Android Binder 的主要内容概述以及特性和原理

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[](()三、Linux下IPC原理

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[](()1.进程隔离

• 进程与进程间内存是不共享的。两个进程就像两个平行的世界，A 进程没法直接访问 B 进程的数据，这就是进程隔离的通俗解释。

• A 进程和 B 进程之间要进行数据交互就得采用特殊的通信机制：进程间通信（IPC）。

[](()2.用户空间与内核空间

• 简单的说就是，内核空间（Kernel）是系统内核运行的空间，用户空间（User Space）是用户程序运行的空间。为了保证安全性，它们之间是隔离的。

[](()3.用户态与内核态

• 虽然从逻辑上抽离出用户空间和内核空间；但是不可避免的的是，总有那么一些用户空间需要访问内核的资源；比如应用程序访问文件，网络是很常见的事情，怎么办呢？

• 当一个任务（进程）执行系统调用而陷入内核代码中执行时，我们就称进程处于内核运行态（内核态）此时处理器处于级最高的（0级）内核代码中执行。当进程在执行用户自己的代码时，则称其处于用户运行态（用户态）。即此时处理器在级最低的（3级）用户代码中运行。处理器在等级高的时候才能执行那些CPU指令。

• 系统调用主要通过如下两个函数来实现：

copy_from_user() //将数据从用户空间拷贝到内核空间

copy_to_user() //将数据从内核空间拷贝到用户空间

复制代码

[](()四、Binder原理

[](()4.1 Binder组成

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Binder 是基于 C/S 架构的。由一系列的组件组成，包括 Client、Server、ServiceManager、Binder 驱动。其中 Client、Server、Service Manager 运行在用户空间，Binder 驱动运行在内核空间。其中 Service Manager 和 Binder 驱动由系统提供，而 Client、Server 由应用程序来实现。Client、Server 和 ServiceManager 均是通过系统调用 open、mmap 和 ioctl 来访问设备文件 /dev/binder，从而实现与 Binder 驱动的交互来间接的实现跨进程通信。

• Client

如同互联网中客户端（Client），Binder是Server本地对象的一个引用，这个引用实际上是一个代理对象，Client通过这个代理对象来间接访问Server的本地对象；

• Server

如同互联网中服务器（Server），Binder是提供具体实现的本地对象，需向ServiceManager注册；

• ServiceManager

• 驱动

如同互联网中路由器（Binder 驱动）,是整个通信的核心；驱动负责进程之间 Binder 通信的建立，Binder 在进程之间的传递，Binder 引用计数管理，数据包在进程之间的传递和交互等一系列底层支持。

[](()4.2 Binder架构

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Binder架构采用分层架构设计，每一层都有其不同的功能，以大家平时用的startService为例子，AMP为ActivityManagerProxy，AMS为ActivityManagerSerivce。BpBinder是Client端创建的用于向Server发送消息的代理，而BBinder是Server端用于接受消息的通道。

• Binder 通信采用 C/S 架构，从组件视角来说，包含 Client、 Server、 ServiceManager 以及 Binder 驱动，其中 ServiceManager 用于管理系统中的各种服务。

• Binder 在 framework 层进行了封装，通过 JNI 技术调用 Native（C/C++）层的 Binder 架构。

• Native 层： 对于Native层，如果需要使用Binder，则可以直接使用BpBinder和BBinder(也包括JavaBBindder)即可，对于上一层Java IPC通信也是基于这个层面。

[](()4.3 Binder机制通讯原理

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• Server向ServiceManager注册Server通过Binder驱动向ServiceManager注册，声明可以对外提供服务。ServiceManager中会保留一份映射表。

• Client向ServiceManager请求Server的Binder查询Client想要请求Server的数据时，需要先通过Binder驱动向ServiceManager请求Server的Binder引用：我要向名字为zhangsan的Server通信，请告诉我Server的Binder引用。

• 向具体的Server发送请求Client拿到这个Binder引用后，就可以通过Binder驱动和Server进行通信了。

• Server返回结果Server响应请求后，需要再次通过Binder驱动将结果返回给Client。

[](()4.4 总结

• 从进程间通信的角度看，Binder 是一种进程间通信的机制；
• 从 Server 进程的角度看，Binder 指的是 Server 中的 Binder 实体对象；
• 从 Client 进程的角度看，Binder 指的是对 Binder 代理对象，是 Binder 实体对象的一个远程代理
• 从传输过程的角度看，Binder 是一个可以跨进程传输的对象；Binder 驱动会对这个跨越进程边界的对象对一点点特殊处理，自动完成代理对象和本地对象之间的转换。