AMS系列②—Binder通信的双向代理绑定

Binder进程见通信是通过远程代理来实现的，SystemServer进程和APP用户进程使用Binder进行通信，必须建立双向的代理绑定，即：一个进程即使客户端也是服务端，这样才能实现双工通道：

只有持有对方进程的代理对象，才能通过代理对象控制真实对象做事情，代理对象必须是一个Binder接口，因为它要依赖Binder帮我们做底层的进程间的数据传递，下面从源码分析下，这个双向代理的建立过程：

App进程创建AMS代理 （APP作为客户端）

上一篇文章介绍了ams的创建的具体细节，在 startBootstrapServices ()开启引导服务这个方法的分析4中：调用了AMS的setSystemProcess()这个方法，在这个方法中，将我们的SystemServer进程（从APP进程的角度：远程进程，服务端进程）的各种服务（包括AMS本身）都添加到ServiceManager这个类中：

    public void setSystemProcess() {
        try {
            ServiceManager.addService(Context.ACTIVITY_SERVICE, this, /* allowIsolated= */ true,
                    DUMP_FLAG_PRIORITY_CRITICAL | DUMP_FLAG_PRIORITY_NORMAL | DUMP_FLAG_PROTO);
            ServiceManager.addService(ProcessStats.SERVICE_NAME, mProcessStats);
            ServiceManager.addService("meminfo", new MemBinder(this), /* allowIsolated= */ false,
                    DUMP_FLAG_PRIORITY_HIGH);
            ServiceManager.addService("gfxinfo", new GraphicsBinder(this));
            ServiceManager.addService("dbinfo", new DbBinder(this));
            if (MONITOR_CPU_USAGE) {
                ServiceManager.addService("cpuinfo", new CpuBinder(this),
                        /* allowIsolated= */ false, DUMP_FLAG_PRIORITY_CRITICAL);
            }
            ServiceManager.addService("permission", new PermissionController(this));
            ServiceManager.addService("processinfo", new ProcessInfoService(this));
    }

不知道大家在学习Bidner的时候也没有关注到ServiceManager这个东西，简单在过一下Binder吧：

Binder通信模型中有四个东西：
Binder驱动：谷歌在linux层面嵌入的一个插件/驱动，实现进程间通信的底层细节，比如调用mmap实现内存映射，调用copy_from_user实现内存拷贝；
ServiceManager：本质是一个进程，由Binder驱动控制，它的作用是维护了一张表service_manager表，这张表里面存放了所有的服务端进程的记录（具体记录的是什么我忘了，类似具柄引用什么的）
客户端进程：进程通信的C端进程
服务端进程：进程通信的S端进程
首先服务端进程向Binder驱动申请成为服务端，那么服务端进程就会存放到ServiceManager这张表中，当客户端需要通信时，可以向Binder驱动申请查询对应的服务端，如果查询到，就会返回一个服务端的代理给客户端，那么客户端就可以通过这个代理去让服务端的真实对象做事情；

在这里的Servicemanager添加的各种服务，就会被添加到ServiceManager进程的service_manager表中，这样就完成了服务端（SystemServer进程的服务）的注册；

App创建AMS代理：

在AMS的setSystemProcess中想ServiceManager表中注册了之后，就可以通过ServiceManager.getService（）向Binder驱动申请获取这个服务的IBinder对象：

    IBinder b = ServiceManager.getService("activity");

在APP进程，AMS的代理是一个叫做iActivityManager的对象，这个玩意儿在7.0和8.0还不一样，我们先看7.0的版本：

7.0 Nougat

在7.0中又一个ActivityManagerNative类,用户进程在startActivity的时候(具体是在Instrumentation.execStartActivity的时候，不清楚的可以看前面的文章)，会调用AMN的getDefault()获取AMS的代理：ActivityManagerProxy对象；（这个ActivityManagerProxy是IActivityManager的子类）

Instrumentation.execStartActivity():

int result = ActivityManagerNative.getDefault()
                .startActivity(whoThread, who.getBasePackageName(), intent,
                        intent.resolveTypeIfNeeded(who.getContentResolver()),
                        token, target != null ? target.mEmbeddedID : null,
                        requestCode, 0, null, options);
            checkStartActivityResult(result, intent);

ActivityManagerNative.getDefault()：

    static public IActivityManager getDefault() {
        return gDefault.get();
    }

   private static final Singleton<IActivityManager> gDefault = new Singleton<IActivityManager>() {
        protected IActivityManager create() {
            IBinder b = ServiceManager.getService("activity");
            IActivityManager am = asInterface(b);
            return am;
        }
    };

    static public IActivityManager asInterface(IBinder obj) {
        IActivityManager in =
            (IActivityManager)obj.queryLocalInterface(descriptor);
        return new ActivityManagerProxy(obj);
    }

这里的逻辑也非常简单，首先通过ServiceManager.getService()向底层的Binder注册表service_manager查询AMS的IBinder对象，然后将AMS的iBinder对象封装到ActivityManagerProxy中：

   class ActivityManagerProxy implements IActivityManager{
        public ActivityManagerProxy(IBinder remote)
        {
        mRemote = remote;
        }
  }

