使用C++自定义Binder

参考Binder使用示例学习一下binder。

Binder的核心类关系见下图：



红框内是需要开发自定义binder时自己定义的，其中：

1).Binder实体对象：Binder服务的提供者，继承自BBinder。

2).Binder引用对象：Binder实体对象在客户进程的代表。

3).Binder代理对象：为客户端的上层应用提供接口服务，通过代理对象，应用可以像使用本地对象一样使用远端实体对象的服务。

使用C++开发Binder服务：

1）定义用户自定义接口，C++中需要使用抽象基类和纯虚函数来实现。这些函数接口统一了客户端和服务端的函数调用。

class ITestBinderService: public IInterface {
public:
DECLARE_META_INTERFACE(TestBinderService);

virtual int add(int a, int b) = 0;
};

声明BnTestBinderService，它必须要继承模板类BnInterface<>；该模板类继承了BBinder和ITestBinderService。

class BnTestBinderService: public BnInterface<ITestBinderService> {
public:
virtual status_t onTransact(uint32_t code, const Parcel& data,
Parcel* reply, uint32_t flags = 0);
};

2）定义BpTestBinderService并实现BnTestBinderService的虚函数onTransact()。这两个类运行的在不同的进程中，但需要把他们定义在同一个文件中。这是因为：它们使用了相同的函数码和类的描述字串，如果分开定义需要定义两份函数名和描述字串。

BpTestBinderService继承了模板类BpInterface<>，BpInterface<>继承了ITestBinderService和BpRefBase；ITestBinderService定义了binder服务接口，BpRefBase聚合了一个binder引用对象BpBinder；因此BpTestBinderService成为了binder代理。BpTestBinderService使用ITestBinderService定义了binder服务函数把函数调用信息发送给服务端，服务端收到信息后使用相同的服务函数接口并返回服务结果，以此完成一次进程间通信。本例中BpTestBinderService使用add函数把需要的函数参数发送给服务端，服务端返回add服务结果。BpTestBinderService的add实现过程为：首先把类的描述字串放到Parcel中，接着把调用的参数依次放入，最后通过调用remote()函数得到binder引用对象的指针，并调用该引用对象的transact()函数把数据传递给底层，BpBinder的transact实现，就是直接调用IPCThreadState::self()->transact()发送数据。

class BpTestBinderService: public BpInterface<ITestBinderService> {
public:
BpTestBinderService(const sp<IBinder>& impl) :
BpInterface<ITestBinderService> (impl) {
}

int add(int a, int b) {

Parcel data, reply;
printf("Enter BpTestBinderService add,a = %d , b = %d\n", a, b);
data.writeInterfaceToken(ITestBinderService::getInterfaceDescriptor());
data.writeInt32(a);
data.writeInt32(b);
remote()->transact(TEST_ADD, data, &reply);
int sum = reply.readInt32();
printf("BpTestBinderService sum = %d\n", sum);
return sum;
}
};

IMPLEMENT_META_INTERFACE(TestBinderService, "android.test.ITestBinderService");

// ----------------------------------------------------------------------

status_t BnTestBinderService::onTransact(uint32_t code, const Parcel& data,
Parcel* reply, uint32_t flags) {
switch (code) {
case TEST_ADD: {

CHECK_INTERFACE(ITestBinderService, data, reply);
int a = data.readInt32();
int b = data.readInt32();
printf("Enter BnTestBinderService add,a = %d , b = %d\n", a, b);
int sum = 0;
sum  = add(a, b);
printf("BnTestBinderService sum = %d\n", sum);
reply->writeInt32(sum);
return sum;
}
default:
return BBinder::onTransact(code, data, reply, flags);
}
}

BnTestBinderService只需要实现onTransact()。当IPCThreadState接收到client的请求后，首先会调用BBinder的transact函数；然后BBinder的transact函数就会调用子类实现的onTransact。

onTransact()函数实现比较标准化，根据参数中的函数码（第一个形参code）调用相应的服务，每个服务的写法也很固定：首先调用 CHECK_INTERFACE宏检查Parcel对象中的数据是否正确，检查原理是取出Parcel对象中从客户端传递过来的类描述字串，并和类中定义的字串相比较，看是否相同。接着按照函数参数的顺序取出参数，并使用这些参数调用服务端的函数（由BnTestBinderService的子类实现）。调用结束后通过reply对象把函数的返回值传回去。

