IPC进程间通信源码流程

一、进程间通信的一个小事例
1、编写aidl文件

interface IUserAidl {
    String getUserName();

    String getPwd();
}

2、新建一个服务Service

public class UserService extends Service {
    @Override
    public IBinder onBind(Intent intent) {
        return mBinder;
    }

    private IUserAidl.Stub mBinder = new IUserAidl.Stub() {
        @Override
        public String getUserName() throws RemoteException {
            return "dengzi";
        }

        @Override
        public String getPwd() throws RemoteException {
            return "servicepwd";
        }
    };
}

3、应用客户端调用

IUserAidl mAidl;

// 绑定Service
public void bindService(View view) {
    Intent intent = new Intent(MainActivity.this, UserService.class);
    bindService(intent, new ServiceConnection() {
        @Override
        public void onServiceConnected(ComponentName name, IBinder service) {
            // 连接成功
            // 获取服务端返回的 Binder
            mAidl = IUserAidl.Stub.asInterface(service);
        }

        @Override
        public void onServiceDisconnected(ComponentName name) {
            // 连接失败
        }
    }, Context.BIND_AUTO_CREATE);
}

// 获取服务端的 getUserName()
public void getUserName(View view) {
    try {
        String userName = mAidl.getUserName();
        Log.e("dengzi", "userName = " + userName);
    } catch (RemoteException e) {
    }
}

// 输出:
userName = dengzi

二、应用层的流程分析
我们先来看一下系统为我们自动生成的 IUserAidl 文件

public interface IUserAidl extends android.os.IInterface {
   /**
     *  Stub 继承自Binder 实现了 IUserAidl ,连接后服务端返回的mBinder 也就是我们在
      UserService 类中 new IUserAidl.Stub()  也就是客服端连接后的 IBinder service
     */
    public static abstract class Stub extends android.os.Binder implements com.dengzi.pluginmain.IUserAidl {
        private static final java.lang.String DESCRIPTOR = "com.dengzi.pluginmain.IUserAidl";

        public Stub() {
            this.attachInterface(this, DESCRIPTOR);
        }

       /**
         * 这个方法是在客户端 onServiceConnected 中调用的返回是一个 Stub.Proxy 
         */
        public static com.dengzi.pluginmain.IUserAidl asInterface(android.os.IBinder obj) {
            if ((obj == null)) {
                return null;
            }
            android.os.IInterface iin = obj.queryLocalInterface(DESCRIPTOR);
            if (((iin != null) && (iin instanceof com.dengzi.pluginmain.IUserAidl))) {
                return ((com.dengzi.pluginmain.IUserAidl) iin);
            }
            return new com.dengzi.pluginmain.IUserAidl.Stub.Proxy(obj);
        }

        @Override
        public android.os.IBinder asBinder() {
            return this;
        }

        @Override
        public boolean onTransact(int code, android.os.Parcel data, android.os.Parcel reply, int flags) throws android.os.RemoteException {
            switch (code) {
                case INTERFACE_TRANSACTION: {
                    reply.writeString(DESCRIPTOR);
                    return true;
                }
                case TRANSACTION_getUserName: {
                    data.enforceInterface(DESCRIPTOR);
                    java.lang.String _result = this.getUserName();
                    reply.writeNoException();
                    // 服务端写数据 写入到reply里面
                    reply.writeString(_result);
                    return true;
                }
                case TRANSACTION_getPwd: {
                    data.enforceInterface(DESCRIPTOR);
                    java.lang.String _result = this.getPwd();
                    reply.writeNoException();
                    reply.writeString(_result);
                    return true;
                }
            }
            return super.onTransact(code, data, reply, flags);
        }

        private static class Proxy implements com.dengzi.pluginmain.IUserAidl {
            private android.os.IBinder mRemote;

            Proxy(android.os.IBinder remote) {
                // 这是传递进来的服务端给我们返回的 IBinder其实也是Stub
                mRemote = remote;
            }

            @Override
            public android.os.IBinder asBinder() {
                return mRemote;
            }

            public java.lang.String getInterfaceDescriptor() {
                return DESCRIPTOR;
            }

