Android进程间通信Binder浅析

        Android系统是基于Linux内核的&＃xff0c;而Linux内核继承和兼容了丰富的Unix系统进程间通信&＃xff08;IPC&＃xff09;机制。 但是&＃xff0c;Android系统没有采用上述提到的各种进程间通信机制&＃xff0c;而是采用Binder机制。Binder是Android中使用最广泛的IPC机制。

        前面一再提到&＃xff0c;Binder是一种进程间通信机制&＃xff0c;是提供远程过程调用&＃xff08;RPC&＃xff09;功能。从英文字面上意思看&＃xff0c;Binder具有粘结剂的意思&＃xff0c;那么它把什么东西粘结在一起呢&＃xff1f;在Android系统的Binder机制中&＃xff0c;由一系统组件组成&＃xff0c;分别是Client、Server、Service Manager和Binder驱动程序&＃xff0c;其中Client、Server和Service Manager运行在用户空间&＃xff0c;Binder驱动程序运行内核空间。Binder就是一种把这四个组件粘合在一起的粘结剂了&＃xff0c;其中&＃xff0c;核心组件便是Binder驱动程序了&＃xff0c;Service Manager提供了辅助管理的功能&＃xff0c;Client和Server正是在Binder驱动和Service Manager提供的基础设施上&＃xff0c;进行Client-Server之间的通信。Service Manager和Binder驱动已经在Android平台中实现好&＃xff0c;开发者只要按照规范实现自己的Client和Server组件就可以了。     

      其实Binder中的各个元素&＃xff0c;会发现和TCP/IP网络有很多的相似之处。

      * Binder驱动——路由器

      *Service Manager——DNS

      *Binder Client——客户端

      *Binder Server——服务器

TCP/IP中一个典型的服务连接过程&＃xff08;比如客户端通过浏览器访问Google主页&＃xff09;

*Client向DNS查询Google.com的IP地址

*DNS将查询结果返回给Client

*Client发起连接‘

*路由器将数据包投递到用户设定的目标IP中。

DNS角色并不是必须的&＃xff0c;他的出现是为了帮助人们使复杂难记的IP地址与可读性更强的域名建立关联&＃xff0c;并提供查询功能。

Binder就是进程1&＃xff08;客户端&＃xff09;希望与进程2&＃xff08;服务端&＃xff09;进行互访。但因为他们之间是跨进程的&＃xff0c;所以必须借助于Binder驱动&＃xff08;路由器&＃xff09;来把请求正确投递到对方所在进程里。

Service Manager是DNS&＃xff0c;IP地址是什么没呢&＃xff1f;Service Manager在Binder通信过程中的唯一标识永远都是0.

Android系统Binder机制中的四个组件Client、Server、Service Manager和Binder驱动程序的关系如下图所示

        1. Client、Server和Service Manager实现在用户空间中&＃xff0c;Binder驱动程序实现在内核空间中

        2. Binder驱动程序和Service Manager在Android平台中已经实现&＃xff0c;开发者只需要在用户空间实现自己的Client和Server

        3. Binder驱动程序提供设备文件/dev/binder与用户空间交互&＃xff0c;Client、Server和Service Manager通过open和ioctl文件操作函数与Binder驱动程序进行通信

        4. Client和Server之间的进程间通信通过Binder驱动程序间接实现

        5. Service Manager是一个守护进程&＃xff0c;用来管理Server&＃xff0c;并向Client提供查询Server接口的能力

        6. Binder驱动不需要硬件&＃xff0c;或者说操作的硬件是基于一小段内存。由于其运行在内核态&＃xff0c;客户端程序调用Binder是通过系统调用完成的。

服务端&＃xff1a;一个Binder服务端实际就是一个Binder类的对象&＃xff0c;该对象一旦创建&＃xff0c;内部就启动一个隐藏线程。该线程接下来会接受Binder驱动发送的消息&＃xff0c;收到消息后&＃xff0c;会执行到Binder对象中的onTransact()函数&＃xff0c;并按照该函数的参数执行不同的服务代码。因此要实现一个Binder服务&＃xff0c;就必须重载onTransact()方法。

   重载onTransact()函数的内容是把onTransact()函数的参数转换为服务函数的参数&＃xff0c;而onTransact()函数的参数来源是客户端调用transact()函数时输入的&＃xff0c;因此&＃xff0c;如果transact()有固定格式的输入&＃xff0c;那么onTransact()就会有固定格式的输出。

Binder驱动&＃xff1a;任意一个服务端对象被创建时&＃xff0c;同时会在Binder驱动中创建一个mRemote对象&＃xff0c;该对象的类型也是BInder类。客户端要访问远程服务是&＃xff0c;都是通过mRemote对象。mRemote对象重载了transact()方法&＃xff0c;包括以下&＃xff1a;

    *   以线程间消息通信的模式&＃xff0c;向服务端发送客户端传递过来的参数

    *   挂起当前线程&＃xff0c;当前线程正式客户端线程&＃xff0c;并等待服务端线程执行完指定服务函数后通知&＃xff08;notify&＃xff09;

    *   接受到服务端线程的通知&＃xff0c;然后继续执行客户端线程&＃xff0c;并返回到客户端代码区。

客户端&＃xff1a;客户端要访问远程服务&＃xff0c;必须获取远程服务在Binder对象中对应的mRemote引用。获得该mRemote对象后&＃xff0c;就可以调用其transact()方法。

对应用程序开发来说&＃xff0c;客户端似乎是直接调用远程服务对应的Binder&＃xff0c;而事实上则是通过Binder驱动进行了中转。即存在两个Binder对象&＃xff0c;一个是服务端的Binder对象&＃xff0c;另一个Binder驱动中的Binder对象&＃xff0c;所不同的是Binder驱动中的对象不会再额外产生一个线程。

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