摘要:也同时可以看到责任链的应用,一个请求从上到下会经过很多层,每层都只处理和自己相关的部分,如果没有则交由下层继续传递,如果有直接返回。因此虽然看着费劲点,但是在此还是要对搞操作系统的以及研究操作系统的人们给予敬意。
承接上篇,serviceManager是怎么被调用的呢?如何为app提供服务支持?怎么衔接的?。这次我打算从最上层开始逐步把脉络屡清楚。
首先,我们在写app的时候需要使用AudioManager这类东西的时候,都要调用context.getSystemService(Context.AUDIO_SERVICE);获取服务。逐层看下代码:
a.activity的getSystemService:
@Override public Object getSystemService(String name) { if (getBaseContext() == null) { throw new IllegalStateException( "System services not available to Activities before onCreate()"); } if (WINDOW_SERVICE.equals(name)) { return mWindowManager; } else if (SEARCH_SERVICE.equals(name)) { ensureSearchManager(); return mSearchManager; } return super.getSystemService(name); }
如果是WINDOW_SERVICE或者SEARCH_SERVICE,直接在activity这里就做了处理返回了,否则调用super的同名方法。
b.ContextThemeWrapper的getSystemService:
@Override public Object getSystemService(String name) { if (LAYOUT_INFLATER_SERVICE.equals(name)) { if (mInflater == null) { mInflater = LayoutInflater.from(mBase).cloneInContext(this); } return mInflater; } return mBase.getSystemService(name); }
如果是LAYOUT_INFLATER_SERVICE,在这里直接返回,否则调用mBase的同名方法。
mBase是Context类型,那么其实就是ContextImpl。看下:
1363 @Override 1364 public Object getSystemService(String name) { 1365 return SystemServiceRegistry.getSystemService(this, name); 1366 }
SystemServiceRegistry.java:
716 /** 717 * Gets a system service from a given context. 718 */ 719 public static Object getSystemService(ContextImpl ctx, String name) { 720 ServiceFetcher> fetcher = SYSTEM_SERVICE_FETCHERS.get(name); 721 return fetcher != null ? fetcher.getService(ctx) : null; 722 }
133 private static final HashMap> SYSTEM_SERVICE_FETCHERS = 134 new HashMap >();
这么逐层看来,你请求的内容在每层都分别回应自己所关心的,如果不关心,交给父类处理,最后会走到SystemServiceRegistry类中,看定义就明白,使用一个hashmap来存储名字和ServiceFetcher的对应关系。那么看到这里大体应该有个了解了,SystemServiceRegistry来维护注册进去的所有服务,当然是其他层级上不关心的。
也同时可以看到责任链的应用,一个请求从上到下会经过很多层,每层都只处理和自己相关的部分,如果没有则交由下层继续传递,如果有直接返回。这种模式的使用其实已经在很多年前就非常广泛了,比如tcp/ip的封包和解包过程,比如windows下的层级调用,再比如android的ui event相应等都采用了类似的思想。不要较真儿说这里是继承那边是调用链什么的,我觉得还是看整体思想为好,不需要拘泥于具体什么什么模式,什么什么规则。
再继续看SystemServiceRegistry这个类,静态类一个,连构造都隐藏了,但不是单例,直接在static中进行了很多服务的注册:
140 static { 141 registerService(Context.ACCESSIBILITY_SERVICE, AccessibilityManager.class, 142 new CachedServiceFetcher() { 143 @Override 144 public AccessibilityManager createService(ContextImpl ctx) { 145 return AccessibilityManager.getInstance(ctx); 146 }}); 147 148 registerService(Context.CAPTIONING_SERVICE, CaptioningManager.class, 149 new CachedServiceFetcher () { 150 @Override 151 public CaptioningManager createService(ContextImpl ctx) { 152 return new CaptioningManager(ctx); 153 }}); 154 ...... 707 }
这里使用了静态代码块static,在类被加载的时候必然会走这里。
往下看registerService:
732 * Statically registers a system service with the context. 733 * This method must be called during static initialization only. 734 */ 735 private staticvoid registerService(String serviceName, Class serviceClass, 736 ServiceFetcher serviceFetcher) { 737 SYSTEM_SERVICE_NAMES.put(serviceClass, serviceName); 738 SYSTEM_SERVICE_FETCHERS.put(serviceName, serviceFetcher); 739 }
只是向两个hashmap中填充了名字和class而已。在这里已经实例化了。
简单看下ServiceFetcher:
741 /** 742 * Base interface for classes that fetch services. 743 * These objects must only be created during static initialization. 744 */ 745 static abstract interface ServiceFetcher{ 746 T getService(ContextImpl ctx); 747 }
只是个包装interface,根据类型不同提供了3种子类供各个服务使用:
