Binder中 Service与Binder之间的转换

这几天一直在看binder的结构，感叹这样天才的设计。
现在只研究到binder的native框架，在IPCThreadState以下，真正的driver和数据交换还需要进一步研究。在此记录一些目前的体会。

1.IInterface的作用
个人感觉，这个IInterface严格上讲，并不是Binder这个框架的一部分。

基类 IInterface为 server 端提供接口，它的子类声明了 service 能够实现的所有的方法。
它的作用是提供了一个common的方式，可以将IBinder与Service进行显示的转换。

因为在进行IPC时，实际的service IXXXService要转换成IBinder，才能传递给ServiceManager进行注册检索，或者传递给Client进行调用。
而且Client拿到ServiceManager回传的IBinder以后，又要转换回IXXXService进行功能调用，所以IInterface产生了，提供了IXXXService与IBinder互相转换的功能。

（1）IXXXService转换IBinder实现：
IXXXService继承自IInterface，所以IInterface中的asBinder()方法，会将自身，也就是IXXXService转换成一个IBinder对象。
sp IInterface::asBinder()
{
    return this ? onAsBinder() : NULL;
}
这个onAsBinder()是一个虚拟方法，实际上是有IInterface的两个子类BpInterface和BnInterface实现的。
BpInterface的实现：
inline IBinder* BpInterface::onAsBinder()
{
    return remote(); //调用它的父类BpRefBase的remote()方法，返回IBinder，其实就是一个BpBinder
}
BnInterface的实现：
IBinder* BnInterface::onAsBinder()
{
    return this; //就是返回自身，因为BnInterface就是从BBinder继承的，BBinder又是继承自IBinder
}

（2）IBinder转换IXXXService实现：
当一个Client拿到ServiceManager返回的IBinder时，需要转换为IXXXService接口，才能调用它的功能。
这个转换，是由IInterface中定义的宏DECLARE_META_INTERFACE来声明的asInterface完成的，并由宏IMPLEMENT_META_INTERFACE实现的。
将宏代码IMPLEMENT_META_INTERFACE展开后得到：
android::sp I##INTERFACE::asInterface(                
            const android::sp& obj)                   
{                                                                   
    android::sp intr;                                 
    if (obj != NULL) {                                              
        intr = static_cast(                          
            obj->queryLocalInterface( //先调用queryLocalInterface，这个方法是IBinder定义的，默认实现是返回NULL，而在BBinder的子类BnInterface中，重载了该方法，返回this，而
                                      //BpInterface并没有重载，使用IBinder的默认实现，返回NULL。                             
                    IXXXService::descriptor).get());               
        if (intr == NULL)

{                                                  intr = new BpXXXService(obj); //如果queryLocalInterface返回NULL，就构造一个BpXXXService返回，Client得到的正是这个BpXXXService        }

                                                           
    }                                                               
    return intr;                                                    
}
总结一下，如果传进来的obj参数，是一个BBinder,就返回自身（这种情况应该是service和client在同一进程），如果是一个BpBinder，就new一个代理对象返回（这种情况应该是service和client在不同进程）。                                   

2.IBinder, BBinder和BpBinder
这3个类，是对Android Binder框架的抽象，其实这个BBinder，改成BnBinder可能更形象一些。
但是要注意的是，一个IXXXService的继承图中，BpBinder并不在这个继承关系之中，也就是说BpBinder并没有子类。但是BBinder是在这个继承关系当中的，它的子类就是BnInterface。
换句话说，BBinder和BpBinder的功能并不是对称的，以前就是没有理解到这一点，才会一直很糊涂。

BpBinder的是存在于BpRefBase中的mRemote的成员变量中。从Client调用Service的过程中分析，就更清楚了。
假设有一个IXXXService接口：
class IXXXService : public IInterface {
    ....
    public void helloWorld(const char* str);
    ....
}
（1）client调用service
    client得到一个BpXXXService以后
    （a）会调用BpXXXService实现的helloWorld，它会将str参数打包到Parcel中。然后调用remote()->transact(xxx)
    （b）remote()是在BpXXXService的父类BpRefBase中实现的，返回的就是一个BpBinder.实际上调用的就是BpBinder的transact
    （c）BpBinder的transact实现，就是直接调用IPCThreadState::self()->transact()发送数据。
（2）service接收client请求：
    （a）通过IPCThreadState接收到client的请求后，首先会调用BBinder的transact方法。
    （b）BBinder的transact方法又会调用子类实现的虚拟方法onTransact。这个虚拟方法是在BnXXXService中实现的。
    （c）onTransact方法，会通过传递进来的参数来判断，需要调用IXXXService中的那个方法，示例中只有一个helloWorld方法。
    （d）直接调用helloWorld，就会找到它的真正实现，也就是BnXXXService的子类XXXService中的helloWorld方法。

Comments:

1. client得到的BpXXXService是Server返回的一个远程代理接口，例如BpMediaPlayer；

2. BpXXXService会将参数打包成parcel，然后调用remote()->transact(xxx)。其中remote()是调用BpRefBase的remote()方法得到BpBinder实例，remote()->transact(parcel) 也就是BpBinder 实例通过调用 IPCThreadState 的 transact ()来向 ProcessState实例的mOut 中写入数据，然后将mOut中的数据发送给Binder Driver。

 例如BpMediaPlayer类中的 setDataSource() 会调用remote()->transact(SET_DATA_SOURCE_STREAM, data, &reply);

3. BBinder的transact方法会调用子类实现的虚拟方法onTransact。如BnMediaPlayer是BBinder的子类，BnMediaPlayer的onTransact() 函数中有switch，针对传递过来的SET_DATA_SOURCE_STREAM这个命令，执行 reply->writeInt32(setDataSource(url, numHeaders > 0 ? &headers : NULL));

Q：上面comments 3里头的 reply->writeInt32(setDataSource(url, numHeaders > 0 ? &headers : NULL)); 是调用到哪里的setDataSource？

A：调用的是MediaPlayerService中的setDataSource，但不明白BnMediaPlayer是如何跟MediaPlayerService扯上关系的

Q：IXXXService 和 XXXService 之间的关系是什么？例如IMediaPlayer.cpp 与 MediaPlayer.cpp的关系

Q：前面所讲的server与binder之间的转换在这个实例中是如何体现的？

 
总结一下，从上面的流程当中就可以看出前文说的，BpBinder并不在继承关系当中，它只是一个打包数据，并通过IPCThreadState::self()->transact()方法发送出去。
而BBinder和BnXXXService的作用，就是接收IPCThreadState传递过来的信息，解包数据，并调用XXXService真正的实现。