Android中的指纹模块虽然相对来说不是那么复杂，但是它也是麻雀虽小五脏俱全。
本文将通过Fingerprint模块来分析Android中的Binder机制。
在指纹的整个框架中，有3个地方用到了IPC机制（包括获取指纹服务的一个）。
FingerprintManager-------FingerprintService
FingerprintService--------JNI------HAL
中间文件
Android O
out/target/common/obj/JAVA_LIBRARIES/framework_intermediates/core/java/android/hardware/fingerprint/
Android P
还没有找到。可能已经打包到相关的jar包中，中间文件看不到。
在Android系统中，系统服务运行在一个专门的进程中，这个进程有个名字叫systemserver。该进程在系统启动的时候，就被加载和启动。 Binder机制：系统中有一个专门来管理系统服务的类，叫做ServiceManager，负责注册和管理所有的系统服务。当某个应用程序想要使用系统服务时，需要通过服务的代理来调用服务。由于客户应用程序是运行在自己的进程中，由于与systemserver进程是彼此独立的，因此代理需要通过进程间通讯将请求发送到目标systemserver进程中去，由该进程来响应服务，然后将处理的结果返回给这个用户应用程序。 NOTE：service 可以与组件通过IPC机制进行交互（Binder）
FingerprintManager类中的所有功能都依赖于一个名叫mService的字段来实现。这个字段的类型就是IFingerprintService，它就是我们所说的代理（client端只有通过服务的代理才能够申请到指纹的服务，该服务在systemserver中）。在FingerprintManager中是通过IFingerprintService这个代理来获得FingerprintService这个系统服务的。 代理就是aidl编译出来的类，是IPC的重要体现。
FingerprintManager.java
/**
* @hide 文档注释
*/
public FingerprintManager(Context context, IFingerprintService service) {
mContext = context;
mService = service;
if (mService == null) {
Slog.v(TAG, "FingerprintManagerService was null");
}
mHandler = new MyHandler(context);
} //既然在构造函数中初始化这个字段，那我们找到FingerprintManager被new的地方也即是该构造函数被调用的地方：
//frameworks/base/core/java/android/app/SystemServiceRegistry.java
registerService(Context.FINGERPRINT_SERVICE, FingerprintManager.class,
new CachedServiceFetcher<FingerprintManager>()
{
@Override
public FingerprintManager createService(ContextImpl ctx) throws ServiceNotFoundException
{
final IBinder binder;
if (ctx.getApplicationInfo().targetSdkVersion >= Build.VERSION_CODES.O)
{
binder = ServiceManager.getServiceOrThrow(Context.FINGERPRINT_SERVICE);
}
else {
binder = ServiceManager.getService(Context.FINGERPRINT_SERVICE);
}
IFingerprintService service = IFingerprintService.Stub.asInterface(binder);
return new FingerprintManager(ctx.getOuterContext(), service);
}
}
);
在这里我们看到 ServiceManager这个类，这个类是专门来管理系统服务的，通过它我们可以获得特定服务的实现类对象：
IBinder binder = ServiceManager.getService(Context.FINGERPRINT_SERVICE);
接着将其转换成服务的代理： IFingerprintService service = IfingerprintService.Stub.asInterface(binder);
存放在FingerprintManager中： new FingerprintManager(ctx.getOuterContext(), service);
至此完成了客户端FingerprintManager到服务端 FINGERPRINT_SERVICE 的连接。
这里的 FINGERPRINT_SERVICE与FingerprintService之间又有什么关联吗？
public class FingerprintService extends SystemService implements IHwBinder.DeathRecipient {
// FingerprintService是系统服务中的一员，
//SystemService： import com.android.server.SystemService;
frameworks/base/services/core/java/com/android/server/SystemService.java
/**
* Called when the dependencies listed in the @Service class-annotation are available
* and after the chosen start phase.
* When this method returns, the service should be published.
*/
public abstract void onStart();
//frameworks/base/services/core/java/com/android/server/fingerprint/FingerprintService.java
/**
* A service to manage multiple clients that want to access the fingerprint HAL API.
* The service is responsible for maintaining a list of clients and dispatching all
* fingerprint -related events.
*
* @hide
*/
public class FingerprintService extends SystemService implements IHwBinder.DeathRecipient {
......
接着看到FingerprintService下的onStart方法
@Override
public void onStart() {
publishBinderService(Context.FINGERPRINT_SERVICE, new FingerprintServiceWrapper());
SystemServerInitThreadPool.get().submit(this::getFingerprintDaemon, TAG + ".onStart");
listenForUserSwitches();
}
......
/frameworks/base/services/java/com/android/server/SystemServer.java
/**
* Starts a miscellaneous grab bag of stuff that has yet to be refactored
* and organized.
