2018-06-21 从PowerManger入手分析系统的服务框架

(一)PowerManager

 安卓系统级服务分析

标签(空格分隔): power PowerManager


如何获取一个Powermanager:

   PowerManager power = (PowerManager) getSystemService(Context.POWER_SERVICE);

  • PowerManager 实际上使用的是代理模式,这个可以来看它的构造函数和调用的函数
    /**
     * 构造函数 使用的是一个context, 一个powerService,和一个handler
     * {@hide}
     */
    public PowerManager(Context context, IPowerManager service, Handler handler) {
        mContext = context;
        mService = service;
        mHandler = handler;
    }
  • 构造函数中的context实际上是用来帮助PowerManager来获取一些指定的参数的
    /**
     
     * Gets the minimum supported screen brightness setting.
     * The screen may be allowed to become dimmer than this value but
     * this is the minimum value that can be set by the user.
     * @hide
     */
    public int getMinimumScreenBrightnessSetting() {
        return mContext.getResources().getInteger(
                com.android.internal.R.integer.config_screenBrightnessSettingMinimum);
    }
    
  • 构造函数中的service才是PowerManager方法的实际值行者
    public void goToSleep(long time, int reason, int flags) {
        try {
            mService.goToSleep(time, reason, flags);
        } catch (RemoteException e) {
            throw e.rethrowFromSystemServer();
        }
    }
  • 而构造函数中的handler仅仅是用来执行一些延时任务

上面解析了PowerManager文件类,下面看为什么通过context可以获取PowerManager


通过Context获取PowerManager

   PowerManager power = (PowerManager)context.getSystemService(Context.POWER_SERVICE);
  • 通过Context配合一个服务的名字来获取当前的某个系统服务,Context是一个抽象类,因此,需要找到Context的实现类来找到这个方法的实现,但目前我们知道Context的实现类是ContextImpl(这个细节我们之后在研究,在framework的研究过程中我们大多或采用这种方法,由于framework东西太多,有时候我们需要忽略某些与我们当前探究方向无关(或暂时无法探究)的东西,疑问可以保留

ContextImpl

ContextImpl中有一个成员变量,mServiceCache

 final Object[] mServiceCache = SystemServiceRegistry.createServiceCache();
 
 
 
    @Override
    public Object getSystemService(String name) {
        return SystemServiceRegistry.getSystemService(this, name);
    }

    @Override
    public String getSystemServiceName(Class<?> serviceClass) {
        return SystemServiceRegistry.getSystemServiceName(serviceClass);
    }

  • 由上面的代码可以看到,ContextImpl中的getSystemService也是通过SystemServiceRegistry来取到的, 而PowerManager在SystemServiceRegistry的静态代码块中进行了注册,SystemServiceRegitsry实际上管理的是系统服务的代理端,通过getSystemServcie接口来向外提供获得系统服务的能力
    private static final HashMap<Class<?>, String> SYSTEM_SERVICE_NAMES =
            new HashMap<Class<?>, String>();
            
    private static final HashMap<String, ServiceFetcher<?>> SYSTEM_SERVICE_FETCHERS =  new HashMap<String, ServiceFetcher<?>>();
    


 
        registerService(Context.POWER_SERVICE, PowerManager.class,
                new CachedServiceFetcher<PowerManager>() {
            @Override
            public PowerManager createService(ContextImpl ctx) {
            //从这里我么你可以看到PowerManager的实现类是怎么获取到的。
                IBinder b = ServiceManager.getService(Context.POWER_SERVICE);
                IPowerManager service = IPowerManager.Stub.asInterface(b);
                if (service == null) {
                    Log.wtf(TAG, "Failed to get power manager service.");
                }
                return new PowerManager(ctx.getOuterContext(),
                        service, ctx.mMainThread.getHandler());
            }}); 
            
            
            
        private static <T> void registerService(String serviceName, Class<T> serviceClass,
            ServiceFetcher<T> serviceFetcher) {
        SYSTEM_SERVICE_NAMES.put(serviceClass, serviceName);
        SYSTEM_SERVICE_FETCHERS.put(serviceName, serviceFetcher);
    }
    
    
    /**
     * 获取系统服务的实际操作者还是ServcieFetcher
     * Gets a system service from a given context.
     */
    public static Object getSystemService(ContextImpl ctx, String name) {
        ServiceFetcher<?> fetcher = SYSTEM_SERVICE_FETCHERS.get(name);
        return fetcher != null ? fetcher.getService(ctx) : null;
    }

接下来就要看ServceManager如何获取系统服务的实际执行对象了

整个ServiceManager的代码也没有多少,这个SerViceManager是通过获取ServiceManagerNative来管理Serivice的

package android.os;

import com.android.internal.os.BinderInternal;

import android.util.Log;

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

/** @hide */
public final class ServiceManager {
    private static final String TAG = "ServiceManager";

    private static IServiceManager sServiceManager;
    //自己缓存了一个系统服务binder的列表,
    private static HashMap<String, IBinder> sCache = new HashMap<String, IBinder>();

    private static IServiceManager getIServiceManager() {
        if (sServiceManager != null) {
            return sServiceManager;
        }

        // Find the service manager
        sServiceManager = ServiceManagerNative.asInterface(BinderInternal.getContextObject());
        return sServiceManager;
    }

    /**
     * Returns a reference to a service with the given name.
     * 
     * @param name the name of the service to get
     * @return a reference to the service, or <code>null</code> if the service doesn't exist
     */
    public static IBinder getService(String name) {
        try {
        //获取服务首先从缓存中获取,如果缓存中没有,
            IBinder service = sCache.get(name);
            if (service != null) {
                return service;
            } else {
            //如果缓存中没有那么就从ServcieManagerNative中获取
                return getIServiceManager().getService(name);
            }
        } catch (RemoteException e) {
            Log.e(TAG, "error in getService", e);
        }
        return null;
    }