749 /** 750 * Override this class when the system service constructor needs a 751 * ContextImpl and should be cached and retained by that context. 752 */ 753 static abstract class CachedServiceFetcherimplements ServiceFetcher { 754 private final int mCacheIndex; 755 756 public CachedServiceFetcher() { 757 mCacheIndex = sServiceCacheSize++; 758 } 759 760 @Override 761 @SuppressWarnings("unchecked") 762 public final T getService(ContextImpl ctx) { 763 final Object[] cache = ctx.mServiceCache; 764 synchronized (cache) { 765 // Fetch or create the service. 766 Object service = cache[mCacheIndex]; 767 if (service == null) { 768 service = createService(ctx); 769 cache[mCacheIndex] = service; 770 } 771 return (T)service; 772 } 773 } 774 775 public abstract T createService(ContextImpl ctx); 776 } 777 778 /** 779 * Override this class when the system service does not need a ContextImpl 780 * and should be cached and retained process-wide. 781 */ 782 static abstract class StaticServiceFetcher implements ServiceFetcher { 783 private T mCachedInstance; 784 785 @Override 786 public final T getService(ContextImpl unused) { 787 synchronized (StaticServiceFetcher.this) { 788 if (mCachedInstance == null) { 789 mCachedInstance = createService(); 790 } 791 return mCachedInstance; 792 } 793 } 794 795 public abstract T createService(); 796 } 797 798 /** 799 * Like StaticServiceFetcher, creates only one instance of the service per process, but when 800 * creating the service for the first time, passes it the outer context of the creating 801 * component. 802 * 803 * TODO: Is this safe in the case where multiple applications share the same process? 804 * TODO: Delete this once its only user (ConnectivityManager) is known to work well in the 805 * case where multiple application components each have their own ConnectivityManager object. 806 */ 807 static abstract class StaticOuterContextServiceFetcher implements ServiceFetcher { 808 private T mCachedInstance; 809 810 @Override 811 public final T getService(ContextImpl ctx) { 812 synchronized (StaticOuterContextServiceFetcher.this) { 813 if (mCachedInstance == null) { 814 mCachedInstance = createService(ctx.getOuterContext()); 815 } 816 return mCachedInstance; 817 } 818 } 819 820 public abstract T createService(Context applicationContext); 821 } 822 823}
暂时不深究到底这3种是什么用途,不过都可看到getService内部会走到createService(ctx);中,而这个抽象方法是必须被实现的。然后在static代码块中注册服务的时候都要有选择的去根据这3种类型实现ServiceFetcher,实现createService。那么无论这个服务是单例非单例,或者在创建的时候需要做什么事情,都可以在这个createService中来进行。那么这3类里面又使用了惰性加载,如果缓存有或者单例有就不用走createService,没有的时候就走。
回过头来看,getService最终返回的是一个注册过的服务的实例化对象。
说了这么半天,跟servicemanager有什么关系?其实在于getService的实现上。以AudioManager为例 /frameworks/base/media/java/android/media/AudioManager.java:
655 private static IAudioService getService() 656 { 657 if (sService != null) { 658 return sService; 659 } 660 IBinder b = ServiceManager.getService(Context.AUDIO_SERVICE); 661 sService = IAudioService.Stub.asInterface(b); 662 return sService; 663 }
看到了吧,这里已经开始对ServiceManager的使用了,并且是通过binder来得到的。那么结合之前的分析,ServiceManager是在一个独立的进程中的,那么其他进程要是想通过它拿到Service等操作,就需要借助Binder这个跨进程的通讯方式。再往下看:
/frameworks/base/core/java/android/os/ServiceManager.java:
43 /**
44 * Returns a reference to a service with the given name.
45 *
46 * @param name the name of the service to get
47 * @return a reference to the service, or null
if the service doesn"t exist
48 */
49 public static IBinder getService(String name) {
50 try {
51 IBinder service = sCache.get(name);
52 if (service != null) {
53 return service;
54 } else {
55 return getIServiceManager().getService(name);
56 }
57 } catch (RemoteException e) {
58 Log.e(TAG, "error in getService", e);
59 }
60 return null;
61 }
简单说:先从缓存中拿,如果没有通过getIServiceManager()去拿,看getIServiceManager:
33 private static IServiceManager getIServiceManager() { 34 if (sServiceManager != null) { 35 return sServiceManager; 36 } 37 38 // Find the service manager 39 sServiceManager = ServiceManagerNative.asInterface(BinderInternal.getContextObject()); 40 return sServiceManager; 41 }
单例,然后调用到ServiceManagerNative.asInterface,继续看:
/frameworks/base/core/java/android/os/ServiceManagerNative.java:
33 static public IServiceManager asInterface(IBinder obj) 34 { 35 if (obj == null) { 36 return null; 37 } 38 IServiceManager in = 39 (IServiceManager)obj.queryLocalInterface(descriptor); 40 if (in != null) { 41 return in; 42 } 43 44 return new ServiceManagerProxy(obj); 45 }
