ADB 原理（第一篇：基本工作过程）

前言

    不是闲的蛋疼研究adb啊，而是你经常使用adb，万一碰见个疑难杂症，一时半会儿解决不了可就麻烦了，一旦你知道了原理，不仅能解决项目中遇到的问题，而且还能温习adb的知识点，一箭多叼！

    adb作为Android的内部工具，名字起的那是相当的洒脱，adb这个名字就像微信、qq的名字一样，由于是给开发者使用的工具，所以直接使用Android Debug Bridge的首字母adb作为工具的名字了，这样工程师们交流起来就简单了，开口就是adb、adb、adb、而不用说长长的Android Debug Bridge。就像你有个朋友叫做xxxxx，它一定会有个短的外号是吧，哈哈！

架构

    整个adb工具采用客户端-服务端程序架构，简称C-S架构，从进程的角度看，adb工具由3个进程组成，电脑上2个，手机上1个，请看图！

到了进程层面，名字那就更随意了…………

1、电脑上的命令行客户端（你每次在命令行输入adb时），称为adb client进程

当我们在命令行输入adb命令时，实际启动的是这个进程，比如我们在命令行输入一个adb devices，adb client进程创建

2、电脑上还有另一个Server进程，称为adb server，它是一个守护进程（常驻内存）

adb client进程使用时，如果没有在5037端口找到adb server进程，它就会告知启动一个adb server进程，启动后的adb server进程会一直监听在5037端口上（默认），等待着adb client进程与它通信，当adb server进程启动后，adb client进程每次都会与adb server进程建立TCP连接（Network Socket），然后将具体的命令传给adb server，adb server可能自己直接处理，或者再通过usb或者tcp发送给手机上的adbd进程，比如我们在命令行输入adb devices，此时的devices是作为“命令”传给adb server进程的，adb server收到devices后，有两种可能性，一种是自己直接就地处理，另一种是再把"命令"传给手机上的adbd进行处理

3、手机上的adbd进程（开机自启）

adbd进程是手机启动后，由init进程fork出来的，内核启动后，会创建init进程，而init在启动过程中会读取一个init.rc文件，在init.rc文件中有一个Service List（表示需要启动的进程列表），里面记录着需要init进程启动的守护进程，其中就有个adbd进程。

通信过程（adb server与adbd进程的通信，此处缺少adb client与adb server的通信）

图是我借的，哪位大哥来认领一下？ 

1、adb client进程通过Socket（网络Socket）告知adb server进程需要执行的命令（adb后面的参数称为命令，比如adb devices，这个devices就是命令）

2、adb server进程发送cmd（命令）到手机（写到Usb Driver文件中，Linux中一切都是文件，usb驱动程序操作的是文件）

3、adbd(adb daemon)的output thread（1根线程）会一直从/dev/android_usb文件中读取发送过来的cmd（命令） 

      备注：由于adbd进程读取了/dev/android_usb（设备结点文件），此时相当于和Linux内核中的usb driver驱动程序进行数据交互！

4、adbd中的output thread将解析到的cmd（命令）写到1个socketpair的A端（这是Unix Domain Socket通信，简称UDS）

5、fdevent_loop（文件描述符事件循环线程，看来到处都是事件循序）会不断的通过使用Linux内核提供的select（）系统调用（IO多路复用机制） ，在socketpair的B端读取到cmd（命令）

6、fdevent_loop发出的命令会在adbd的子进程中执行，子进程返回的结果往往是标准输出和标准错误，此时的结果会再写到socketpair的B端

7、Input thread（一个读线程）一直阻塞式（没有数据，只会休眠阻塞在这里，并不占用cpu时间片）读取socketpair的A端

8、Input thread从socketpair的A端读取到数据后，写入设备结点文件/dev/android_usb

9、此时usb driver驱动程序发现设备结点文件改变，会再将response发给pc端的adb server进程

10、adb server进程收到响应后，会再将响应返回给adb client进程，此时你就能在命令行看到命令的输出了（标准输出和标准错误）

技术栈备注：进程间的通信、进程间的同步、线程间的通信、线程间的同步！！大写的牛逼！！

adb devices的工作过程讲解（待求证，仅举例）

1、在命令行输入adb devices

2、adb client进程创建并开始执行，它先根据约定好的标准去本地的5037端口，检查adb Server进程是否已经启动，发现5037端口并没有进程绑定，此时的adb Client进程会去启动一个守护进程，即adb Server进程（备注：不确定adb Server是先与adbd建立关系，还是先和adb client建立连接，但我觉得它的线程一直在读取usb的情况）

3、接着adb client进程与adb server进程建立TCP连接（网络Socket）

4、adb client进程会将devices命令（字符串）传送到adb server进程中，adb server进程与adbd可以建立usbable连接或者TCP连接

5、devices命令（字符串）到达adbd进程后，adbd发起处理，根据命令的不同分为两种情况，内部处理或者交给Android内部的bash处理，处理结束后会再将消息告知adb server进程，adb server进程再把结果告诉adb client进程，结果一般是某个命令的标准输出与标准错误(向屏幕写入的内容），devices应该算时个内部处理的命令，不用交给bash处理

6、adb client进程将收到的adb server返回的结果展示到标准输出上，就在你的黑窗口上（屏幕），同时adb client进程也会结束掉，同时断掉于adbserver的TCP连接

备注：TCP连接，内核中的标准称为Network Socket，不同主机之间的进程可以建立，本机中的不同进程间也可以建立！

四、聊一聊Linux内核中的socketpair（）函数

socketpair()函数可以创建1对无名、相互连接的Socket，也被称为Unix Domain Socket，简称UDS，如果socketpair()函数执行成功，则返回值为0（0代表成功，也称退出状态码），创建好的Socket分别是sv[0]和sv[1]；执行失败则会返回-1，错误码保存在标准错误中

1. 这一对Socket支持全双工通信，每一个Socket在同一时刻即可读也可写
2. 读、写操作可以是位于同一个进程的不同线程，或者位于不同的进程。如父子进程、兄弟进程（注意：UDS只能用于具有血缘关系的进程，跟PIPE一样，但socketpair全双工）

若是父子进程，一般会做功能分离，一个进程读，另一个进程写。因为文件描述符sv[0]和sv[1]为进程共享，所以读进程需关闭写描述符, 反之，写进程需关闭读描述符
 

五、UDS与Network Socket

进程间通信的2种方式：

UDS（Unix Domain Socket）的创建与Network Socket的创建类似，它是Socket中的一种，现在你知道一共有两种Socket，最大的区别如下

1、UDS只能在单机中通信，操作的双方可以是同一个进程的不同线程，也可以是不同的进程

2、Network Socket则能在不同的主机中通信，当然也能在同一个主机中的进程中使用