Binder线程池启动过程

基于Android U

在应用程序进程创建过程中会启动Binder线程池。

frameworks/base/core/java/com/android/internal/os/ZygoteInit.java
public static Runnable zygoteInit(int targetSdkVersion, long[] disabledCompatChanges,
        String[] argv, ClassLoader classLoader) {
    ...
    ZygoteInit.nativeZygoteInit();
    return RuntimeInit.applicationInit(targetSdkVersion, disabledCompatChanges, argv,
            classLoader);
}

nativeZygoteInit()会在新创建的应用程序进程中创建Binder线程池。

frameworks/base/core/java/com/android/internal/os/ZygoteInit.java
private static native void nativeZygoteInit();

frameworks/base/core/jni/AndroidRuntime.cpp
const JNINativeMethod methods[] = {
    { "nativeZygoteInit", "()V",
        (void*) com_android_internal_os_ZygoteInit_nativeZygoteInit },
};

nativeZygoteInit()是一个JNI方法，它对应的函数是com_android_internal_os_ZygoteInit_nativeZygoteInit()。

frameworks/base/core/jni/AndroidRuntime.cpp
static void com_android_internal_os_ZygoteInit_nativeZygoteInit(JNIEnv* env, jobject clazz)
{
	gCurRuntime->onZygoteInit();
} 

gCurRuntime是AndroidRuntime类型的指针，它是在AndroidRuntime初始化时就创建的。

frameworks/base/core/jni/AndroidRuntime.cpp
    
static AndroidRuntime* gCurRuntime = NULL;
AndroidRuntime::AndroidRuntime(char* argBlockStart, const size_t argBlockLength) :
    mExitWithoutCleanup(false),
    mArgBlockStart(argBlockStart),
    mArgBlockLength(argBlockLength)
{
    ...
	gCurRuntime = this;
}

AppRuntime继承自AndroidRuntime，AppRuntime创建时就会调用AndroidRuntime的构造函数，gCurRuntime就会被初始化，它指向的是AppRuntime。AppRuntime在app_main.cpp中实现。

frameworks/base/cmds/app_process/app_main.cpp
virtual void onZygoteInit()
{
    sp<ProcessState> proc = ProcessState::self();
    ALOGV("App process: starting thread pool.\n");
    proc->startThreadPool();
}

调用ProcessState#startThreadPool()来启动Binder线程池。

frameworks/native/libs/binder/ProcessState.cpp
void ProcessState::startThreadPool()
{
    AutoMutex _l(mLock);
    if (!mThreadPoolStarted) {
        if (mMaxThreads == 0) {  // 1
            ALOGW("Extra binder thread started, but 0 threads requested. Do not use "
                  "*startThreadPool when zero threads are requested.");
        }
        mThreadPoolStarted = true;  // 2
        spawnPooledThread(true);
    }
}

支持Binder通信的进程中都有一个ProcessState类，它里面有一个mThreadPoolStarted变量，用来表示Binder线程池是否已经被启动过，默认值为false。在每次调用startThreadPool()时都会在注释1处先检查这个标记，从而确保Binder线程池只会被启动一次。如果Binder线程池未被启动，则在注释2处设置mThreadPoolStarted为true，并调用spawnPooledThread()来创建线程池中的第一个线程，也就是线程池的主线程。

frameworks/native/libs/binder/ProcessState.cpp
void ProcessState::spawnPooledThread(bool isMain)
{
    if (mThreadPoolStarted) {
        String8 name = makeBinderThreadName();
        ALOGV("Spawning new pooled thread, name=%s\n", name.string());
        sp<Thread> t = sp<PoolThread>::make(isMain);
        t->run(name.string());  // 1
        pthread_mutex_lock(&mThreadCountLock);
        mKernelStartedThreads++;
        pthread_mutex_unlock(&mThreadCountLock);
    }
}

可以看到Binder线程为一个PoolThread。在注释1处调用PoolThread#run()来启动一个新的线程。

frameworks/native/libs/binder/ProcessState.cpp
class PoolThread : public Thread
{
public:
    explicit PoolThread(bool isMain)
        : mIsMain(isMain)
    {
    }

protected:
    virtual bool threadLoop()
    {
        IPCThreadState::self()->joinThreadPool(mIsMain);  // 1
        return false;
    }

    const bool mIsMain;
};

PoolThread类继承了Thread类。在注释1处调用IPCThreadState#joinThreadPool()，将当前线程注册到Binder驱动程序中，这样我们创建的线程就加入了Binder线程池中，新创建的应用程序进程就支持Binder进程间通信了，我们只需要创建当前进程的Binder对象，并将它注册到ServiceManager中就可以实现Binder进程间通信。