通过IBinder对象去查询本地接口,如果没查到需要帮助,就建立一个ServiceManagerProxy。这个代理对象是这样的:
109class ServiceManagerProxy implements IServiceManager { 110 public ServiceManagerProxy(IBinder remote) { 111 mRemote = remote; 112 } 113 114 public IBinder asBinder() { 115 return mRemote; 116 } 117 118 public IBinder getService(String name) throws RemoteException { 119 Parcel data = Parcel.obtain(); 120 Parcel reply = Parcel.obtain(); 121 data.writeInterfaceToken(IServiceManager.descriptor); 122 data.writeString(name); 123 mRemote.transact(GET_SERVICE_TRANSACTION, data, reply, 0); 124 IBinder binder = reply.readStrongBinder(); 125 reply.recycle(); 126 data.recycle(); 127 return binder; 128 } 129 130 public IBinder checkService(String name) throws RemoteException { 131 Parcel data = Parcel.obtain(); 132 Parcel reply = Parcel.obtain(); 133 data.writeInterfaceToken(IServiceManager.descriptor); 134 data.writeString(name); 135 mRemote.transact(CHECK_SERVICE_TRANSACTION, data, reply, 0); 136 IBinder binder = reply.readStrongBinder(); 137 reply.recycle(); 138 data.recycle(); 139 return binder; 140 } 141 142 public void addService(String name, IBinder service, boolean allowIsolated) 143 throws RemoteException { 144 Parcel data = Parcel.obtain(); 145 Parcel reply = Parcel.obtain(); 146 data.writeInterfaceToken(IServiceManager.descriptor); 147 data.writeString(name); 148 data.writeStrongBinder(service); 149 data.writeInt(allowIsolated ? 1 : 0); 150 mRemote.transact(ADD_SERVICE_TRANSACTION, data, reply, 0); 151 reply.recycle(); 152 data.recycle(); 153 } 154 155 public String[] listServices() throws RemoteException { 156 ArrayListservices = new ArrayList (); 157 int n = 0; 158 while (true) { 159 Parcel data = Parcel.obtain(); 160 Parcel reply = Parcel.obtain(); 161 data.writeInterfaceToken(IServiceManager.descriptor); 162 data.writeInt(n); 163 n++; 164 try { 165 boolean res = mRemote.transact(LIST_SERVICES_TRANSACTION, data, reply, 0); 166 if (!res) { 167 break; 168 } 169 } catch (RuntimeException e) { 170 // The result code that is returned by the C++ code can 171 // cause the call to throw an exception back instead of 172 // returning a nice result... so eat it here and go on. 173 break; 174 } 175 services.add(reply.readString()); 176 reply.recycle(); 177 data.recycle(); 178 } 179 String[] array = new String[services.size()]; 180 services.toArray(array); 181 return array; 182 } 183 184 public void setPermissionController(IPermissionController controller) 185 throws RemoteException { 186 Parcel data = Parcel.obtain(); 187 Parcel reply = Parcel.obtain(); 188 data.writeInterfaceToken(IServiceManager.descriptor); 189 data.writeStrongBinder(controller.asBinder()); 190 mRemote.transact(SET_PERMISSION_CONTROLLER_TRANSACTION, data, reply, 0); 191 reply.recycle(); 192 data.recycle(); 193 } 194 195 private IBinder mRemote; 196}
至此,已经开始进入binder的跨进程部分,可以看到其中的getService函数是怎么运作的:
1.建立2个Parcel数据data和reply,一个是入口数据,一个是出口数据;
2.data中写入要获取的service的name;
3.关键:走mRemote的transact函数;
4.读取出口数据;
5.回收资源,返回读取到的binder对象;
够晕吧,这一通调用,但是这部分没办法,实在不好层级总结,只能是一口气跟着调用走下来,然后回过头再看。上面那么多步骤的调用都是为了这最后一步做准备,那么为什么要分为这么多层次呢?任何一个操作系统都是非常复杂的,每个地方都要考虑到很多的扩展性及健壮性,随时可以在某个版本或补丁上去除或扩展出一些内容来。也为了利于多人协作,那么分层的调用能够保证在每一个层级上都有可扩展的余地,再进行修改的时候不至于要动很多代码,动的越少就越不容易出错。因此虽然看着费劲点,但是在此还是要对搞操作系统的以及研究操作系统的人们给予敬意。
最后总结一下,这篇主要说的是从应用层开始与servicemanager衔接的过程,是怎么将servicemanager应用起来的。写这篇的原因也是发现网上这部分的衔接的资料较少,我觉得梳理一下还是有助于理解系统的机制的,难点并不多,只是帮助理解系统的机制,作为参考吧。顺便再说下,如果你的兴趣在于底层,那么不看此文也罢,不过我的建议是不仅要了解各个环节的运作机制,还要在一个更高的角度去看待每个环节的衔接过程,否则可能你费劲心血在底层做了各种优化后发现效率还是上不来,那么往往问题出在衔接过程。当然这么庞大复杂的系统不可能是一个人写的,每个人的能力也各有差别,瓶颈总会有的,但是如果你站的够高,那么架构的角度去理解每个细节及衔接,就能够找出问题所在。不是吗?总之都是个人愚见而已,各位海涵。
下面该说binder的远程通讯机制内部的内容了,下一篇文我会继续的。
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