    /**
     * Place a new @a service called @a name into the service
     * manager.
     * 
     * @param name the name of the new service
     * @param service the service object
     */
    public static void addService(String name, IBinder service) {
        try {
            getIServiceManager().addService(name, service, false);
        } catch (RemoteException e) {
            Log.e(TAG, "error in addService", e);
        }
    }

    /**
     * Place a new @a service called @a name into the service
     * manager.
     * 
     * @param name the name of the new service
     * @param service the service object
     * @param allowIsolated set to true to allow isolated sandboxed processes
     * to access this service
     */
    public static void addService(String name, IBinder service, boolean allowIsolated) {
        try {
            getIServiceManager().addService(name, service, allowIsolated);
        } catch (RemoteException e) {
            Log.e(TAG, "error in addService", e);
        }
    }
    
    /**
     * Retrieve an existing service called @a name from the
     * service manager.  Non-blocking.
     */
    public static IBinder checkService(String name) {
        try {
            IBinder service = sCache.get(name);
            if (service != null) {
                return service;
            } else {
                return getIServiceManager().checkService(name);
            }
        } catch (RemoteException e) {
            Log.e(TAG, "error in checkService", e);
            return null;
        }
    }

    /**
     * Return a list of all currently running services.
     * @return an array of all currently running services, or <code>null</code> in
     * case of an exception
     */
    public static String[] listServices() {
        try {
            return getIServiceManager().listServices();
        } catch (RemoteException e) {
            Log.e(TAG, "error in listServices", e);
            return null;
        }
    }

    /**
     * This is only intended to be called when the process is first being brought
     * up and bound by the activity manager. There is only one thread in the process
     * at that time, so no locking is done.
     * 
     * @param cache the cache of service references
     * @hide
     */
    public static void initServiceCache(Map<String, IBinder> cache) {
    //从这个方法来看,应该是外部调用此方法来对sCache来进行初始化,以保证可以获取大部分的ServiceBinder,并且这个方法只能调用一次,如果多次调用就直接抛出异常
        if (sCache.size() != 0) {
            throw new IllegalStateException("setServiceCache may only be called once");
        }
        sCache.putAll(cache);
    }
}

看到ServcieManager的方法之后我们就存在 三个疑问:

  1. 是谁调用了initServcieCache来对sCache来进行初始化的呢?
  2. addService方法是那些地方调用的?
  3. ServcieManagerNative是怎么实现 addServcie和getService这些方法的?

(二)SystemServer

上面的第一个问题 我在查源码的时这个方法的调用地点在ActivityThread中的bindApplication方法中,这个方法暂时还不清楚,因此 在此忽略,留到后面进行处理

关于第二个问题可以查到的地方就有:

  1. services/java/com/android/server/SystemServer.java
  2. services/core/java/com/android/server/AppOpsService.java
  3. services/core/java/com/android/server/telecom/TelecomLoaderService.java
  4. services/core/java/com/android/server/am/BatteryStatsService.java
  5. services/core/java/com/android/server/am/ActivityManagerService.java
  6. services/core/java/com/android/server/SystemService.java
  7. services/core/java/com/android/server/pm/PackageManagerService.java
  8. services/core/java/com/android/server/pm/OtaDexoptService.java
  9. services/core/java/com/android/server/connectivity/PacManager.java

其实主要的调用就在SystemServer中,SystemServer中有一个run方法这个方法在系统启动的时候会执行:
通过run方法启动一系列的系统服务

执行准备,创建一个SystemServiceManager,使用这个SystemServiceManager来启动相应的程序,

 mSystemServiceManager = new SystemServiceManager(mSystemContext);
            LocalServices.addService(SystemServiceManager.class, mSystemServiceManager);
           // Start services.
        try {
            Trace.traceBegin(Trace.TRACE_TAG_SYSTEM_SERVER, "StartServices");
            //启动bootsrrap服务
            //这里面启动了包括 PowerManagerService , ActivityManagerService,Install, 等一系列的服务,同时也启动一系列的传感器服务
            startBootstrapServices();
            //启动核心服务
            startCoreServices();
           //启动其他的服务
            startOtherServices();
        } catch (Throwable ex) {
            Slog.e("System", "******************************************");
            Slog.e("System", "************ Failure starting system services", ex);
            throw ex;
        } finally {
            Trace.traceEnd(Trace.TRACE_TAG_SYSTEM_SERVER);
        }      
---


上面的`startBoostrapServices`方法中有一个启动PowerManagerService的动作
      private void startBootstrapServices() {
        ...
        //电源管理 需要启动的比较早,因为其他服务对这个服务存在依赖。
        // Power manager needs to be started early because other services need it.
        // Native daemons may be watching for it to be registered so it must be ready
        // to handle incoming binder calls immediately (including being able to verify
        // the permissions for those calls).
        mPowerManagerService = mSystemServiceManager.startService(PowerManagerService.class);  
        
                // Now that the power manager has been started, let the activity manager 电源管理已经启动,现在让ams来进行进一步的初始化
        // initialize power management features.
        Trace.traceBegin(Trace.TRACE_TAG_SYSTEM_SERVER, "InitPowerManagement");
        mActivityManagerService.initPowerManagement();
        Trace.traceEnd(Trace.TRACE_TAG_SYSTEM_SERVER);
      ...}  
           

使用SystemServiceManager来启动pwoerManagerService,并且调用了启动service的onStart方法,而powerManagerServcie的onstart方法中 调用了相应的方法把一个binder添加进去,PowerManager通过Binder调用PowerManagerService中的方法。 看下PowerManagerService的启动,从中就能找到 PowerManagerService是如何添加到SystemServer中的。

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