由此可以看出BBinder、BnTestBinderService、BpBinder、BpTestBinderService在通信层面各自的作用为：

BBinder、BnTestBinderService接收IPCThreadState传递过来的信息，解包数据，并调用ITestBinderService定义的服务接口在服务端真正的实现。

BpTestBinderService用来打包数据，BpBinder发送数据给IPCThreadState。

IMPLEMENT_META_INTERFACE(TestBinderService, "android.test.ITestBinderService");

对于这个宏是ITestBinderService中声明的IMPLEMENT_META_INTERFACE实现，宏展开如下：

#define IMPLEMENT_META_INTERFACE(TestBinderService, "android.test.ITestBinderService")                       \
const android::String16 ITestBinderService::descriptor("android.test.ITestBinderService");             \
const android::String16&                                            \
ITestBinderService::getInterfaceDescriptor() const {              \
return ITestBinderService::descriptor;                                \
}                                                                   \
android::sp<ITestBinderService> ITestBinderService::asInterface(                \
const android::sp<android::IBinder>& obj)                   \
{                                                                   \
android::sp<ITestBinderService> intr;                                 \
if (obj != NULL) {                                              \
intr = static_cast<ITestBinderService*>(                          \
obj->queryLocalInterface(                               \
ITestBinderService::descriptor).get());               \
if (intr == NULL) {                                         \
intr = new BpTestBinderService(obj);                          \
}                                                           \
}                                                               \
return intr;                                                    \
}                                                                   \
ITestBinderService::ITestBinderService() { }                                    \
ITestBinderService::~ITestBinderService() { }

它添加了静态成员变量 descriptor、静态函数asInterface以及ITestBinderService类的构造函数和析构函数。其中descriptor描述了自定义binder服务接口信息，检查从客户端传递参数是否合法时需要用到它。对于asInterface函数，如果在客户端进程中调用，则会创建一个binder代理对象，代理对象包含了引用对象；如果在服务端进程中调用，直接返回参数的指针，因为服务端可以直接调用服务类，无须创建代理。

3）定义自定义服务类TestBinderService，该类继承BnTestBinderService 。TestBinderService实现了服务端的add服务，并且定义了一个静态函数instantiate()，该函数把自定义的binder服务加载到binder服务列表中。

class TestBinderService: public BnTestBinderService {
public:
static void instantiate();
int add(int a,int b);
private:
TestBinderService();
virtual ~TestBinderService();
};

<pre name="code" class="cpp">void TestBinderService::instantiate() {
printf("Enter TestBinderService::instantiate\n");
status_t st = defaultServiceManager()->addService(
String16("my.test.binder"), new TestBinderService());//定义binder服务字串并加入binder服务列表
printf("ServiceManager addService ret=%d\n", st);
printf("instantiate> end\n");
}

TestBinderService::TestBinderService() {
printf(" TestBinderServicet");
}

TestBinderService::~TestBinderService() {
printf("TestBinderService destroyed,never destroy normally");
}

int TestBinderService::add(int a,int b) {

printf("TestBinderService::add a = %d, b = %d.", a , b);
return a+b;
}

4）启动服务端。

sp<ProcessState> proc(ProcessState::self());
sp<IServiceManager> sm = defaultServiceManager();
printf("before TestBinderService start\n");
TestBinderService::instantiate();
printf("TestBinderService End\n");
ProcessState::self()->startThreadPool();
IPCThreadState::self()->joinThreadPool();

5）客户端中使用binder服务。

sp<ITestBinderService> mTestBinserService;
if (mTestBinserService.get() == 0) {
sp<IServiceManager> sm = defaultServiceManager();
sp<IBinder> binder;
binder = sm->getService(String16("my.test.binder"));//使用与服务端统一的binder服务描述字串
mTestBinserService = interface_cast<ITestBinderService> (binder);
if (mTestBinserService == 0)
printf("no ITestBinserService!?\n");
}
sum = mTestBinserService->add(3, 4);