android native service編寫及兩個服務程式通訊

題外話：由於同事諮詢，口頭講解的話1對1，但不方便多方傳播及繼承性，因此特意寫此文章講解一番。

1、android service簡要說明:

Android Service ：又稱為 Java Service ，是實現在框架層裡的 Service ，使用Java語言編寫。
Native Service ：又稱為 System Service ，是實現在 Runtime 層裡的 Service 。使用C++語言編寫。

對於這兩種service來說，兩個對等service通訊都是利用binder，只不過一種利用*.aidl，一種利用IInterface
編寫序列化程式碼而已，本質是一樣的，本書先介紹native service的編寫及兩個native service
如何通訊的過程：

2、native service的特點
A、因為底層核心服務是 Android 框架裡最接近 Linux/Driver 的部分。為了充分發揮硬體裝置
   的差異化特性，核心服務是讓上層 Java 應用程式來使用 Driver/HW Device 特色的重要管道。
B、在開機過程中，就可以啟動核心服務 ( 例如漢字輸入法服務等 ) ，讓眾多應用程式來共享之。
C、由於共享，所以能有效降低程式的大小及統一的介面變化 。

3、如何實現一個native service
要點如下：
a、核心服務通常在獨立的程式 (Process) 裡執行。
b、必須提供 IBinder 介面，讓其它程式可以進行跨程式的繫結 (Binding) 和呼叫。
c、因為共享，所以必須確保多執行緒安全 (Thread-safe) 。
d、以 C++ 類別定義，誕生其物件，透過 SM 之協助，將該物件參考值傳給 IServiceManager::addService() 函式，就加入到 Binder Driver 裡了。
e、應用程式可透過 SM 之協助而遠距繫結該核心服務，此時 SM 會回傳 IBinder 介面給應用程式。
f、應用程式可透過 IBinder::transact() 函式來與核心服務互傳資料。

下面以具體例項講解一下具體的每個步驟如何實現完成

先說明一個測試例子的模組結構：

serviceTestA 是一個普通的過程，提供兩個整數的剩法及除法運算
serviceTestB 是一個普通的過程，提供兩個整數的加法及減法運算
TestService 是一個測試程式的程式，主要驗證兩個服務程式的介面函式，其中的程式碼可以
放在任何一個程式進行訪問呼叫

a、編寫服務程式

serviceTestA.h 標頭檔案定義：

#ifndef __SERVICE_TEST_A__
#define __SERVICE_TEST_A__

#include <utils/RefBase.h>
#include <binder/IInterface.h>
#include <binder/Parcel.h>
#include <utils/threads.h>

namespace android{
//繼承BBinder類，從而提供IBinder 介面
class serviceTestA:public BBinder
{
public:
      serviceTestA();
virtual ~serviceTestA();
static int instantiate(); //建立唯一類例項
virtual status_t onTransact(uint32_t, const Parcel&, Parcel*, uint32_t);

private:
// protected by mLock 多執行緒安全
               mutable Mutex mLock;
};
}

#endif /* __SERVICE_TEST_A__ */

serviceTestA.cpp 實現檔案：
#include <cutils/log.h>
#include <cutils/properties.h>
#include <binder/IServiceManager.h>
#include <binder/IPCThreadState.h>
#include <serviceTestA/serviceTestA.h>

namespace android {

enum{
CALCULATE_MUL_NUM = 0,
CALCULATE_DIV_NUM ,
};

int serviceTestA::instantiate() {
LOGI("serviceTestA instantiate");

int r = defaultServiceManager()->addService(String16("service.TestA"),
new serviceTestA());
LOGI("serviceTestA r = %d/n", r);
return r;
}

serviceTestA::serviceTestA() {
LOGI("serviceTestA created");
}

serviceTestA::~serviceTestA(){
LOGI("serviceTestA destroyed");
}

status_t serviceTestA::onTransact(uint32_t code, const Parcel&data, Parcel*reply, uint32_t flags){
LOGI("serviceTestA::onTransact code = %d",code);
Mutex::Autolock _l(mLock);
switch(code){
case CALCULATE_MUL_NUM:{
int a = data.readInt32();
int b = data.readInt32();
int sum = a * b ;
LOGI("sum mul value = %d",sum);
reply->writeInt32(sum);
return NO_ERROR;
}break;
case CALCULATE_DIV_NUM:{
int a = data.readInt32();
int b = data.readInt32();
int sum = a / b ;
LOGI("sum p value = %d",sum);
reply->writeInt32(sum);
return NO_ERROR;
}break;
default:
return BBinder::onTransact(code, data, reply, flags);
}
return 0;
}
}

Android.mk 檔案：
LOCAL_PATH:= $(call my-dir)
 
include $(CLEAR_VARS)
 
LOCAL_SRC_FILES:= serviceTestA.cpp
 
LOCAL_SHARED_LIBRARIES:= libutils libutils libbinder
 
LOCAL_C_INCLUDES := $(TOP)/frameworks/base/include

LOCAL_MODULE:= libServiceTestA
 
LOCAL_PRELINK_MODULE:= false
 
include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)

這裡生成libServiceTestA動態庫，方例升級服務程式

 

編寫獨立的程式程式：

 

