android 系統核心機制binder（10）binder java層JNI初始化

本章關鍵點總結 & 說明：

這裏關注➕Binder Java層實現中 JNI層開機初始化部分，主要談關鍵類Binder、BinderInternal、BinderProxy的開機初始化流程。

初始化Java層Binder框架(JNI的註冊)

Java層Binder系統是在C++ 層Binder上經過JNI創建的，同時在開機時必定要在Java層Binder正式工做以前創建這種關係。這裏主要分析Java層Binder框架是如何初始化。

在Android系統中，在Java初創時期，系統會提早註冊一些JNI函數，其中有一個函數專門負責搭建Java Binder和Native Binder交互關係，該函數是register_android_os_Binder，代碼以下：

int register_android_os_Binder(JNIEnv* env)
{
    if (int_register_android_os_Binder(env) < 0) //初始化Java Binder類和Native層的關係
        return -1;
    if (int_register_android_os_BinderInternal(env) < 0)//初始化Java BinderInternal類和Native層的關係
        return -1;
    if (int_register_android_os_BinderProxy(env) < 0) //初始化Java BinderProxy類和Native層的關係
        return -1;
 
    jclass clazz;
 
    clazz = env->FindClass("android/util/Log");
    LOG_FATAL_IF(clazz == NULL, "Unable to find class android.util.Log");
    gLogOffsets.mClass = (jclass) env->NewGlobalRef(clazz);
    gLogOffsets.mLogE = env->GetStaticMethodID(
        clazz, "e", "(Ljava/lang/String;Ljava/lang/String;Ljava/lang/Throwable;)I");
    assert(gLogOffsets.mLogE);
 
    clazz = env->FindClass("android/os/ParcelFileDescriptor");
    LOG_FATAL_IF(clazz == NULL, "Unable to find class android.os.ParcelFileDescriptor");
    gParcelFileDescriptorOffsets.mClass = (jclass) env->NewGlobalRef(clazz);
    gParcelFileDescriptorOffsets.mConstructor
        = env->GetMethodID(clazz, "<init>", "(Ljava/io/FileDescriptor;)V");
 
    clazz = env->FindClass("android/os/StrictMode");
    LOG_FATAL_IF(clazz == NULL, "Unable to find class android.os.StrictMode");
    gStrictModeCallbackOffsets.mClass = (jclass) env->NewGlobalRef(clazz);
    gStrictModeCallbackOffsets.mCallback = env->GetStaticMethodID(
        clazz, "onBinderStrictModePolicyChange", "(I)V");
    LOG_FATAL_IF(gStrictModeCallbackOffsets.mCallback == NULL,
                 "Unable to find strict mode callback.");
 
    return 0;
}
據上面的代碼可知，register_android_os_Binder函數完成了Java Binder架構中最重要的3個類的初始化工做。接下來繼續分析註冊Binder、BinderInternal、BinderProxy的過程

1 int_register_android_os_Binder

int_register_android_os_Binder函數完成了Binder類的初始化工做，代碼以下：

static int int_register_android_os_Binder(JNIEnv* env)
{
    jclass clazz;
 
    //kBinderPathName爲Java層中Binder類的全路徑名，「android/os/Binder「
    clazz = env->FindClass(kBinderPathName);  
    LOG_FATAL_IF(clazz == NULL, "Unable to find class android.os.Binder");
 
    //gBinderOffSets是一個靜態類對象，它專門保存Binder類的一些在JNI層中使用的信息,
    //如成員函數execTranscat的methodID,Binder類中成員mObject的fildID
    gBinderOffsets.mClass = (jclass) env->NewGlobalRef(clazz);
    gBinderOffsets.mExecTransact = env->GetMethodID(clazz, "execTransact", "(IJJI)Z");
    assert(gBinderOffsets.mExecTransact);
    gBinderOffsets.mObject = env->GetFieldID(clazz, "mObject", "J");
    assert(gBinderOffsets.mObject);
 
    //註冊Binder類中native函數的實現
    return AndroidRuntime::registerNativeMethods(env, kBinderPathName,gBinderMethods, NELEM(gBinderMethods));
}
從上面代碼可知，gBinderOffsets對象保存了和Binder類相關的某些在JNI層中使用的信息。

