一．MediaPlayerService簡介

1.Media Service的啟動

Media程序定義：

service media /system/bin/mediaserver

    class main

    user media

    group audio camera inet net_bt net_bt_admin net_bw_acct drmrpc

    ioprio rt 4

servicemanager 程序定義：

service servicemanager /system/bin/servicemanager

    class core

    user system

　　group system

Media中有很多Native Service（AudioFlinger MediaPlayerService CameraService AudioPolicyService等），整個Android（native或者framework）的Service都需要加入servicemanager中進行統一管理。　　那麼Media Process 與ServiceManager Process是如何進行通訊的呢——Binder.通過Media Process中使用binder進行完成IPC過程，學習Binder的概念和使用方法。

2.MediaPlayer的檔案

MediaPlayer是從MediaPlayer.java開始的，應用如果想播放音樂，先要new 一個MediaPlayer，並設定其相關的引數。先列出主要的程式碼檔案，他們都在frameworks裡面：

Java層程式碼：base/media/java/android/media/MediaPlayer.java

Jni層程式碼：

base/media/jni/android_media_MediaPlayer.cpp

原生代碼：

av/media/libmedia/mediaplayer.cpp

./av/media/libmedia/IMediaPlayer.cpp

MediaPlayerService

：

av/media/libmediaplayerservice/MediaPlayerService.cpp

二．分析MediaPlayer的Binder機制

\frameworks\av\media\mediaserver\ main_mediaserver.cpp：

1 .   ProcessState物件建立

當前程序的狀態屬性，物件建立：

sp<ProcessState> ProcessState::self()

{

    Mutex::Autolock _l(gProcessMutex);

    if (gProcess != NULL) {

        return gProcess;

    }

    gProcess = new ProcessState;

    return gProcess;

}

ProcessState建構函式：

ProcessState::ProcessState()

    : mDriverFD(open_driver())    //開啟binder驅動裝置

    , mVMStart(MAP_FAILED)

    , mManagesContexts(false)

    , mBinderContextCheckFunc(NULL)

    , mBinderContextUserData(NULL)

    , mThreadPoolStarted(false)

    , mThreadPoolSeq(1)

{

    if (mDriverFD >= 0) {

        //將binder的fd對映到當前程序虛擬空間地址中 與binder進行互動

        mVMStart = mmap(0, BINDER_VM_SIZE, PROT_READ,

　　　　　　　　MAP_PRIVATE | MAP_NORESERVE, mDriverFD, 0);

    }

}

開啟binder裝置：

static int open_driver()

{

    //開啟binder裝置驅動

    int fd = open("/dev/binder", O_RDWR);

    if (fd >= 0) {

        //bidner最大支援執行緒數

        size_t maxThreads = 15;

        result = ioctl(fd, BINDER_SET_MAX_THREADS, &maxThreads);

    }

    return fd;

}

ProcessState物件建立過程所做的事：　　開啟/dev/binder裝置，得到binder裝置的fd；　　將bidner裝置fd對映到當前程序虛擬地址空間建立互動的通道；

2． IServiceManager物件建立 　　sp<IServiceManager> sm = defaultServiceManager(); 為什麼需要一個IServiceManager物件呢，這個類是個抽象提供介面

class IServiceManager : public IInterface

{

    virtual sp<IBinder> getService( const String16& name) const = 0;

    virtual status_t addService( const String16& name,

                             const sp<IBinder>& service,

                             bool allowIsolated = false) = 0;

    ……                                   

};

　　通過IServiceManager派生物件操作將Service加入到ServiceManager中.

defaultServiceManager()函式：

ProcessState::self()->getContextObject(NULL)：得到一個IBinder物件

ProcessState::self()剛才所建立的ProcessState物件。

handle_entry是什麼呢？

  struct handle_entry {

                IBinder* binder;

                RefBase::weakref_type* refs;

            };

　　也就是說ProcessState 有一個表Vector<handle_entry>mHandleToObject;

表裡面的每一項儲存了一個binder，每一個binder對應一個handle。

　　

　　Handle = 0是什麼，控制代碼？代表誰的控制代碼——ServiceManager在binder中的資源。從ProcessState::self()->getContextObject(NULL)得到一個 IBinder——BpBinder(0);

於是得到： 　　gDefaultServiceManager = interface_cast<IServiceManager>(BpBinder(0))；

使用interface_cast將IBinder例項轉化成IServiceManager例項。

翻譯為：

inline sp<IServiceManager> interface_cast(const sp<IBinder>& obj)

{

    return IServiceManager::asInterface(obj);

}

替換成IServiceManager:

android::sp<IServiceManager> IServiceManager::asInterface(               

            const android::sp<android::IBinder>& obj)                  