它的用途是：誕生一個 serviceTestA 類別之物件，然後將該物件參考存入 Binder Driver 裡。
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
#include <cutils/log.h>
#include <binder/IServiceManager.h>
#include <binder/IPCThreadState.h>
#include <serviceTestA/serviceTestA.h>

using namespace android;

int main(int argc,char *argv[]){
sp<ProcessState> proc(ProcessState::self());
sp<IServiceManager> sm = defaultServiceManager();
LOGI("ServiceManager: %p", sm.get());
serviceTestA::instantiate(); // 這是重點。。。。
ProcessState::self()->startThreadPool();
IPCThreadState::self()->joinThreadPool();
return 0;
}

Android.mk 檔案：
LOCAL_PATH:= $(call my-dir)
 
include $(CLEAR_VARS)
 
LOCAL_SRC_FILES:= main.cpp
 
LOCAL_SHARED_LIBRARIES:= libutils libServiceTestA
 
LOCAL_MODULE:= serviceTestA
 
include $(BUILD_EXECUTABLE)

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這裡最重要的是呼叫：serviceTestA::instantiate();
其先執行到 new serviceTestA() ，就誕生一個 serviceTestA 類別之物件；
接著，呼叫 defaultServiceManager() 函式取得 SM 的 IServiceManager 介面；
再呼叫 IServiceManager::addService() 將該物件參考存入 Binder Driver 裡，並且同時存入
到ServiceManager中註冊並管理，如此其它程式才能通過ServiceManager::getService找到相應服務程式

以上程式碼同理，serviceTestB服務程式也一樣的這樣建立，不再複述。

b、測試服務程式
testService.cpp編寫：
#include <cutils/log.h>
#include <cutils/properties.h>
#include <binder/IServiceManager.h>
#include <binder/IPCThreadState.h>
#include <serviceTestA/serviceTestA.h>
#include <serviceTestB/serviceTestB.h>

using namespace android;

enum{
CALCULATE_ADD_NUM = 0,
CALCULATE_SUB_NUM ,
};

enum{
CALCULATE_MUL_NUM = 0,
CALCULATE_DIV_NUM ,
};

int main(int argc,char *argv[]){
sp<IBinder> TestAbinder;
sp<IBinder> TestBbinder;
Parcel data, reply;
int sum=0;

LOGI("testService main is call...");

sp<IServiceManager> sm = defaultServiceManager();

while(1){
TestAbinder = sm->getService(String16("service.TestA"));
LOGE("TestA::getAddService %p/n",sm.get());
if (TestAbinder == 0) {
LOGE("TestAService not published, waiting...");
usleep(1000000);
continue;
}
else{
LOGI("TestA::getAddService success...");
break;
}
}

while(1){
TestBbinder = sm->getService(String16("service.TestB"));
LOGE("TestB::getAddService %p/n",sm.get());
if (TestBbinder == 0) {
LOGE("TestBService not published, waiting...");
usleep(1000000);
continue;
}
else{
LOGI("TestB::getAddService success...");
break;
}
}

//測試兩個service中的函式
data.writeInt32(1000);
data.writeInt32(200);
LOGI("BpAddService::create remote()->transact()/n");
TestAbinder->transact(CALCULATE_MUL_NUM,data,&reply);
sum = reply.readInt32();
LOGI("CALCULATE_ADD_NUM value = %d",sum);

data.writeInt32(1000);
data.writeInt32(200);
LOGI("BpAddService::create remote()->transact()/n");
TestAbinder->transact(CALCULATE_DIV_NUM,data,&reply);
sum = reply.readInt32();
LOGI("CALCULATE_SUB_NUM value = %d",sum);

data.writeInt32(1000);
data.writeInt32(200);
LOGI("BpAddService::create remote()->transact()/n");
TestBbinder->transact(CALCULATE_ADD_NUM,data,&reply);
sum = reply.readInt32();
LOGI("CALCULATE_MUL_NUM value = %d",sum);

data.writeInt32(1000);
data.writeInt32(200);
LOGI("BpAddService::create remote()->transact()/n");
TestBbinder->transact(CALCULATE_SUB_NUM,data,&reply);
sum = reply.readInt32();
LOGI("CALCULATE_DIV_NUM value = %d",sum);

return 0;
}

這裡最重要的就是通過defaultServiceManager得到預設的sm,然後通過getService得到sp<IBinder>物件，即可操作相應服務程式的介面函式，整個過程還是相當清晰的。

 

最後附上測試的結果列印：

# ./TestService
./TestService
# logcat
logcat
--------- beginning of /dev/log/main
I/        ( 1379): testService main is call...
E/        ( 1379): TestA::getAddService 0xa680/n
I/        ( 1379): TestA::getAddService success...
E/        ( 1379): TestB::getAddService 0xa680/n
I/        ( 1379): TestB::getAddService success...
I/        ( 1379): BpAddService::create remote()->transact()/n
I/        ( 1371): serviceTestA::onTransact code = 0
I/        ( 1371): sum mul value = 200000
I/        ( 1379): CALCULATE_MUL_NUM value = 200000
I/        ( 1379): BpAddService::create remote()->transact()/n
I/        ( 1371): serviceTestA::onTransact code = 1
I/        ( 1371): sum p value = 5
I/        ( 1379): CALCULATE_DIV_NUM value = 5
I/        ( 1379): BpAddService::create remote()->transact()/n
I/        ( 1374): serviceTestB::onTransact code = 0
I/        ( 1374): sum add value = 1200
I/        ( 1379): CALCULATE_ADD_NUM value = 1200
I/        ( 1379): BpAddService::create remote()->transact()/n
I/        ( 1374): serviceTestB::onTransact code = 1
I/        ( 1374): sum sub value = 800
I/        ( 1379): CALCULATE_SUB_NUM value = 800
結果表明完全正確