• AMN是服务端进程（SystemServer）的，它实现了Binder接口，iActivityManager接口，AMS是其的子类;AMN作为服务端被代理的对象，所有的实际功能都是尤其子类AMS实现的；
• AMP是客户端进程的，拥有一个Binder成员变量（AMS的iBinder对象，从ServiceManager表中查询到的代理对象），AMP作为客户端的代理对象，它通过mRemote调用的方法都会代理到服务端的AMN中，而AMS继承了AMN，所以最终都是由AMS进程处理的；

8.0 Oreo

Instrumentation.execStartActivity():

            int result = ActivityManager.getService()
                .startActivity(whoThread, who.getBasePackageName(), intent,
                        intent.resolveTypeIfNeeded(who.getContentResolver()),
                        token, target, requestCode, 0, null, options);

ActivityManager.getService():

    public static IActivityManager getService() {
        return IActivityManagerSingleton.get();
    }

    private static final Singleton<IActivityManager> IActivityManagerSingleton =
            new Singleton<IActivityManager>() {
                @Override
                protected IActivityManager create() {
                    final IBinder b = ServiceManager.getService(Context.ACTIVITY_SERVICE);
                    final IActivityManager am = IActivityManager.Stub.asInterface(b);
                    return am;
                }
            };

这里的处理方式和7.0如出一辙，首先通过ServiceManager获取ams的iBinder对象，然后通过这个对象构造出一个iActivityManager对象；

• IActivityManager是一个aidl接口，它编译后会生成一个对应的java类，这个类有一个内部类Stub，要实现跨进程通信只要服务端继承iActivityManager.Stub就好；

• 服务端的AMS继承iActivityManager.Stub后，就可以和客户端的ActivityManager实现跨进程通信

public class ActivityManagerService extends IActivityManager.Stub

SystemServer 进程创建App进程的代理 （SystemServer进程作为客户端）

回忆一下用户进程的入口ActivityThread的main中的初始化做了哪些事情：

    public static void main(String[] args) {
        Looper.prepareMainLooper();
        thread.attach(false, startSeq);
        Looper.loop();
    }

重点关注ActivityThread的attach() ：

ActivityThread.attach():

    private void attach(boolean system, long startSeq) {

           final IActivityManager mgr = ActivityManager.getService();
            try {
                mgr.attachApplication(mAppThread, startSeq);

    }

这里调用了AMS在用户进程的代理iActivityManager的attachApplication()，会执行AMS的attachApplication()：注意这里传入的参数，是当前ActivityThread的ApplicationThread对象,ApplicationThread是ActivityThread的内部类，继承了IApplicationThread.Stub

public final class ActivityThread extends ClientTransactionHandler {
    final ApplicationThread mAppThread = new ApplicationThread();

    private class ApplicationThread extends IApplicationThread.Stub {  }
}

我们在看看传给AMS后，AMS做了什么事情：

    public final void attachApplication(IApplicationThread thread, long startSeq) {
        synchronized (this) {
            attachApplicationLocked(thread, callingPid, callingUid, startSeq);
        }
    }

   private final boolean attachApplicationLocked(IApplicationThread thread,
            int pid, int callingUid, long startSeq) {
          //  分析1
          app.makeActive(thread, mProcessStats);

                //  分析2
                thread.bindApplication(processName, appInfo, providers,
                        app.instr.mClass,
                        profilerInfo, app.instr.mArguments,
                        app.instr.mWatcher,
                        app.instr.mUiAutomationConnection, testMode,
                        mBinderTransactionTrackingEnabled, enableTrackAllocation,
                        isRestrictedBackupMode || !normalMode, app.persistent,
                        new Configuration(getGlobalConfiguration()), app.compat,
                        getCommonServicesLocked(app.isolated),
                        mCoreSettingsObserver.getCoreSettingsLocked(),
                        buildSerial);
    }

• app是一个ProcessRecord对象，ProcessRecord是AMS的一个内部类，是对一个进程的封装，包含了一个用户进程的所有信息；将用户进程传入的ApplicationThread对象通过makeActive()保存到ProcessRecord中，以后当AMS需要向APP发起Binder通信时，就可以直接通过app.thread发起一次Binder通信；

• 这里就是发起了一次Binder，最终会调用服务端（APP进程）ApplicationThread的bindApplication(); 在这里App进程就知道刚刚发起的attach成功了；

整体梳理：

• 在AMS构造的时候，会调用ServiceManager.addService()将SystemServer进程的各种需要跨进程的服务保存起来，本质是保存到Binder驱动确定的ServiceManager进程的service_manager表中；
• Binder通信的本质是通过客户端代理和服务端真实对象实现的，所以AMS进程和APP进程需要实现双工通信，必须同时是客户端和服务端（即有代理对象也有真实对象）
• App进程作为客户端，AMS作为服务端：首先通过ServiceManager.getService（）获取AMS的Binder对象；然后对这个对象封装到ActivityManagerProxy中，这个AMP就是AMS在APP进程本地的代理；
• App进程作为服务端，AMS作为客户端：在APP的入口main中通过AMS在本地的代理发起一次Binder通信，将本地的Binder（ApplicationThread）发送给AMS进程，AMS接收到了以后将其保存在自己的ProcessRecord中，以后当AMS需要向APP发起跨进程通信时，只需要通过ProcessRecord中保存的APP进程的代理即可；