21認識軟硬整合設計樣式.doc

21.認識軟硬整合設計樣式認識軟硬整合設計樣式-以Android的Binder機制為例By高煥堂一、簡介Android的Binder機制Android的Binder機制是Android應用框架(ApplicationFramework)里的重要機制。此機制用來系結(Bind)不同的Service，并進行跨進程(IPC)的遠距溝通。這個機制(Mechanism)配上Binder.java等抽象類別，就融入于Android應用框架里，為Android上的千千萬萬應用程序提供遠距溝通的管理及服務。本文將從高煥堂的MB樣式和CPU樣式來認識Android這個重要機制。一方面，從樣式看出Android機制的特性；另一方面，藉由Android實際情境深刻體會MB與CPU樣式的真諦，將來就可以將這兩個樣式應用于自己開發(fā)的應用框架或其它設計上。二、高煥堂的軟硬整合設計樣式(Pattern)于2007年4月12日，我在北京.中關村進行專題演講時，提出十個主要的軟硬整合設計樣式(可以到網站下載筆者于北京中關村的演講稿和錄音檔案。講題是：如何提升軟件設計力)。其中的第7和第8個樣式為：7:MBpatternIntent:降低adapter間之相依姓。Force1:系統(tǒng)經常需要與其它系統(tǒng)溝通。Force2:adapter是壁虎的尾巴，會隨system而PnP。Force3:在PnP掉adapter時，經常牽動多個其它adapter。Solution:設計adapter的共同adapter。Consequences:此共同adapter就是一個軟件主機板(softwareMB)，而小adapter就成為它的端口(port)。圖1軟件主機板(softwareMB)是整合核心8:CPUpatternIntent:統(tǒng)一管理整合性的法則(rule)。Force1:各系統(tǒng)經常需要提供整體性的數據給它的使用者(user)，其整合性之法則常分散于各系統(tǒng)里。Force2:為了維持整體和諧，需要對整合性法則進行統(tǒng)一管理。Solution:設計一個系統(tǒng)，它代表整體(whole)而負責協(xié)調其它系統(tǒng)，確保完整性和實時性。Consequences:此系統(tǒng)就是一個softwareCPU，成為整體的決策中心，它也很容易PnP它來面對法則的迅速變化。圖2軟件CPU是決策核心雖然CPU用來協(xié)調與控制其它系統(tǒng)(如A、P、.等系統(tǒng))，但就MB而言，CPU也是一個System，只是其角色和任務較特殊而已。三、藉由上述樣式來理解Binder機制在Binder機制里，除了眾多Service之外，還有兩個重要的組件，就是：ServiceManager和BinderKernelDriver(簡稱BinderKernel)。其中，BinderKernel提供許多界面(如IServiceManager)給各Service使用，它扮演著MB的角色。而ServiceManager扮演CPU角色。雖然ServiceManager用來協(xié)調與控制其它服務(如A、P、.等服務)，但就BinderDriver而言，ServiceManager也是一個Service，只是其角色和任務較特殊而已。四、AndroidsBinder機制的運作邏輯Step-1.手機啟動時，ServiceManager先向BinderDriver登記(就像將CPU插到MB一樣)。Step-2.BinderDriver將它(即ServiceManager)視為第0個服務，于是誕生一個服務Handle#0來對應到它。圖3Step-3.ServiceA向BinderDriver取得Handle#0的界面：IServiceManager。圖4Step-4.ServiceA呼叫IServiceManager接口的addService()，將自己登錄進去。此時，BinderDriver會誕生一個新Handle#1來對應它；并且告知ServiceManager。圖5Step-5.ServiceP呼叫IServiceManager接口的getService()函數，要求連結(ConnectorBind)到特定的Service。此時，ServiceManager就將Handle#1傳給ServiceP，如下：圖6Step-6.于是，ServiceP與ServiceA就連結起來了。五、結語上述的BinderDriver是整合核心，相當于主機板(MB)，合乎MB樣式之本意。而ServiceManager是決策核心，相當于CPU，合乎CPU樣式之本意。如此，至少有兩