{  

        //obj BpBinder例項                                                               

        android::sp<IServiceManager> intr;                               

        if (obj != NULL) {

            //返回NULL                                       

            intr = static_cast<IServiceManager*>(                         

                obj->queryLocalInterface(                               

                        IServiceManager::descriptor).get());             

            if (intr == NULL) {                                        

                intr = new BpServiceManager(obj);                         

            }                                                           

        }                                                              

        return intr;                                                   

}

這裡得到IServiceManager 例項：

BpServiceManager：new BpServiceManager（new BpBinder（0））；

關注BpServiceManager繼承於模板類BpInterface

BpInterface建構函式：

BpRefBase建構函式：

　　gDefaultServiceManager = interface_cast<IServiceManager>(BpBinder(0))；實際為： 　　gDefaultServiceManager = new BpServiceManager（new BpBinder（0））；Bn代表Binder Native Bp代表Binder ProxyBpServiceManager代理的BpBinder例項 BpBinder代理的handle（0）

這個關係有些複雜，看一下類繼承結構圖：

上面這個結構看起來感覺很熟悉——Bridge模式。將Binder資料互動和功能處理橋接起來。

在Media Process 的main函式中通過：

　　sp<IServiceManager> sm = defaultServiceManager();　　我們得到了sm：是BpServiceManager物件。

3.    MediaPlayerService加入到ServiceManager中

回到main函式中：

MediaPlayerService::instantiate();

BpServiceManager新增Service：

virtual status_t addService(const String16& name, const sp<IBinder>& service,

            bool allowIsolated)

{

        //生成資料包Parcel

        Parcel data, reply;

        // Write RPC headers 寫入Interface名字 得到“android.os.IServiceManager”

        data.writeInterfaceToken(IServiceManager::getInterfaceDescriptor());

        //寫入Service名字 “media.player”

        data.writeString16(name);

        //寫入服務

        data.writeStrongBinder(service);

        data.writeInt32(allowIsolated ? 1 : 0);

        // remote()返回BpBinder物件

        status_t err = remote()->transact(ADD_SERVICE_TRANSACTION, data, &reply);

        return err == NO_ERROR ? reply.readExceptionCode() : err;

}

remote()->transact 到BpBinder中：

status_t BpBinder::transact(uint32_t code, const Parcel& data, Parcel* reply, uint32_t flags)

{

if (mAlive) {

        //到當前程序IPCThreadState中 mHandle=0

        status_t status = IPCThreadState::self()->transact(

            mHandle, code, data, reply, flags);

        if (status == DEAD_OBJECT) mAlive = 0;

        return status;

    }

    return DEAD_OBJECT;

}

IPCThreadState中寫入資料到Binder裝置過程

IPCThreadState::self()->transact過程：

status_t IPCThreadState::transact(int32_t handle,

                            uint32_t code, const Parcel& data,

                            Parcel* reply, uint32_t flags)

{

    status_t err = data.errorCheck();

    flags |= TF_ACCEPT_FDS;

    //將資料轉化成binder_transaction_data 寫入到Parcel例項mOut中

    err = writeTransactionData(BC_TRANSACTION, flags, handle, code, data, NULL);

    //寫入資料

    err = waitForResponse(reply);

    return err;

}

status_t IPCThreadState::waitForResponse(Parcel *reply, status_t *acquireResult)

{

    while (1) {

        //將資料寫入到Binder裝置中

        talkWithDriver();

        ……

    }

    return err;

}

status_t IPCThreadState::talkWithDriver(bool doReceive)

{

    //將資料封裝成binder_write_read結構

    binder_write_read bwr;

    do {

        //將資料寫入到所開啟的Binder裝置中

        ioctl(mProcess->mDriverFD, BINDER_WRITE_READ, &bwr)

        ……

    } while (err == -EINTR);

    return NO_ERROR;

}

將MediaPlayerService加入到ServiceManager中，

這裡就通過BpServiceManager的AddService將資料寫入到Binder裝置傳遞給ServiceManager。

繼續Media Process過程

4.    Media Process訊息循環

int main(int argc, char** argv)

{

    //啟動程序的執行緒池   

    ProcessState::self()->startThreadPool();     //走到了這裡

    //執行執行緒訊息迴圈

    IPCThreadState::self()->joinThreadPool();

}

1. 建立工作者執行緒

void ProcessState::startThreadPool()

{

    spawnPooledThread(true);

}

void ProcessState::spawnPooledThread(bool isMain)

{

    //建立PoolThread物件 並run ，非執行緒

    sp<Thread> t = new PoolThread(isMain);

　　t->run(buf);

}

PoolThread繼承Thread

執行Thread的run函式：

status_t Thread::run(const char* name, int32_t priority, size_t stack)

{

    //建立執行緒mThread _threadLoop

    bool res;

    res = createThreadEtc(_threadLoop,

    this, name, priority, stack, &mThread);

    return NO_ERROR;

