⑴ android通信方式篇（七）-Binder機制（Native層（下））
本篇文章針對向ServiceManager注冊服務 和 獲取服務兩個流程來做總結。在這兩個過程中，ServiceManager都扮演的是服務端，與客戶端之間的通信也是通過Binder IPC。
在此之前先了解下Binder的進程與線程的關系：
用戶空間 :ProcessState描述一個進程，IPCThreadState對應一個進程中的一個線程。
內核空間 ：binder_proc描述一個進程，統一由binder_procs全局鏈表保存，binder_thread對應進程的一個線程。
ProcessState與binder_proc是一一對應的。
Binder線程池 ：每個Server進程在啟動時會創建一個binder線程池，並向其中注冊一個Binder線程；之後Server進程也可以向binder線程池注冊新的線程，或者Binder驅動在探測到沒有空閑binder線程時會主動向Server進程注冊新的的binder線程。對於一個Server進程有一個最大Binder線程數限制15，(#define DEFAULT_MAX_BINDER_THREADS 15)。對於所有Client端進程的binder請求都是交由Server端進程的binder線程來處理的。我的理解是：binder線程是進程進行binder ipc時的一條數據處理路徑。
MediaPlayerService向ServiceManager注冊過程如下：
相關類：
整個過程總結如下：
1 獲取BpServiceManager 與 BpBinder
由defaultServiceManager()返回的是BpServiceManager，同時會創建ProcessState對象和BpBinder對象。然後通過BpBinder執行transact，把真正工作交給IPCThreadState來處理。
2 BpBinder transact
Binder代理類調用transact()方法，真正工作還是交給IPCThreadState來進行transact工作。
3 通過IPCThreadState 包裝並轉換數據並進行transact事務處理
每個線程都有一個IPCThreadState，每個IPCThreadState中都有一對Parcel變數：mIn、mOut。相當於兩根數據管道：
最後執行talkWithDriver。
writeTransactionData：將BC Protocol + binder_transaction_data結構體 寫入mOut， 然後執行waitForResponse：
由talkWithDriver將數據進一步封裝到binder_write_read結構體，通過ioctl（BINDER_WRITE_READ）與驅動通信。同時等待驅動返回的接收BR命令，從mIn取出返回的數據。
mIn包裝的數據結構(注冊服務handle = 0 ，code 為ADD_SERVICE_TRANSACTION)：
4 Binder Driver
把binder_write_read結構體write_buffer里數據取出來，分別得到BC命令和封裝好數據的事務binder_transaction_data, 然後根據handler，在當前binder_proc中，找到相應的binder_ref，由binder_ref再找到目標binder_node實體，由目標binder_node再找到目標進程binder_proc。然後就是插入數據：當binder驅動可以找到合適的線程，就會把binder_transaction節點插入到servciemanager的線程的todo隊列中，如果找不到合適的線程，就把節點之間插入servciemanager的binder_proc的todo隊列。
5 ServiceManager
經過Binder Driver的處理，數據已經到了ServiceManager進程，在BR_TRANSACTION的引導下，在binder_loop（）中執行binder_parser（）取出數據，執行do_add_service（）操作，最終向 svcinfo 列表中添加已經注冊的服務（沒有數據的返回）。最後發送 BR_REPLY 命令喚醒等待的線程，通知注冊成功。結束MediaPlayerService進程 waitForResponse()的狀態，整個注冊過程結束。
獲取服務的過程與注冊類似，首先 ServiceManager 向 Binder 驅動發送 BC_TRANSACTION 命令攜帶 CHECK_SERVICE_TRANSACTION 命令，同時獲取服務的線程進入等待狀態 waitForResponse()。Binder 驅動收到請求命令向 ServiceManager 的發送 BC_TRANSACTION 查詢已注冊的服務，會區分請求服務所屬進程情況。
查詢到直接響應 BR_REPLY 喚醒等待的線程。若查詢不到將與 binder_procs 鏈表中的服務進行一次通訊再響應。
以startService為例來簡單總結下執行流程：
3.1 從方法執行流程來看：
Client ：
1 AMP.startService 標記方法以及通過Parcel包裝數據；
2 BinderProxy.transact 實際調用native的 android_os_BinderProxy_transact 傳遞數據；
3 獲取BpServiceManager 與 BpBinder 同時會創建ProcessState。然後通過BpBinder執行transact，把真正工作交給IPCThreadState來處理；
4 IPC.transact 主要執行writeTransactionData，將上層傳來的數據重新包裝成binder_transaction_data，並將BC Protocol + binder_transaction_data結構體 寫入mOut；
5 IPC waitForResponse talkWithDriver + 等待返回數據；
6 talkWithDriver 將數據進一步封裝成binder_write_read，通過ioctl（BINDER_WRITE_READ）與驅動通信；
Kernel :
7 binder ioctl 接收BINDER_WRITE_READ ioctl命令；
8 binder_ioctl_write_read 把用戶空間數據ubuf拷貝到內核空間bwr；
9 binder_thread_write 當bwr寫緩存有數據，則執行binder_thread_write；當寫失敗則將bwr數據寫回用戶空間並退出；
10 binder_transaction 找到目標進程binder_proc並插入數據到目標進程的線程todo隊列，最終執行到它
時，將發起端數據拷貝到接收端進程的buffer結構體；
11 binder_thread_read 根據binder_transaction結構體和binder_buffer結構體數據生成新的binder_transaction_data結構體，寫入bwr的read_buffer，當bwr讀緩存有數據，則執行binder_thread_read；當讀失敗則再將bwr數據寫回用戶空間並退出；最後，把內核數據bwr拷貝到用戶空間ubuf。
12 binder_thread_write + binder_ioctl BR命令和數據傳遞
Server:
13 IPC.executeCommand 解析kernel傳過來的binder_transaction_data數據，找到目標BBinder並調用其transact()方法;
14 IPC.joinThreadPool 採用循環不斷地執行getAndExecuteCommand()方法, 處理事務。當bwr的讀寫buffer都沒有數據時,則阻塞在binder_thread_read的wait_event過程. 另外,正常情況下binder線程一旦創建則不會退出.
15 BBinder.transact 到Binder.exeTransact 調用 AMN.onTransact
16 AMN.onTransact 把數據傳遞到AMS.starService去執行
17 AMS.starService Server處理了Client的請求了
然後原路replay回去，talkWithDriver 到Kernel ，然後找到Client進程，把數據拷貝到read_buffer里，最終喚醒IPC，把反饋傳遞回AMP.startService。完成啟動服務。
3.2 從通信協議流程來看：
非oneWay:
oneway:
oneway與非oneway區別: 都是需要等待Binder Driver的回應消息BR_TRANSACTION_COMPLETE. 主要區別在於oneway的通信收到BR_TRANSACTION_COMPLETE則返回,而不會再等待BR_REPLY消息的到來. 另外，oneway的binder IPC則接收端無法獲取對方的pid.
3.3 從數據流來看
從用戶空間開始：
進入驅動後：
回到用戶空間：
參考：
http://gityuan.com/2016/09/04/binder-start-service/
http://gityuan.com/2015/11/28/binder-summary/
http://gityuan.com/2015/11/14/binder-add-service/
http://gityuan.com/2015/11/15/binder-get-service/