Android中socketpair双向通信详解

Android很多地方会涉及到进程间的通信，比如输入系统，那么进程间通信会涉及哪些内容呢？

1、进程：负责读取和分发事件
2、应用程序：负责处理输入事件

上面这两个进程会涉及哪些双向通信呢：

1.进程会发送输入事件
2.应用程序会告知事件处理完或APP已关闭

这里大家可能会有疑惑，binder系统能否实现上面所说的双向通信呢？

答案是不行，binder分为server和client，每次都由client主动发出请求，server收到请求后进行答复，这样的缺点就是每次请求只能单方发起，server不能主动发送数据给client，这样自然不能称为双向通信。

所以这里引入一个新的方法，叫“socketpair”

APP通过socketpair调用得到两个文件句柄，假设这两个文件句柄是fd1和fd2，这两个文件都对应有两个缓冲区（send_buf、rcv_buf）,当某个进程或线程通过fd1写到他的send_buf的时候，内核里面的socket就会把send_buf里面的数据写到fd2的rcv_buf里面，另外一个线程或进程就可以读取fd2得到那些数据了，相反同理。

但是它也有缺点：由于是通过创建文件句柄来访问句柄实现的通信，那么谁可以看到这个句柄呢，只有当前APP创建出来的线程或它创建出来的子进程才能看到这些文件句柄，所以只适用于线程间通信，或者具有亲缘关系(父子进程)的进程间通信。

那么如果想使用socketpair来实现任意间的进程间的双向通信怎么办？
假设现在有APP1和APP2，这两个APP想进行任意间的进程通信，那么APP2需要得到APP1的fd2才行，怎么得到呢？可以通过binder通信，把fd2传给APP2，当然在APP2里面它就变为fd3了，这样这个任意的进程APP2就可以通过socketpair来进行通信了。这篇暂不讲解binder的实现方式

下面讲解一下“Socketpair”的程序及使用：

#include <pthread.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>  /* See NOTES */
#include <sys/socket.h>
#define SOCKET_BUFFER_SIZE (32768U)


/* 参考:
 * frameworks\native\libs\input\InputTransport.cpp
 */

/* 线程1函数实现 */
 void *function_thread1 (void *arg)
 {
 int fd = (int)arg;/* 把文件句柄转换出来 */
 char buf[500];
 int len;
 int cnt = 0;

 while (1)
 {
 /* 向 main线程发出: Hello, main thread */
 len = sprintf(buf, "Hello, main thread, cnt = %d", cnt++);
 write(fd, buf, len);

 /* 读取数据(main线程发回的数据) */
 len = read(fd, buf, 500);
 buf[len] = '\0';
 printf("%s\n", buf);

 /* 延时5秒钟 */
 sleep(5);
 }

 return NULL;
 }



 int main(int argc, char **argv)
 {
 int sockets[2];

 /* 使用 socketpair 得到两个文件句柄到数组sockets */
 socketpair(AF_UNIX, SOCK_SEQPACKET, 0, sockets);

 /* 设置缓冲区, 每个文件句柄对应两个缓冲区，两个文件对应四个 */
 int bufferSize = SOCKET_BUFFER_SIZE;
 setsockopt(sockets[0], SOL_SOCKET, SO_SNDBUF, &bufferSize, sizeof(bufferSize));
 setsockopt(sockets[0], SOL_SOCKET, SO_RCVBUF, &bufferSize, sizeof(bufferSize));
 setsockopt(sockets[1], SOL_SOCKET, SO_SNDBUF, &bufferSize, sizeof(bufferSize));
 setsockopt(sockets[1], SOL_SOCKET, SO_RCVBUF, &bufferSize, sizeof(bufferSize));

 /* 创建线程1(thread1),并把文件句柄sockets[1]传给子线程thread1 */
 pthread_t threadID;
 pthread_create(&threadID, NULL, function_thread1, (void *)sockets[1]);

 char buf[500];
 int len;
 int cnt = 0;
 int fd = sockets[0];/* 当前main函数的文件句柄是sockets[0] */


 while(1)
 {
 /* 读数据: 读线程1发出的数据 */
 len = read(fd, buf, 500);
 buf[len] = '\0';
 printf("%s\n", buf);

 /* main thread向thread1 发出: Hello, thread1 */
 len = sprintf(buf, "Hello, thread1, cnt = %d", cnt++);
 write(fd, buf, len);
 }
 }

程序非常简单，先是使用socketpair得到两个文件句柄并设置发送接收缓冲区，然后创建另一个线程，在线程中通过文件句柄读写数据到main线程中，mian也执行同样的操作实现双向通信。

测试验证：

这里写图片描述

检查是否存在这两个线程：

这里写图片描述

我们还可以修改程序，让应用程序fork出一个子进程，然后让父子进程通过socketpair来实现双向通信，比较简单，这里就不细讲了。

由于socekpair只适用于线程间通信，或者具有亲缘关系，如果想实现任意的两个进程间的双向通信就需要使用binder系统把fd传给另一个进程，这里简单说下过程，如下：

使用binder传输文件句柄：

假设APP1，open某个文件句柄得到fd1
通过binder驱动根据fd1得到file结构体，即files->fdt->fd[fd1]
从APP2的files->fdt->fd中取出一个空项，假设是fd2，让fd2指向fd1的file结构体，即files->fdt->fd[fd2]=file
之后APP1可以通过fd1，APP2可以通过fd2访问同一个文件了

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