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21认识软硬整合设计样式.doc

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21认识软硬整合设计样式.doc

21认识软硬整合设计样式认识软硬整合设计样式以ANDROID的BINDER机制为例BY高焕堂一、简介ANDROID的BINDER机制ANDROID的BINDER机制是ANDROID应用框架APPLICATIONFRAMEWORK里的重要机制。此机制用来系结BIND不同的SERVICE,并进行跨进程IPC的远距沟通。这个机制MECHANISM配上BINDERJAVA等抽象类别,就融入于ANDROID应用框架里,为ANDROID上的千千万万应用程序提供远距沟通的管理及服务。本文将从高焕堂的MB样式和CPU样式来认识ANDROID这个重要机制。一方面,从样式看出ANDROID机制的特性;另一方面,藉由ANDROID实际情境深刻体会MB与CPU样式的真谛,将来就可以将这两个样式应用于自己开发的应用框架或其它设计上。二、高焕堂的「软硬整合设计样式PATTERN」于2007年4月12日,我在北京中关村进行专题演讲时,提出十个主要的软硬整合设计样式可以到WWWUMLCHINACOM网站下载笔者于北京中关村的演讲稿和录音档案。讲题是如何提升软件设计力。其中的第7和第8个样式为7MBPATTERNINTENT降低ADAPTER间之相依姓。FORCE1系统经常需要与其它系统沟通。FORCE2ADAPTER是壁虎的尾巴,会随SYSTEM而PNP。FORCE3在PNP掉ADAPTER时,经常牵动多个其它ADAPTER。SOLUTION设计ADAPTER的共同ADAPTER。CONSEQUENCES此共同ADAPTER就是一个软件主机板SOFTWAREMB,而小ADAPTER就成为它的端口PORT。图1软件主机板SOFTWAREMB是整合核心8CPUPATTERNINTENT统一管理整合性的法则RULE。FORCE1各系统经常需要提供整体性的数据给它的使用者USER,其整合性之法则常分散于各系统里。FORCE2为了维持整体和谐,需要对整合性法则进行统一管理。SOLUTION设计一个系统,它代表整体WHOLE而负责协调其它系统,确保完整性和实时性。CONSEQUENCES此系统就是一个SOFTWARECPU,成为整体的决策中心,它也很容易PNP它来面对法则的迅速变化。图2软件CPU是决策核心虽然CPU用来协调与控制其它系统如A、P、等系统,但就MB而言,CPU也是一个SYSTEM,只是其角色和任务较特殊而已。三、藉由上述样式来理解BINDER机制在BINDER机制里,除了众多SERVICE之外,还有两个重要的组件,就是SERVICEMANAGER和BINDERKERNELDRIVER简称BINDERKERNEL。其中,BINDERKERNEL提供许多界面如ISERVICEMANAGER给各SERVICE使用,它扮演着MB的角色。而SERVICEMANAGER扮演CPU角色。虽然SERVICEMANAGER用来协调与控制其它服务如A、P、等服务,但就BINDERDRIVER而言,SERVICEMANAGER也是一个SERVICE,只是其角色和任务较特殊而已。四、ANDROID’SBINDER机制的运作逻辑STEP1手机启动时,SERVICEMANAGER先向BINDERDRIVER登记就像将CPU插到MB一样。STEP2BINDERDRIVER将它即SERVICEMANAGER视为第0个服务,于是诞生一个服务HANDLE0来对应到它。图3STEP3SERVICEA向BINDERDRIVER取得HANDLE0的界面ISERVICEMANAGER。图4STEP4SERVICEA呼叫ISERVICEMANAGER接口的ADDSERVICE,将自己登录进去。此时,BINDERDRIVER会诞生一个新HANDLE1来对应它;并且告知SERVICEMANAGER。图5STEP5SERVICEP呼叫ISERVICEMANAGER接口的GETSERVICE函数,要求连结CONNECTORBIND到特定的SERVICE。此时,SERVICEMANAGER就将HANDLE1传给SERVICEP,如下图6STEP6于是,SERVICEP与SERVICEA就连结起来了。五、结语上述的BINDERDRIVER是整合核心,相当于主机板MB,合乎MB样式之本意。而SERVICEMANAGER是决策核心,相当于CPU,合乎CPU样式之本意。如此,至少有两种益处1当一个复杂系统的整合核心与决策核心很明显时,其复杂度就能大幅下降。2当一个软件系统的整合核心与决策核心很明显时,其架构很类似硬件的基本架构,有效促进软硬架构的整合,是软硬整合设计的基础。

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