2 int_register_android_os_BinderInternal

int_register_android_os_BinderInternal函數完成了BinderInternal類的初始化，代碼以下：

static int int_register_android_os_BinderInternal(JNIEnv* env)
{
    jclass clazz;
    //kBinderInternalPathName爲Java層中BinderInternal類的全路徑名，「com/android/internal/os/BinderInternal」
    clazz = env->FindClass(kBinderInternalPathName);
    LOG_FATAL_IF(clazz == NULL, "Unable to find class com.android.internal.os.BinderInternal");
 
    //gBinderInternalOffsets也是一個靜態對象，用來保存BinderInternal類的一些信息
    gBinderInternalOffsets.mClass = (jclass) env->NewGlobalRef(clazz);
    //獲取forceBinderGc的methodID
    gBinderInternalOffsets.mForceGc = env->GetStaticMethodID(clazz, "forceBinderGc", "()V");
    assert(gBinderInternalOffsets.mForceGc);
 
    //註冊BinderInternal類中native函數的實現
    return AndroidRuntime::registerNativeMethods(env, kBinderInternalPathName,
                                                 gBinderInternalMethods, NELEM(gBinderInternalMethods));
}
同上，獲取一些有用的methodID和fieldID。這代表JNI層必定會向上調用Java層的函數。註冊相關類中native函數的實現。

3 int_register_android_os_BinderProxy

int_register_android_os_BinderProxy完成了BinderProxy類的初始化工做，代碼稍顯複雜，以下所示：

static int int_register_android_os_BinderProxy(JNIEnv* env) {     jclass clazz;       //gErrorOffsets用來和Error類打交道     clazz = env->FindClass("java/lang/Error");     LOG_FATAL_IF(clazz == NULL, "Unable to find class java.lang.Error");     gErrorOffsets.mClass = (jclass) env->NewGlobalRef(clazz);       //gBinderProxyOffsets用來和BinderProxy類打交道     clazz = env->FindClass(kBinderProxyPathName);     LOG_FATAL_IF(clazz == NULL, "Unable to find class android.os.BinderProxy");     //獲取BinderProxy的一些信息     gBinderProxyOffsets.mClass = (jclass) env->NewGlobalRef(clazz);     gBinderProxyOffsets.mConstructor         = env->GetMethodID(clazz, "<init>", "()V");     assert(gBinderProxyOffsets.mConstructor);     gBinderProxyOffsets.mSendDeathNotice         = env->GetStaticMethodID(clazz, "sendDeathNotice", "(Landroid/os/IBinder$DeathRecipient;)V");     assert(gBinderProxyOffsets.mSendDeathNotice);       gBinderProxyOffsets.mObject         = env->GetFieldID(clazz, "mObject", "J");     assert(gBinderProxyOffsets.mObject);     gBinderProxyOffsets.mSelf         = env->GetFieldID(clazz, "mSelf", "Ljava/lang/ref/WeakReference;");     assert(gBinderProxyOffsets.mSelf);     gBinderProxyOffsets.mOrgue         = env->GetFieldID(clazz, "mOrgue", "J");     assert(gBinderProxyOffsets.mOrgue);          //gClassOffsets用來和Class類打交道     clazz = env->FindClass("java/lang/Class");     LOG_FATAL_IF(clazz == NULL, "Unable to find java.lang.Class");     gClassOffsets.mGetName = env->GetMethodID(clazz, "getName", "()Ljava/lang/String;");     assert(gClassOffsets.mGetName);          //註冊BinderProxy native函數的實現     return AndroidRuntime::registerNativeMethods(env, kBinderProxyPathName,         gBinderProxyMethods, NELEM(gBinderProxyMethods)); }  至此，Java Binder幾個重要成員的初始化已完成，同時在代碼中定義了幾個全局靜態對象，分別是gBinderOffsets、gBinderInternalOffsets和gBinderProxyOffsets。框架的初始化其實就是提早獲取一些JNI層的使用信息，如類成員函數的MethodID，類成員變量的fieldID等。這項工做是必需的，由於它能節省每次使用時獲取這些信息的時間。當Binder調用頻繁時，這些時間累積起來仍是不容小覷的。