            // 这个才是客户端获取用户名的实现方法
            @Override
            public java.lang.String getUserName() throws android.os.RemoteException {
                android.os.Parcel _data = android.os.Parcel.obtain();
                android.os.Parcel _reply = android.os.Parcel.obtain();
                java.lang.String _result;
                try {
                    _data.writeInterfaceToken(DESCRIPTOR);
                    // 首先调用服务端返回的Ibinder实例调用transact方法写入到_reply中
                    mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_getUserName, _data, _reply, 0);
                    _reply.readException();
                    // 然后进行读取
                    _result = _reply.readString();
                } finally {
                    _reply.recycle();
                    _data.recycle();
                }
                return _result;
            }

            @Override
            public java.lang.String getPwd() throws android.os.RemoteException {
                android.os.Parcel _data = android.os.Parcel.obtain();
                android.os.Parcel _reply = android.os.Parcel.obtain();
                java.lang.String _result;
                try {
                    _data.writeInterfaceToken(DESCRIPTOR);
                    mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_getPwd, _data, _reply, 0);
                    _reply.readException();
                    _result = _reply.readString();
                } finally {
                    _reply.recycle();
                    _data.recycle();
                }
                return _result;
            }
        }

        static final int TRANSACTION_getUserName = (android.os.IBinder.FIRST_CALL_TRANSACTION + 0);
        static final int TRANSACTION_getPwd = (android.os.IBinder.FIRST_CALL_TRANSACTION + 1);
    }

    public java.lang.String getUserName() throws android.os.RemoteException;

    public java.lang.String getPwd() throws android.os.RemoteException;
}

总结一下画一个流程图,客户端通过bindService连接服务端,会调用服务端Service的onBind方法返回一个IUserAidl.Stub的mBinder实例,然后将该实例返回给客户端的onServiceConnected()方法里面,有两个参数有一个IBinder就是服务端返回的mBinder,然后客户端通过该实例建立一个新的AIDL.Stub.Proxy对象,我们在客户端调用获取信息方法的时候其实就是调用的AIDL.Stub.Proxy里面的getUserName()方法,通过mBinder的onTransact()方法写入数据,然后获取数据,就这么个流程了。


image.png

二、源码分析:
目标 :

  1. 客户端调用bindService是怎么来到服务端service的onBind()方法?
  2. 服务端service是如何回调客户端的onServiceConnected()方法?

ContextImpl类中:

    @Override
    public boolean bindService(Intent service, ServiceConnection conn,
            int flags) {
        return bindServiceCommon(service, conn, flags, mMainThread.getHandler(),
                Process.myUserHandle());
    }

    private boolean bindServiceCommon(Intent service, ServiceConnection conn, int flags, Handler
            handler, UserHandle user) {
        IServiceConnection sd;
        if (mPackageInfo != null) {
            // 将我们传入的 ServiceConnection 转为 IServiceConnection 
            sd = mPackageInfo.getServiceDispatcher(conn, getOuterContext(), handler, flags);
        } else {
        }
        validateServiceIntent(service);
        try {
            IBinder token = getActivityToken();
            // 这里其实是调用 ActivityManagerService 的 bindService 方法
            int res = ActivityManagerNative.getDefault().bindService(
                mMainThread.getApplicationThread(), getActivityToken(), service,
                service.resolveTypeIfNeeded(getContentResolver()),
                sd, flags, getOpPackageName(), user.getIdentifier());
            return res != 0;
        } catch (RemoteException e) {
        }
    }

LoadedApk类中:

   public final IServiceConnection getServiceDispatcher(ServiceConnection c,
            Context context, Handler handler, int flags) {
        synchronized (mServices) {
            // ...
            sd = new ServiceDispatcher(c, context, handler, flags);
            return sd.getIServiceConnection();
        }
    }

    static final class ServiceDispatcher {
        private final ServiceDispatcher.InnerConnection mIServiceConnection;
        ServiceDispatcher(ServiceConnection conn,
                Context context, Handler activityThread, int flags) {
            mIServiceConnection = new InnerConnection(this);
            mConnection = conn;
            // ...
        }

        IServiceConnection getIServiceConnection() {
            return mIServiceConnection;
        }
    }

到这里我们知道: IServiceConnection 的实现类为 ServiceDispatcher.InnerConnection 类

来到ActivityManagerService 类中

    public int bindService(IApplicationThread caller, IBinder token, Intent service,
            String resolvedType, IServiceConnection connection, int flags, String callingPackage,
            int userId) throws TransactionTooLargeException {
        enforceNotIsolatedCaller("bindService");

        synchronized(this) {
            return mServices.bindServiceLocked(caller, token, service,
                    resolvedType, connection, flags, callingPackage, userId);
        }
    }

