神秘、常用、多变的Binder

今天说说神秘又常用又多变的Binder~

Binder是什么
Binder通信过程和原理
在Android中的应用
Binder优势

Binder是什么

先借用神书《Android开发艺术探索》中的一段话：

直观的说，Binder是一个类，实现了IBinder接口。

从IPC（Inter-Process Communication，进程间通信）角度来说，Binder是Android中一种跨进程通信方式。

还可以理解为一种虚拟的物理设备，它的设备驱动是/dev/binder。

从Android FrameWork角度来说，Binder是ServiceManager连接各种Manager（ActivityManager，WindowManager等等）和响应ManagerService的桥梁。

从Android应用层来说，Binder是客户端和服务端进行通信的媒介。

挺多概念的是吧，其实就说了一件事，Binder就是用来进程间通信的，是一种IPC方式。后面所有的解释都是Binder实际应用涉及到的内容。

不管是获取其他的系统服务，亦或是服务端和客户端的通信，都是源于Binder的进程间通信能力。

Binder通信过程和原理

首先，还是看一张图，原图也是出自神书中：

首先要明确的是客户端进程是无法直接操作服务端中的类和方法的，因为不同进程直接是不共享资源的。所以客户端这边操作的只是服务端进程的一个代理对象，也就是一个服务端的类引用，也就是Binder引用。

总体通信流程就是：

客户端通过代理对象向服务器发送请求。
代理对象通过Binder驱动发送到服务器进程
服务器进程处理请求，并通过Binder驱动返回处理结果给代理对象
代理对象将结果返回给客户端。

再看看在我们应用中常常用到的工作模型，上图：

这就是在应用层面我们常用的工作模型，通过ServiceManager去获取各种系统进程服务。这里的通信过程如下（详细流程也可参考文末链接）：

服务端跨进程的类都要继承Binder类，所以也就是服务端对应的Binder实体。这个类并不是实际真实的远程Binder对象，而是一个Binder引用(即服务端的类引用)，会在Binder驱动里还要做一次映射。
客户端要调用远程对象函数时，只需要调用Binder引用的方法，一般是transact函数。
然后Binder引用会把数据放入到Client的共享内存，Binder驱动从Client的共享内存中读取数据，根据这些数据找到对应的远程进程的共享内存。
然后把数据拷贝到远程进程的共享内存中，并通知远程进程执行onTransact()函数，这个函数也是属于Binder类。
远程进程Binder对象执行完成后，将得到的写入自己的共享内存中，Binder驱动再将远程进程的共享内存数据拷贝到客户端的共享内存，并唤醒客户端线程。

所以通信过程中比较重要的就是这个服务端的Binder引用，通过它来找到服务端并与之完成通信。

看到这里可能有的人疑惑了，图中线程池怎么没用到啊？

可以从第一张图中看出，Binder线程池位于服务端，它的主要作用就是将每个业务模块的Binder请求统一转发到远程Servie中去执行，从而避免了重复创建Service的过程。也就是服务端只有一个，但是可以处理多个不同客户端的Binder请求。

在Android中的应用

Binder在Android中的应用除了刚才的ServiceManager，你还想到了什么呢？

系统服务是用过getSystemService获取的服务，内部也就是通过ServiceManager。例如四大组件的启动调度等工作，就是通过Binder机制传递给ActivityManagerService，再反馈给Zygote。而我们自己平时应用中获取服务也是通过getSystemService(getApplication().WINDOW_SERVICE)代码获取。
AIDL（Android Interface definition language）。例如我们定义一个IServer.aidl文件，aidl工具会自动生成一个IServer.java的java接口类（包含Stub，Proxy等内部类）。
前台进程通过bindService绑定后台服务进程时，onServiceConnected(ComponentName name, IBinder service)传回IBinder对象，并且可以通过IServer.Stub.asInterface(service)获取IServer的内部类Proxy的对象，其实现了IServer接口。

Binder优势

在Linux中，进程通信的方式肯定不止Binder这一种，还有以下这些：

管道（Pipe）

信号（Signal）

消息队列（Message）

共享内存（Share Memory）

套接字（Socket）

Binder

而Binder在这之后主要有以下优点：

性能高，效率高：传统的IPC（套接字、管道、消息队列）需要拷贝两次内存、Binder只需要拷贝一次内存、共享内存不需要拷贝内存。
安全性好：接收方可以从数据包中获取发送发的进程Id和用户Id，方便验证发送方的身份，其他IPC想要实验只能够主动存入，但是这有可能在发送的过程中被修改。

熟悉Zygote的朋友可能知道，在fork()进程的时候，也就是向Zygote进程发出创建进程的消息的时候，用到的进程间通信方式就不是Binder了，而换成了Socket，这主要是因为fork不允许存在多线程，Binder通讯偏偏就是多线程。

所以具体的情况还是要去具体选择合适的IPC方式。

参考

https://www.cnblogs.com/hustcser/p/10228843.html

拜拜

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巴特西

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Binder通信过程和原理

在Android中的应用

Binder优势

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