Binder線程池工作過(guò)程是什么

這篇文章主要介紹了Binder線程池工作過(guò)程是什么的相關(guān)知識(shí)，內(nèi)容詳細(xì)易懂，操作簡(jiǎn)單快捷，具有一定借鑒價(jià)值，相信大家閱讀完這篇Binder線程池工作過(guò)程是什么文章都會(huì)有所收獲，下面我們一起來(lái)看看吧。

基于Android 6.0源碼剖析，分析Binder線程池以及binder線程啟動(dòng)過(guò)程。

一. 概述

Android系統(tǒng)啟動(dòng)完成后，ActivityManager, PackageManager等各大服務(wù)都運(yùn)行在system_server進(jìn)程，app應(yīng)用需要使用系統(tǒng)服務(wù)都是通過(guò)binder來(lái)完成進(jìn)程之間的通信，那對(duì)于binder線程是如何管理的呢，又是如何創(chuàng)建的呢？其實(shí)無(wú)論是system_server進(jìn)程，還是app進(jìn)程，都是在進(jìn)程fork完成后，便會(huì)在新進(jìn)程中執(zhí)行onZygoteInit()的過(guò)程中，啟動(dòng)binder線程池。接下來(lái)，就以此為起點(diǎn)展開從線程的視角來(lái)看看binder的世界。

二. Binder線程創(chuàng)建

Binder線程創(chuàng)建與其所在進(jìn)程的創(chuàng)建中產(chǎn)生，Java層進(jìn)程的創(chuàng)建都是通過(guò)Process.start()方法，向Zygote進(jìn)程發(fā)出創(chuàng)建進(jìn)程的socket消息，Zygote收到消息后會(huì)調(diào)用Zygote.forkAndSpecialize()來(lái)fork出新進(jìn)程，在新進(jìn)程中會(huì)調(diào)用到RuntimeInit.nativeZygoteInit方法，該方法經(jīng)過(guò)jni映射，最終會(huì)調(diào)用到app_main.cpp中的onZygoteInit，那么接下來(lái)從這個(gè)方法說(shuō)起。

2.1 onZygoteInit

[-> app_main.cpp]

ProcessState::self()是單例模式，主要工作是調(diào)用open()打開/dev/binder驅(qū)動(dòng)設(shè)備，再利用mmap()映射內(nèi)核的地址空間，將Binder驅(qū)動(dòng)的fd賦值ProcessState對(duì)象中的變量mDriverFD，用于交互操作。startThreadPool()是創(chuàng)建一個(gè)新的binder線程，不斷進(jìn)行talkWithDriver()。

2.2 PS.startThreadPool

[-> ProcessState.cpp]

啟動(dòng)Binder線程池后, 則設(shè)置mThreadPoolStarted=true. 通過(guò)變量mThreadPoolStarted來(lái)保證每個(gè)應(yīng)用進(jìn)程只允許啟動(dòng)一個(gè)binder線程池, 且本次創(chuàng)建的是binder主線程(isMain=true). 其余binder線程池中的線程都是由Binder驅(qū)動(dòng)來(lái)控制創(chuàng)建的。

2.3 PS.spawnPooledThread

[-> ProcessState.cpp]

獲取Binder線程名，格式為Binder_x, 其中x為整數(shù)。每個(gè)進(jìn)程中的binder編碼是從1開始，依次遞增; 只有通過(guò)spawnPooledThread方法來(lái)創(chuàng)建的線程才符合這個(gè)格式，對(duì)于直接將當(dāng)前線程通過(guò)joinThreadPool加入線程池的線程名則不符合這個(gè)命名規(guī)則。 另外,目前Android N中Binder命令已改為Binder:_x格式, 則對(duì)于分析問(wèn)題很有幫忙.

2.3.2 PoolThread.run

[-> ProcessState.cpp]

• 對(duì)于isMain=true的情況下， command為BC_ENTER_LOOPER，代表的是Binder主線程，不會(huì)退出的線程；

• 對(duì)于isMain=false的情況下，command為BC_REGISTER_LOOPER，表示是由binder驅(qū)動(dòng)創(chuàng)建的線程。

2.5 processPendingDerefs

[-> IPCThreadState.cpp]

2.6 getAndExecuteCommand

[-> IPCThreadState.cpp]

2.7 talkWithDriver

在這里調(diào)用的isMain=true，也就是向mOut例如寫入的便是BC_ENTER_LOOPER. 經(jīng)過(guò)talkWithDriver(), 接下來(lái)程序往哪進(jìn)行呢？從binder_thread_write()往下說(shuō)BC_ENTER_LOOPER的處理過(guò)程。
2.7.1 binder_thread_write

[-> binder.c]

當(dāng)發(fā)生以下3種情況之一，便會(huì)進(jìn)入done：

• 當(dāng)前線程的return_error發(fā)生錯(cuò)誤的情況;

• 當(dāng)Binder驅(qū)動(dòng)向客戶端發(fā)送死亡通知的情況;

• 當(dāng)類型為BINDER_WORK_TRANSACTION（即收到命令是BC_TRANSACTION或BC_REPLY）的情況;

