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Android进程间通信(二)——Binder通信相关系统进程

Android进程间通信(二)——Binder通信相关系统进程

作者: Boahui | 来源:发表于2021-07-08 09:54 被阅读0次

    Android进程间通信——Binder机制和AIDL的理解(一) 这篇中我们对Binder通信的原理和AIDL有了一个大概的了解,我们知道Binder通信的本质是一个C/S架构通信方式,有客户端和服务端。客户端和服务端需要通信,那么必定要有一个服务端和一个客户端,并且客户端可以通过某种方式找到想要通信的服务端,类似我们浏览器可以通过域名访问服务器,中间有一个DNS将域名转化为IP地址。服务器的域名要先发布到DNS服务器上,之后浏览器才能通过DNS服务器找到需要访问服务器的地址,建立通信。
    Binder机制中的服务也需要一个类似DNS的服务,帮助客户端找到服务端,这个服务就是servicemanager。需要注意的是,这个servicemanager管理的都是系统服务,比如我们熟悉的
    Context.ACTIVITY_SERVICE (ActivityManagerService)
    Context.WINDOW_SERVICE(WindowManagerService)
    Context.INPUT_SERVICE(InputManagerService)
    Context.INPUT_METHOD_SERVICE(InputMethodManagerService)等等其他很多的系统服务。普通应用之间的Binder通信是通过ActivityManagerService进行的,ActivityManagerService类似于普通应用进程间通信的servicemanager。

    Binder服务获取.jpg

    可见如果我们普通的APP想要跨进程通信就得先获取AMS,而要获取AMS服务就得先注册到servicemanager中,这样APP才能获取到,所以我们就得先搞明白AMS得注册流程是怎样得,servicemanager得工作原理是什么。我们知道servicemanager是一个单独得进程,系统服务也是一个单独得进程,系统服务注册到servicemanager中就需要进程间通信,也就是利用Binder进行通信,所以我们就从AMS注册到servicemanager中这个动作为入口来分析Binder得通信机制。

    系统服务的启动

    我们知道,进程间通信需要一个servicemanager进程和其他系统服务进程比如AMS。首先我们看下AMS是从哪里注册到servicemanager进程中的,通过全局搜索系统源码中的Context.ACTIVITY_SERVICE关键字



    可以发现,AMS是通过ServiceManager.addService进行注册的,我们猜想其他的系统服务也是通过ServiceManager.addService进行注册的,那么再全局搜索ServiceManager.addService



    果然系统服务都是通过ServiceManager.addService添加的。我们看到调用ServiceManager.addService添加系统服务的类为SystemServer.java也就是系统服务的注册入口。看一下SystemServer.java

    可以看到执行了run静态方法,

            .......
            // Start services.
            try {
                traceBeginAndSlog("StartServices");
                //启动不同的服务
                startBootstrapServices();
                startCoreServices();
                startOtherServices();
                SystemServerInitThreadPool.shutdown();
            } catch (Throwable ex) {
                Slog.e("System", "******************************************");
                Slog.e("System", "************ Failure starting system services", ex);
                throw ex;
            } finally {
                traceEnd();
            }
            .......
    

    看到这里我们可能有个疑问,SystemServer这个main方法是从哪里启动的吶?这里我们就需要大致了解一下Android系统启动流程

    Android系统启动流程图1
    参考文章Android系统架构及启动流程
    Android系统启动流程图2
    可以看到系统的启动是从底层硬件层到顶层的App层。
    首先是init进程通过解析init.rc启动文件来启动系统进程,例如Zygote是第一个java进程,其他的java进程都是从Zygote启动.
    .rc文件位于系统源码的system/core/rootdir目录的init.zygote32.rc
    service zygote /system/bin/app_process -Xzygote /system/bin --zygote --start-system-server
        class main
        priority -20
        user root
        group root readproc reserved_disk
        socket zygote stream 660 root system
        onrestart write /sys/android_power/request_state wake
        onrestart write /sys/power/state on
        onrestart restart audioserver
        onrestart restart cameraserver
        onrestart restart media
        onrestart restart netd
        onrestart restart wificond
        writepid /dev/cpuset/foreground/tasks
    

    我们还注意到servicemanager也是通过init解析rc文件启动的

    service servicemanager /system/bin/servicemanager
        class core
        user system
        group system
        critical
        onrestart restart healthd
        onrestart restart zygote
        onrestart restart media
        onrestart restart surfaceflinger
        onrestart restart drm
    

    SystemServer.java的启动

    ZygoteInit.java
         ......
     /* Hardcoded command line to start the system server */
            String args[] = {
                "--setuid=1000",
                "--setgid=1000",
                "--setgroups=1001,1002,1003,1004,1005,1006,1007,1008,1009,1010,1018,1021,1023,1024,1032,1065,3001,3002,3003,3006,3007,3009,3010",
                "--capabilities=" + capabilities + "," + capabilities,
                "--nice-name=system_server",
                "--runtime-args",
                "--target-sdk-version=" + VMRuntime.SDK_VERSION_CUR_DEVELOPMENT,
                "com.android.server.SystemServer",
            };
            ZygoteConnection.Arguments parsedArgs = null;
    
            int pid;
    
            try {
                parsedArgs = new ZygoteConnection.Arguments(args);
                ZygoteConnection.applyDebuggerSystemProperty(parsedArgs);
                ZygoteConnection.applyInvokeWithSystemProperty(parsedArgs);
    
                boolean profileSystemServer = SystemProperties.getBoolean(
                        "dalvik.vm.profilesystemserver", false);
                if (profileSystemServer) {
                    parsedArgs.runtimeFlags |= Zygote.PROFILE_SYSTEM_SERVER;
                }
    
                /* Request to fork the system server process */
                pid = Zygote.forkSystemServer(
                        parsedArgs.uid, parsedArgs.gid,
                        parsedArgs.gids,
                        parsedArgs.runtimeFlags,
                        null,
                        parsedArgs.permittedCapabilities,
                        parsedArgs.effectiveCapabilities);
            } catch (IllegalArgumentException ex) {
                throw new RuntimeException(ex);
            }
         ......
    

    总结
    1、我们知道servicemanager用来管理系统服务,servicemanager的启动是手机系统启动时由init进程解析init.rc文件启动
    2、对于系统服务比如AMS,想要注册到servicemanager中,需要通过ServiceManager.addService方法SystemServer启动时调用,SystemServer是java进程,启动是从Zygote中启动的。
    3、servicemanager是native层进程,ServerManager是Java层进程

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