一. Binder是什么
1. 直观来说,Binder是Android中的一个类,它继承了IBinder接口
2. 从IPC角度来说,Binder是Android中的一种跨进程通信方式,Binder还可以理解为一种虚拟的物理设备,它的设备驱动是/dev/binder,该通信方式在linux中没有
3. 从Android Framework角度来说,Binder是ServiceManager连接各种Manager(ActivityManager、WindowManager,etc)和相应ManagerService的桥梁
4. 从Android应用层来说,Binder是客户端和服务端进行通信的媒介,当你bindService的时候,服务端会返回一个包含了服务端业务调用的Binder对象,通过这个Binder对象,客户端就可以获取服务端提供的服务或者数据,这里的服务包括普通服务和基于AIDL的服务
二. 传统的进程间通信
进程隔离 :
为了保证 安全性 & 独立性,一个进程 不能直接操作或者访问另一个进程,即Android的进程是相互独立、隔离的
跨进程通信( IPC ) :
即进程间需进行数据交互、通信
2.1 linux进程空间划分
- 一个进程空间分为 用户空间 & 内核空间(
Kernel
),即把进程内 用户 & 内核 隔离开来 - 二者区别:
- 进程间,用户空间的数据不可共享,所以用户空间 = 不可共享空间
- 进程间,内核空间的数据可共享,所以内核空间 = 可共享空间
所有进程共用1个内核空间
进程内 用户空间 & 内核空间 进行交互 需通过 系统调用,主要通过函数:
- copy_from_user():将用户空间的数据拷贝到内核空间
- copy_to_user():将内核空间的数据拷贝到用户空间
2.2 跨进程通信的基本原理
三. Binder 跨进程通信
3.1 模型原理图
Binder
跨进程通信机制 模型 基于 Client - Server
模式Client
进程、Server
进程 & Service Manager
进程之间的交互 都必须通过Binder
驱动(使用 open
和 ioctl
文件操作函数),而非直接交互。1).
Client
进程、Server
进程 & Service Manager
进程属于进程空间的用户空间,不可进行进程间交互2).
Binder
驱动 属于 进程空间的 内核空间,可进行进程间 & 进程内交互Binder
驱动 & Service Manager
进程 属于 Android
基础架构(即系统已经实现好了);而Client
进程 和 Server
进程 属于Android
应用层(需要开发者自己实现)所以,在进行跨进程通信时,开发者只需自定义Client
& Server
进程 并 显式使用上述3个步骤,最终借助 Android
的基本架构功能就可完成进程间通信Server
进程会创建很多线程来处理Binder
请求Binder
模型的线程管理 采用Binder
驱动的线程池,并由Binder
驱动自身进行管理
而不是由
Server
进程来管理的- 一个进程的
Binder
线程数默认最大是16,超过的请求会被阻塞等待空闲的Binder线程。
所以,在进程间通信时处理并发问题时,如使用
ContentProvider
时,它的CRUD
(创建、检索、更新和删除)方法只能同时有16个线程同时工作
3.2 模型组成角色说明
角色 | 作用 | 备注 |
Client进程 | 使用服务的进程 | Android客户端 |
Server进程 | 提供服务的进程 | 服务端 |
ServiceManager进程 | 管理Service注册与查询(将字符形式的Binder名字转换成Client中对该Binder的引用) | 类似于路由器 |
Binder驱动 | 一种虚拟设备驱动,是连接Client进程、Server进程、ServiceManager进程的桥梁,具体作用: 1.传递进程间的数据:通过内存映射. 2.实现线程控制:采用Binder的线程池,并有Binder驱动自身进行管理. |
Binder驱动持有每个Server进程在内核空间中的Binder实体,并给Client进程提供Binder实体大的引用 |
Binder
驱动的作用3.3模型原理&步骤说明
四. 具体使用
请看:1、Android的IPC机制 2、 Android的AIDL
五. 优点
对比 Linux (Android基于Linux)上的其他进程通信方式(管道/消息队列/共享内存/信号量/Socket),Binder 机制的优点有:
- 高效
- Binder数据拷贝只需要一次,而管道、消息队列、Socket都需要2次
- 通过驱动在内核空间拷贝数据,不需要额外的同步处理
- 安全性高
- Binder 机制为每个进程分配了 UID/PID 来作为鉴别身份的标示,并且在 Binder 通信时会根据 UID/PID 进行有效性检测
- 传统的进程通信方式对于通信双方的身份并没有做出严格的验证如,Socket通信 ip地址是客户端手动填入,容易出现伪造
- 使用简单
- 采用Client/Server 架构
- 实现面向对象的调用方式,即在使用Binder时就和调用一个本地对象实例一样
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