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Binder.java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：7:MBpatternIntent:降低adapter间之相依姓。Force1:系统经常需要与其它系统沟通。Force2:adapter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8:CPUpatternIntent: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、AndroidsBinder机制的运作逻辑Step-1.手机启动时，ServiceManager先向BinderDriver登记(就像将CPU插到MB一样)。Step-2.BinderDriver将它(即ServiceManager)视为第0个服务，于是诞生一个服务Handle#0来对应到它。图3Step-3.ServiceA向BinderDriver取得Handle#0的界面：IServiceManager。图4Step-4.ServiceA呼叫IServiceManager接口的addService()，将自己登录进去。此时，BinderDriver会诞生一个新Handle#1来对应它；并且告知ServiceManager。图5Step-5.ServiceP呼叫IServiceManager接口的getService()函数，要求连结(ConnectorBind)到特定的Service。此时，ServiceManager就将Handle#1传给ServiceP，如下：图6Step-6.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