*/
private void startOtherServices() {
…..
if (mPackageManager.hasSystemFeature(PackageManager.FEATURE_FINGERPRINT)) {
traceBeginAndSlog("StartFingerprintSensor");
mSystemServiceManager.startService(FingerprintService.class);
traceEnd();
}
…...
FingerprintService在 SystemServer中创建并初始化，当检测到手机支持指纹功能的时候，就会启动这个服务
frameworks/base/services/core/java/com/android/server/SystemServiceManager.java : mSystemServiceManager
FingerprintService在初始化后会建立和HAL层的通信，即连接到BiometricsFingerprint，拿到用于通信的IBiometricsFingerprint对象（binder)
本质上来说，除去安全相关的策略外，指纹的功能是依赖硬件实现的，FingerprintService也只是充当了framework java层与native层的消息传递者罢了，所以指纹的识别，录入和监听都是向BiometricsFingerprint(fingerprintd)发送命令和获取相应的结果。
既然FingerprintService已经注册并且启动成功，那么接下来如何去使用指纹服务呢（如何去拿到服务中提供的API）？ 指纹服务的代理IFingerprintService 既然已经通过参数传到FingerprintManager中，当然是通过FingerprintManager去调用相关的API。 那么在app层我们是如何获得FingerprintManager的（方法？），并分析？
方法：
if (mContext.getPackageManager().hasSystemFeature(PackageManager.FEATURE_FINGERPRINT))
{
mFpm = (FingerprintManager) context.getSystemService(Context.FINGERPRINT_SERVICE); //经典方法
}
or
context.getSystemService( FingerprintManager.class)
分析：
// FingerprintService.java
@Override
public void onStart() {
publishBinderService(Context.FINGERPRINT_SERVICE, new FingerprintServiceWrapper());
IFingerprintDaemon daemon = getFingerprintDaemon();
if (DEBUG) Slog.v(TAG, "Fingerprint HAL id: " + mHalDeviceId);
listenForUserSwitches();
}
ServiceManager
/frameworks/base/core/java/android/os/ServiceManager.java
/**
* 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 {
IBinder service = sCache.get(name);
if (service != null) {
return service;
} else {
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);
}
}
//Android O
/frameworks/base/core/java/android/app/SystemServiceRegistry.java
registerService(Context.FINGERPRINT_SERVICE, FingerprintManager.class,
new CachedServiceFetcher<FingerprintManager>() {
@Override
public FingerprintManager createService(ContextImpl ctx) {
IBinder binder = ServiceManager.getService(Context.FINGERPRINT_SERVICE);
IFingerprintService service = IFingerprintService.Stub.asInterface(binder);
return new FingerprintManager(ctx.getOuterContext(), service);
}});
/packages/apps/Settings/src/com/android/settings/Utils.java
public static FingerprintManager getFingerprintManagerOrNull(Context context) {
if (context.getPackageManager().hasSystemFeature(PackageManager.FEATURE_FINGERPRINT)) {
return context.getSystemService(FingerprintManager.class);
} else {
return null;
}
}
@Override
public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
Activity activity = getActivity();
//拿到FingerprintManager的对象，接着使用当中的API
mFingerprintManager = Utils.getFingerprintManagerOrNull(activity);
NOTE：FingerprintService与FingerprintManager之所以要使用IPC并不是放置位置上的距离，而是由于它们彼此处在独立的进程中。
相关类简述
1、com.android.server.SystemServer
本身由zygote进程运行，用来启动各种各样的系统服务（SystemService）
2、com.android.server.SystemService
运行在系统进程中的service，每个SystemService都是有生命周期的，所有的生命周期函数都是运行在SystemServer的主线程当中。
- 每个SystemService都有一个参数为Context的构造函数，用来初始化SystemService；
- 调用onstart()使得SystemService处于运行状态，在这种状态下，该SystemService可以通过publishBinderService(String, IBinder) 方法来向外提供服务(binder interface),
- 在启动阶段onBootPhase(int)会被不停的调用直到运行到PHASE_BOOT_COMPLETED阶段（启动阶段的最后阶段），在启动的每一阶段都可以完成一些特殊的任务。
3、 com.android.server.SystemServiceManager
负责管理SystemService的创建、启动以及其他生命周期函数
4、android.app.ActivityManager
用来和系统中所有运行的Activity进行交互，运行在用户进程中；
IActivityManager是一个系统服务，对于上层应用，IActivityManager不希望把所有的接口都暴露出来，因而使用ActivityManager作为中介来访问IActivityManager提供的功能。ActivityManager是通过ActivityManagerNative.getDefault()来获取到IActivityManager这个接口的。因为ActivityManager是运行在用户进程的，因而getDefault()获取的是ActivityManagerProxy.
参考博客：
https://www.jianshu.com/p/abab3b44c6b0
ActivityManagerService简要分析
https://www.jianshu.com/p/6c625e4323a1
Android7.0指纹服务FingerprintService介绍