任何一個(gè)Binder線程當(dāng)同時(shí)滿足以下條件，則會(huì)生成用于創(chuàng)建新線程的BR_SPAWN_LOOPER命令：

1. 當(dāng)前進(jìn)程中沒(méi)有請(qǐng)求創(chuàng)建binder線程，即requested_threads = 0;

2. 當(dāng)前進(jìn)程沒(méi)有空閑可用的binder線程，即ready_threads = 0;（線程進(jìn)入休眠狀態(tài)的個(gè)數(shù)就是空閑線程數(shù)）

3. 當(dāng)前進(jìn)程已啟動(dòng)線程個(gè)數(shù)小于最大上限（默認(rèn)15）;

4. 當(dāng)前線程已接收到BC_ENTER_LOOPER或者BC_REGISTER_LOOPER命令，即當(dāng)前處于BINDER_LOOPER_STATE_REGISTERED或者BINDER_LOOPER_STATE_ENTERED狀態(tài)?！拘」?jié)2.6】已設(shè)置狀態(tài)為BINDER_LOOPER_STATE_ENTERED，顯然這條件是滿足的。

從system_server的binder線程一直的執(zhí)行流：IPC.joinThreadPool - > IPC.getAndExecuteCommand（） - > IPC.talkWithDriver（），但talkWithDriver收到事務(wù)之后，便進(jìn)入IPC.executeCommand（），接下來(lái)，從executeCommand說(shuō)起。

2.8 IPC.executeCommand

Binder主線程的創(chuàng)建是在其所在的進(jìn)程創(chuàng)建的過(guò)程一起創(chuàng)建的，后面再創(chuàng)建的普通binder線程是由spawnPooledThread（false）方法所創(chuàng)建的。

2.9思考

默認(rèn)地，每個(gè)進(jìn)程的binder線程池的線程個(gè)數(shù)上限為15，該上限不統(tǒng)計(jì)通過(guò)BC_ENTER_LOOPER命令創(chuàng)建的binder主線程，只計(jì)算BC_REGISTER_LOOPER命令創(chuàng)建的線程對(duì)此，或者很多人不理解，例栗子：某個(gè)進(jìn)程的主線程執(zhí)行如下方法，那么該進(jìn)程可創(chuàng)建的binder線程個(gè)數(shù)上限是多少呢？

首先線程池的binder線程個(gè)數(shù)上限為6個(gè)，通過(guò)startThreadPool（）創(chuàng)建的主線程不在最大線程上限，最后一句是將當(dāng)前線程成為binder線程，所以說(shuō)可創(chuàng)建的binder線程個(gè)數(shù)上限為8 ，如果還不理解，建議再多看看這幾個(gè)方案的源碼，多思考整個(gè)binder架構(gòu)。

三?？偨Y(jié)

Binder設(shè)計(jì)架構(gòu)中，只有第一個(gè)Binder主線程（也就是Binder_1線程）是由應(yīng)用程序主動(dòng)創(chuàng)建，Binder線程池的普通線程都是由Binder驅(qū)動(dòng)根據(jù)IPC通信需求創(chuàng)建，Binder線程的創(chuàng)建流程圖：

每次由Zygote fork出新進(jìn)程的過(guò)程中，伴隨著創(chuàng)建binder線程池，調(diào)用spawnPooledThread來(lái)創(chuàng)建binder主線程。當(dāng)線程執(zhí)行binder_thread_read的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)當(dāng)前沒(méi)有空閑線程，沒(méi)有請(qǐng)求創(chuàng)建線程，且沒(méi)有達(dá)到上限，則創(chuàng)建新的binder線程。

Binder的交易有3種類型：

1. 調(diào)用：發(fā)起進(jìn)程的線程不一定是在Binder線程，大多數(shù)情況下，接收者只指向進(jìn)程，并不確定會(huì)有哪個(gè)線程來(lái)處理，所以不指定線程;

2. 答復(fù)：發(fā)起者一定是binder線程，并且接收者線程便是上次call時(shí)的發(fā)起線程（該線程不一定是binder線程，可以是任意線程）。

3. async：與調(diào)用類型差不多，唯一不同的是async是oneway方式不需要回復(fù)，發(fā)起進(jìn)程的線程不一定是在Binder線程，接收者只指向進(jìn)程，并且不確定會(huì)有哪個(gè)線程來(lái)處理，所以不指定線程。

Binder系統(tǒng)中可分為3類binder線程：

• Binder主線程：進(jìn)程創(chuàng)建過(guò)程會(huì)調(diào)用startThreadPool（）過(guò)程中再進(jìn)入spawnPooledThread（true），來(lái)創(chuàng)建Binder主線程。編號(hào)從1開始，也就是意味著binder主線程名為binder_1，并且主線程是不會(huì)退出的。

• Binder普通線程：是由Binder Driver來(lái)根據(jù)是否有空閑的binder線程來(lái)決定是否創(chuàng)建binder線程，回調(diào)spawnPooledThread（false），isMain = false，該線程名格式為binder_x。

• Binder其他線程其他線程是指并沒(méi)有調(diào)用spawnPooledThread方法，而是直接調(diào)用IPC.joinThreadPool（），將當(dāng)前線程直接加入binder線程隊(duì)列。例如：mediaserver和servicemanager的主線程都是binder線程，但system_server的主線程并非binder線程。

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