ActiveServices类中

    int bindServiceLocked(IApplicationThread caller, IBinder token, Intent service,
            String resolvedType, final IServiceConnection connection, int flags,
            String callingPackage, final int userId) throws TransactionTooLargeException {
            // ...
            bringUpServiceLocked(serviceRecord, serviceIntent.getFlags(), callerFg, false, false);
            // ...
    }

    private String bringUpServiceLocked(ServiceRecord r, int intentFlags, boolean execInFg,
            boolean whileRestarting, boolean permissionsReviewRequired)
            throws TransactionTooLargeException {
            // ...
            realStartServiceLocked(r, app, execInFg);
            // ...
     }

    private final void realStartServiceLocked(ServiceRecord r,
            ProcessRecord app, boolean execInFg) throws RemoteException {
            // ...
            requestServiceBindingsLocked(r, execInFg);
            // ...
     }

    private final void requestServiceBindingsLocked(ServiceRecord r, boolean execInFg)
            throws TransactionTooLargeException {
        for (int i=r.bindings.size()-1; i>=0; i--) {
            IntentBindRecord ibr = r.bindings.valueAt(i);
            if (!requestServiceBindingLocked(r, ibr, execInFg, false)) {
                break;
            }
        }
    }

    private final boolean requestServiceBindingLocked(ServiceRecord r, IntentBindRecord i,
            boolean execInFg, boolean rebind) throws TransactionTooLargeException {
            // ...
            r.app.thread.scheduleBindService(r, i.intent.getIntent(), rebind,
                        r.app.repProcState);
            // ...
    }

ActivityThread类中

    public final void scheduleBindService(IBinder token, Intent intent,
                                          boolean rebind, int processState) {
        // ...
        sendMessage(H.BIND_SERVICE, s);
    }

    case BIND_SERVICE:
        Trace.traceBegin(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER, "serviceBind");
        handleBindService((BindServiceData)msg.obj);
        Trace.traceEnd(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER);
    break;

    private void handleBindService(BindServiceData data) {
        // 这个service就是服务端的service
        Service s = mServices.get(data.token);
        // 客户端bindService后一路到这里,终于调用了服务端的onBind方法
        // 然后服务端将一个IBinder返回
        IBinder binder = s.onBind(data.intent);
        ActivityManagerNative.getDefault().publishService(
                data.token, data.intent, binder);
    }

来到ActivityManagerService 类中

    public void publishService(IBinder token, Intent intent, IBinder service) {
       
        synchronized(this) {
            mServices.publishServiceLocked((ServiceRecord)token, intent, service);
        }
    }

ActiveServices类中

    void publishServiceLocked(ServiceRecord r, Intent intent, IBinder service) {
        final long origId = Binder.clearCallingIdentity();
        try {
            if (r != null) {
                for (int conni = r.connections.size() - 1; conni >= 0; conni--) {
                    ArrayList<ConnectionRecord> clist = r.connections.valueAt(conni);
                    for (int i = 0; i < clist.size(); i++) {
                        ConnectionRecord c = clist.get(i);
                        try {
                            // 这里以c.conn就是我们在前面找到的ServiceDispatcher.InnerConnection 类
                            c.conn.connected(r.name, service);
                        } catch (Exception e) {
                        }
                    }
                }
            }
        } finally {
            Binder.restoreCallingIdentity(origId);
        }
    }

LoadedApk类中:

    private static class InnerConnection extends IServiceConnection.Stub {
        final WeakReference<LoadedApk.ServiceDispatcher> mDispatcher;

        InnerConnection(LoadedApk.ServiceDispatcher sd) {
            mDispatcher = new WeakReference<LoadedApk.ServiceDispatcher>(sd);
        }

        public void connected(ComponentName name, IBinder service) throws RemoteException {
            LoadedApk.ServiceDispatcher sd = mDispatcher.get();
            if (sd != null) {
                sd.connected(name, service);
            }
        }
    }

    public void connected(ComponentName name, IBinder service) {
        if (mActivityThread != null) {
            mActivityThread.post(new RunConnection(name, service, 0));
        } else {
            doConnected(name, service);
        }
    }

    public void doConnected(ComponentName name, IBinder service) {
        // ...
        if (service != null) {
            // 这里的mConnection就是我们传入的ServiceConnection
            // 这里终于回调到了客户端的onServiceConnected方法,并把IBinder传回
            mConnection.onServiceConnected(name, service);
        }
    }
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