Android14之BpBinder构造函数Handle拆解(二百零四)

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1.前言

本篇目的：在阅读Android14源码，BpBinder代码时，发现它的构造函数特别有意思，随分享之。

2.BPBinder介绍

BPBinder是Android系统中Binder机制的一部分，负责在客户端和服务器之间进行进程间通信（Inter-Process Communication，IPC）。Binder机制是Android系统中实现跨进程通信的核心机制，它允许一个进程（客户端）调用另一个进程（服务器）中的方法，就像调用本地方法一样简单。
BPBinder是Binder代理对象，它存在于客户端进程中。当客户端进程想要与服务器进程通信时，它会创建一个BPBinder对象，并通过这个对象发送请求给服务器进程。BPBinder内部会通过Binder驱动程序与服务器进程中的BBinder对象进行通信，从而完成客户端和服务器之间的通信。
BPBinder的主要作用是封装客户端的请求，并将这些请求发送给服务器进程。它会将客户端的请求转化为一个IPC消息，然后将这个消息发送给Binder驱动程序。Binder驱动程序会将这个消息传递给服务器进程中的BBinder对象，由BBinder对象来处理这个请求，并将处理结果返回给客户端。
BPBinder的实现主要涉及到以下几个类：

IBinder：这是一个接口，定义了Binder对象的基本操作，如transact()和linkToDeath()等。BPBinder和BBinder都实现了这个接口。
BBinder：这是Binder实体对象，存在于服务器进程中。它负责处理客户端发送的请求，并将处理结果返回给客户端。
BpBinder：这是Binder代理对象，存在于客户端进程中。它负责将客户端的请求发送给服务器进程，并将服务器进程的返回结果返回给客户端。
Parcel：这是一个数据容器，用于在客户端和服务器之间传递数据。客户端将请求数据写入Parcel对象，然后将这个对象发送给服务器。服务器处理完请求后，将结果写入Parcel对象，然后将这个对象返回给客户端。

BPBinder的使用非常简单，客户端只需要创建一个BPBinder对象，然后调用它的transact()方法即可发送请求给服务器。transact()方法有两个参数：第一个参数是请求码，用于标识请求的类型；第二个参数是请求数据，通常是一个Parcel对象。服务器进程中的BBinder对象会根据请求码和请求数据进行处理，并将处理结果写入一个Parcel对象中返回给客户端。
总之，BPBinder是Android系统中Binder机制的重要组成部分，它实现了客户端和服务器之间的进程间通信。通过BPBinder，客户端可以像调用本地方法一样调用服务器进程中的方法，从而实现跨进程通信。

3.BpBinder构造函数拆解

<1>.先看BpBinder::BpBinder构造函数的参数

BpBinder::BpBinder(Handle&& handle)
      : mStability(0),
        mHandle(handle),
        mAlive(true),
        mObitsSent(false),
        mObituaries(nullptr),
        mDescriptorCache(kDescriptorUninit),
        mTrackedUid(-1) {
    extendObjectLifetime(OBJECT_LIFETIME_WEAK);
}

BpBinder构造函数只有一个参数，然后初始化列表给了mHandle。

<2>.再看Handle类型

struct BinderHandle {
        int32_t handle;
    };
    struct RpcHandle {
        sp<RpcSession> session;
        uint64_t address;
    };

using Handle = std::variant<BinderHandle, RpcHandle>;

这里使用了C++17标准库提供的模板类，它表示一种可以容纳多种不同类型的值的类型安全的联合体（Union）。
然后给std::variant<BinderHandle, RpcHandle>起了个别名，叫Handle，但是我们可以从别名Handle中取得联合体中的BinderHandle和RpcHandle两个结构体。

<3>.Bpbidner用Handle之前，需要判断下

bool BpBinder::isRpcBinder() const {
    return std::holds_alternative<RpcHandle>(mHandle);
}

这里使用检查 std::holds_alternative模板类，判断mHandle是否包含 BinderHandle 类型，如果包含返回true；
如果不包含则返回false。

<4>.判断完了mHandle，看看到底怎么用？

uint64_t BpBinder::rpcAddress() const {
    return std::get<RpcHandle>(mHandle).address;
}

这里直接调用std::get(mHandle).address，可以分为两个步骤：
第一：先通过std::get(mHandle)获取联合体mHandle中的RpcHandle结构体对象。
第二：调用RpcHandle结构体的address变量。

<5>.再看俩例子

const sp<RpcSession>& BpBinder::rpcSession() const {
    return std::get<RpcHandle>(mHandle).session;
}

int32_t BpBinder::binderHandle() const {
    return std::get<BinderHandle>(mHandle).handle;
}

和在第四步用法一样，没啥说的。

3.仿BpBinder构造函数用法实例

v1.0

#include <iostream>
#include <variant>
#include <string>
using namespace std;

struct BinderHandle {
  BinderHandle(int han) : handle(han){}
  int32_t handle;
};
struct RpcHandle {
  RpcHandle(string  han) : address(han){}
  string address;
};

// 定义 Handle 类型别名，表示可以是 BinderHandle 或 RpcHandle 类型的变量
using Handle = std::variant<BinderHandle, RpcHandle>;

int main() {
  // v1.0 使用 BinderHandle
  Handle handle1 = BinderHandle(123);
  BinderHandle binder = std::get<BinderHandle>(handle1); // 提取 handle1 中的 BinderHandle 类型值
  std::cout << "BinderHandle with id: " << binder.handle << std::endl;


  // v2.0 使用RpcHandle
  Handle handle2 = RpcHandle("Hello Handle."); // 创建一个 Handle 变量，并用 RpcHandle 初始化
  RpcHandle rpc = std::get<RpcHandle>(handle2); // 提取 handle2 中的 RpcHandle 类型值
  std::cout << "RpcHandle with id: " << rpc.address << std::endl;

  return 0;
}

v2.0

#include <iostream>
#include <variant>
#include <string>
using namespace std;

struct BinderHandle {
  BinderHandle(int han) : handle(han){}
  int32_t handle;
};
struct RpcHandle {
  RpcHandle(string  han) : address(han){}
  string address;
};

// 定义 Handle 类型别名，表示可以是 BinderHandle 或 RpcHandle 类型的变量
using Handle = std::variant<BinderHandle, RpcHandle>;

int main() {
  // v1.0 使用 BinderHandle
  Handle handle1 = BinderHandle(123);
  if (std::holds_alternative<BinderHandle>(handle1)) { // 检查 handle1 是否包含 BinderHandle 类型的值
    BinderHandle binder = std::get<BinderHandle>(handle1); // 提取 handle1 中的 BinderHandle 类型值
    std::cout << "BinderHandle with id: " << binder.handle << std::endl;
  }

  // v2.0 使用RpcHandle
  Handle handle2 = RpcHandle("Hello Handle."); // 创建一个 Handle 变量，并用 RpcHandle 初始化
  if (std::holds_alternative<RpcHandle>(handle2)) { // 检查 handle1 是否包含 RpcHandle 类型的值
    RpcHandle rpc = std::get<RpcHandle>(handle2); // 提取 handle2 中的 RpcHandle 类型值
    std::cout << "RpcHandle with id: " << rpc.address << std::endl;
  }

  return 0;
}