpServiceManager(obj);             }            ｝  return intr;         }  

         這里傳進來的參數obj就則剛才創建的new BpBinder(0)了，BpBinder類中的成員函數queryLocalInterface繼承自基類IBinder，IBinder::queryLocalInterface函數位于framework/base/libs/binder/Binder.cpp文件中：

sp<IInterface> IBinder::queryLocalInterface(const String16& descriptor) {  return NULL; } 

         由此可見，在IServiceManager::asInterface函數中，最終會調用下面語句：

                    intr = new BpServiceManager(obj);   

         即為：

                    intr = new BpServiceManager(new BpBinder(0));   

        回到defaultServiceManager函數中，最終結果為：

           gDefaultServiceManager = new BpServiceManager(new BpBinder(0));  

       這樣，Service Manager遠程接口就創建完成了，它本質上是一個BpServiceManager，包含了一個句柄值為0的Binder引用。

        在Android系統的Binder機制中，Server和Client拿到這個Service Manager遠程接口之后怎么用呢？

        對Server來說，就是調用IServiceManager::addService這個接口來和Binder驅動程序交互了，即調用BpServiceManager::addService 。而BpServiceManager::addService又會調用通過其基類BpRefBase的成員函數remote獲得原先創建的BpBinder實例，接著調用BpBinder::transact成員函數。在BpBinder::transact函數中，又會調用IPCThreadState::transact成員函數，這里就是最終與Binder驅動程序交互的地方了。回憶一下前面的類圖，IPCThreadState有一個PorcessState類型的成中變量mProcess，而mProcess有一個成員變量mDriverFD，它是設備文件/dev/binder的打開文件描述符，因此，IPCThreadState就相當于間接在擁有了設備文件/dev/binder的打開文件描述符，于是，便可以與Binder驅動程序交互了。

       對Client來說，就是調用IServiceManager::getService這個接口來和Binder驅動程序交互了。具體過程上述Server使用Service Manager的方法是一樣的，這里就不再累述了。

      IServiceManager::addService和IServiceManager::getService這兩個函數的具體實現，在下面兩篇文章中，會深入到Binder驅動程序這一層，進行詳細的源代碼分析，以便更好地理解Binder進程間通信機制，敬請關注。

        以上就是對Android Binder 通信資料的整理，后續繼續補充相關資料，謝謝大家對本站的支持！