}

現在有兩個執行緒：主執行緒和mThread執行緒

mThread執行緒執行：_threadLoop

int Thread::_threadLoop(void* user)

{

    Thread* const self = static_cast<Thread*>(user);

    do {

        //呼叫子類的threadLoop

        result = self->threadLoop();

        ……

    } while(strong != 0);

    return 0;

}

class PoolThread : public Thread

{

protected:

    virtual bool threadLoop()

    {

        IPCThreadState::self()->joinThreadPool(mIsMain);

        return false;

    }

};

2 程序間通訊訊息迴圈過程

訊息迴圈：

void IPCThreadState::joinThreadPool(bool isMain)

{

    mOut.writeInt32(isMain ? BC_ENTER_LOOPER : BC_REGISTER_LOOPER);

    status_t result;   

    //訊息迴圈

    do {

        int32_t cmd;

        //從binder裝置中讀取命令

        result = talkWithDriver();

        if (result >= NO_ERROR) {

            cmd = mIn.readInt32();

            //執行命令

            result = executeCommand(cmd);

        }

           ……

    } while (result != -ECONNREFUSED && result != -EBADF);

    mOut.writeInt32(BC_EXIT_LOOPER);

    talkWithDriver(false);

}

命令執行：

status_t IPCThreadState::executeCommand(int32_t cmd)

{

    BBinder* obj;

    RefBase::weakref_type* refs;

    switch (cmd) {

    case BR_DECREFS:

        break;

    case BR_ATTEMPT_ACQUIRE:

        break;

case BR_TRANSACTION:

　　binder_transaction_data tr;

    result = mIn.read(&tr, sizeof(tr));

      if (tr.target.ptr) {

        //將目標物件轉化成BBinder

        sp<BBinder> b((BBinder*)tr.cookie);

        //呼叫BBinder的transact 函式

       const status_t error = b->transact(tr.code, buffer, &reply, tr.flags);

      }

        break;

    ……

    default:

    }

    return result;

}

binder_transaction_data.cookie：target object cookie目標物件，這個target object是指那個呢？

在Media Process裡面有幾個Service：AudioFlinger、MediaPlayerService、CameraService等。

這個目標是這其中Service中的一個，假設目標物件為為MediaPlayerService，那為何要轉化成BBinder呢？

3 Service對命令的處理

執行緒從binder接收到訊息命令，將命令傳遞給Service處理。將目標物件轉化成BBinder，然後排程此命令；

命令從遠端傳遞到本地端進行處理，每個Service都對應BnXXX物件來處理遠端BpXXX傳來的命令。

sp<BBinder> b((BBinder*)tr.cookie); 　　const status_t error = b->transact(tr.code, buffer, &reply, tr.flags);　　這裡b代表某個Service：假設為MediaPlayerService；弄清楚執行過程，要弄清楚類繼承關係。

本地端BnMediaPlayerService訊息處理過程：真正的物件是MediaPlayerService例項。從BBinder ->transact開始傳遞：

status_t BBinder::transact(uint32_t code, const Parcel& data, Parcel* reply, uint32_t flags)

{

    //onTransact是個virtual函式 派生類BnMediaPlayerService重寫

    err = onTransact(code, data, reply, flags);

    return err;

}

status_t BnMediaPlayerService::onTransact(

    uint32_t code, const Parcel& data, Parcel* reply, uint32_t flags)

{

    switch (code) {

        case CREATE: {

            pid_t pid = data.readInt32();

            sp<IMediaPlayerClient> client =

                interface_cast<IMediaPlayerClient>(data.readStrongBinder());

            //create是個virtual函式 派生類MediaPlayerService重寫

            sp<IMediaPlayer> player = create(pid, client, audioSessionId);

            //建立player寫入到資料包中 傳回

            reply->writeStrongBinder(player->asBinder());

            return NO_ERROR;

        } break;

        ……

        default:

            return BBinder::onTransact(code, data, reply, flags);

    }

}

可以看看Client類繼承關係結構圖：

　　　　

　　看到這個跟上面的MediaPlayerService繼承關係非常的相似，

　　這個結構也非常的熟悉——Adapter模式；將binder訊息互動和命令處理適配到一起。

三Client端與Service端交互

Client對Service進行使用Binder通訊，是得到一個Service BnXXX端物件的代理，在Client 為BpXXX代理，

然後使用此代理進行相關的操作. 前面在使用ServiceManager就是此種方式進行。

　　實際上通訊的基礎是Binder，Proxy不過是在Binder上進行了一層封裝，封裝了對binder驅動的底層操作，使具有面向物件的特性。

任意兩個程序通過Binder進行通訊，就是先得到另一個程序的binder標識，通過此binder進行資料交換。

1 新增加一個服務 看下面media Palyer類繼承結構。實現Bn端類繼承結構：

實現Bn端類繼承結構：

實現Bp端類繼承結構：

　　　　

可以看到

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