Android Framework系列3 系统服务

你知道怎么添加一个系统服务吗?
要想弄清楚这个问题,先弄明白以下三个问题:

  • 如何使用系统服务
  • 系统服务调用的基本原理
  • 系统服务的注册原理


    看下这个图:
    Service.png

1). 有一个Service,可能有一堆Client要用它;首先Client得先拿到Service的binder,拿到binder后再向service发起binder调用。
2). 问题是Client不知道怎么拿到Service的binder;典型的做法是Service把它的binder注册到一个固定的地方也就是ServiceManager,当Client要用service的时候就通过这个service的名称,去ServiceManager中查到service的binder,再用这个binder向service发起调用。


由此总结下,我们要添加一个系统服务的话,需要考虑这么几个点:

  • 使用方便:也就是别的client可以很方便的拿到你的服务。
  • 开放:服务如何开放让别人知道。
  • 跨进程:不论你是跟应用进程通信的,还是跟这个ServiceManager通信都需要跨进程的。

使用方便

我们回想一下我们平时是怎么样使用系统服务的,就是通过这个
Context.getSystemService函数,这里的传入了这个服务的名称,然后这个函数会返回这个系统服务的接口对象:

// 代码来自Android23中:ContextImpl.java
public Object getSystemService(String name) {
        return SystemServiceRegistry.getSystemService(this, name);
    }
// 代码来自Android23中:SystemServiceRegistry.java
private static final HashMap<String, ServiceFetcher<?>> SYSTEM_SERVICE_FETCHERS =
            new HashMap<String, ServiceFetcher<?>>();
public static Object getSystemService(ContextImpl ctx, String name) {
        ServiceFetcher<?> fetcher = SYSTEM_SERVICE_FETCHERS.get(name);
        return fetcher != null ? fetcher.getService(ctx) : null;
    }
  • 通过服务的名称拿到服务对应的ServiceFetcher(通过名称在HashMap中拿到的)
  • 再用ServiceFetcher的getService函数来获取这个系统服务的接口对象。



接下来看下ServiceFetcher.getService

// 代码来自Android23中:SystemServiceRegistry.java
public final T getService(ContextImpl ctx) {
            final Object[] cache = ctx.mServiceCache;
            synchronized (cache) {
                // Fetch or create the service.
                Object service = cache[mCacheIndex];
                if (service == null) {
                    service = createService(ctx);
                    cache[mCacheIndex] = service;
                }
                return (T)service;
            }
        }
  • 获取context中的缓存mServiceCache(数组,跟Context挂钩,有几个Context就有几个缓存)
  • 如果命中缓存则直接返回服务的接口对象
  • 没命中则通过createService获取,然后再存入缓存中



再接着往下createService
以一个具体的createService为例

// 代码来自Android23中:SystemServiceRegistry.java
registerService(Context.POWER_SERVICE, PowerManager.class,
                new CachedServiceFetcher<PowerManager>() {
            @Override
            public PowerManager createService(ContextImpl ctx) {
                IBinder b = ServiceManager.getService(Context.POWER_SERVICE);
                IPowerManager service = IPowerManager.Stub.asInterface(b);
                return new PowerManager(ctx.getOuterContext(),
                        service, ctx.mMainThread.getHandler());
            }});
  • 从ServiceManager里边,根据这个Service的名称拿到了他的IBinder对象,IBinder其实就是一个BinderProxy(具体细节Binder章节再讲)。
  • 根据这个BinderProxy封装了一个IPowerManager类。
  • 再封装了一层,new了一个PowerManager对象返回。(为什么还要对BinderProxy封装,因为PowerManager就是一个静态代理类,里面每个函数实际都是调PowerManager方法加上try catch)



继续往下看ServiceManager.getService的实现

// 代码来自Android23中:ServiceManager.java
public static IBinder getService(String name) {
        try {
            IBinder service = sCache.get(name);
            if (service != null) {
                return service;
            } else {
                return getIServiceManager().getService(name);
            }
        } catch (RemoteException e) {
            Log.e(TAG, "error in getService", e);
        }
        return null;
    }

一个典型的缓存机制并不复杂,着重说下getIServiceManager。这个方法其实最终获取的就是ServiceManager它的BinderProxy对象,也就是ServiceManager的业务类。


服务开放

一个服务如何开放让别人知道?
系统服务的注册主要是通过ServiceManager的addService函数:

public static void addService(String name, IBinder service) {
        try {
            getIServiceManager().addService(name, service, false);
        } catch (RemoteException e) {
            Log.e(TAG, "error in addService", e);
        }
    }

这个函数看着挺简单,有两个入参,一个服务名称,一个服务的Binder对象。首先获取ServiceManager的Binder对象,然后调用这个addService(跨进程调用)。把这个name和service传给ServiceManager。



系统服务何时注册

  • SystemServer启动 的时候,会启用各类系统服务,其中很重要的一个步骤就是把这些服务他的binder对象注册到ServiceManager里面。
  • 系统服务它并不是完全在SystemServer里面,有一小部分是单独开了一个进程,例如我们熟悉的ServiceManager,SufaceFliger等等这些东西,他们一样注册到ServiceManager,这样别人才能找到它。
SystemServer启动.png


跨进程调用

跨进程需要先启用binder机制,关于这个binder机制详细的在之后的系列文章中再介绍,主要有这么三个步骤:

  • 打开binder驱动
  • 映射内存,分配缓冲区
  • 启动binder线程,进入binder loop

总结

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