我的CSDN博客同步發(fā)布：簡(jiǎn)單明了，徹底地理解Binder
你是不是看過(guò)很多Binder文章但是還是對(duì)Binder沒(méi)有一個(gè)深刻理解呻率？不是那些文章講得不夠好，主要是存在兩種情況呻引，一種是講的深礼仗，全C代碼，對(duì)我這種專做Java的人來(lái)說(shuō)沒(méi)有心情往下看逻悠；另一種是只講framework層元践，Binder驅(qū)動(dòng)并沒(méi)有具體提，導(dǎo)致我們會(huì)用Binder童谒，也大致能說(shuō)的出一些原理单旁，可并沒(méi)有一個(gè)完整的深刻認(rèn)知。那么接下來(lái)讓我們一起學(xué)習(xí)Binder吧饥伊，相信接下來(lái)的內(nèi)容會(huì)讓你有一定的收獲
什么是Binder
這個(gè)問(wèn)題很多文章都有解釋象浑，比如：Binder是Android跨進(jìn)程通信方式，它實(shí)現(xiàn)了IBinder接口琅豆，是ServiceManager連接各種Manager(如WindowManager愉豺、ActivityManager等)的橋梁。但是我覺(jué)得這些說(shuō)法還是過(guò)于抽象趋距。剛接觸Binder時(shí)粒氧，看到這些定義還是一頭霧水，只是內(nèi)心覺(jué)得Binder很牛逼节腐、很底層外盯，僅此而已。
那么應(yīng)該怎么去理解Binder呢翼雀？我不打算介紹這個(gè)概念饱苟，而是介紹Binder是怎么來(lái)到Android世界的。我是這樣理解的：Android團(tuán)隊(duì)想要實(shí)現(xiàn)進(jìn)程之間的通信狼渊，需要解決以下幾個(gè)問(wèn)題：
- 如何知道客戶端需要調(diào)用哪個(gè)進(jìn)程以及該進(jìn)程中的函數(shù)
- 客戶端如何將函數(shù)形參發(fā)送給遠(yuǎn)程進(jìn)程中的函數(shù)箱熬，以及如何將遠(yuǎn)程進(jìn)程函數(shù)計(jì)算結(jié)果返回客戶端
- 如何去屏蔽底層通信細(xì)節(jié)，讓實(shí)現(xiàn)客戶端調(diào)用遠(yuǎn)程函數(shù)就像調(diào)用本地函數(shù)一樣
第一個(gè)問(wèn)題狈邑，很容易解決城须，只要給每個(gè)需要遠(yuǎn)程通信的類(lèi)唯一標(biāo)識(shí)就可以通過(guò)包名+類(lèi)名的字符串就可以做到，然后在類(lèi)里面給每個(gè)函數(shù)編號(hào)即可對(duì)函數(shù)唯一編碼米苹。第二個(gè)問(wèn)題糕伐，定義一個(gè)可打包的接口Parcelable，這個(gè)接口提供2個(gè)重要函數(shù)蘸嘶，分別是將對(duì)象中的屬性寫(xiě)入到數(shù)組和從數(shù)組中的數(shù)據(jù)還原對(duì)象良瞧，每個(gè)可以發(fā)送到遠(yuǎn)程函數(shù)作為形參的對(duì)象只需實(shí)現(xiàn)Parcelable對(duì)象即可陪汽。Parcelable具體使用不再本文討論范圍。第三個(gè)問(wèn)題褥蚯，為了屏蔽進(jìn)程之間的通信細(xì)節(jié)挚冤，那么Android團(tuán)隊(duì)肯定在想，定義一個(gè)類(lèi)赞庶，由這個(gè)類(lèi)來(lái)實(shí)現(xiàn)這些細(xì)節(jié)训挡。這個(gè)類(lèi)應(yīng)該做哪些事情呢？首先尘执，這個(gè)類(lèi)得幫用戶發(fā)送遠(yuǎn)程請(qǐng)求并將拿到返回結(jié)果提交給用戶舍哄，這是最重要的功能了宴凉，有了這個(gè)功能誊锭，媽媽再也不用擔(dān)心我的進(jìn)程通信。其次弥锄，如果我想實(shí)現(xiàn)服務(wù)端丧靡，什么時(shí)候客戶端調(diào)用我了，這些細(xì)節(jié)不用用戶操心籽暇。當(dāng)然温治，這個(gè)類(lèi)還要幫用戶封裝更多細(xì)節(jié)。既然打算定義這個(gè)類(lèi)了戒悠，那總得取個(gè)響當(dāng)當(dāng)?shù)拿Q吧熬荆，什么？你說(shuō)取名為Binder绸狐，好吧卤恳，那就叫Binder吧。Binder類(lèi)既然封裝很多功能寒矿，那該怎么用這個(gè)類(lèi)呢突琳？讓客戶端去繼承還是服務(wù)端繼承呢？答案是服務(wù)端符相。接下來(lái)有個(gè)約定拆融，本文后面所指的Binder類(lèi)都是指遠(yuǎn)程服務(wù)端的對(duì)象。服務(wù)端想要實(shí)現(xiàn)被跨進(jìn)程訪問(wèn)啊终，就必須繼承Binder類(lèi)镜豹。
首先我們看看我們的程序跨進(jìn)程調(diào)用系統(tǒng)服務(wù)的簡(jiǎn)單示例，實(shí)現(xiàn)浮動(dòng)窗口部分代碼：
//獲取WindowManager服務(wù)引用
WindowManager wm = (WindowManager)getSystemService(getApplication().WINDOW_SERVICE);
//布局參數(shù)layoutParams相關(guān)設(shè)置略...
View view=LayoutInflater.from(getApplication()).inflate(R.layout.float_layout, null);
//添加view
wm.addView(view, layoutParams);
系統(tǒng)服務(wù)都是運(yùn)行在systemServer進(jìn)程中蓝牲，因此我們調(diào)用系統(tǒng)服務(wù)都是跨進(jìn)程的調(diào)用趟脂。第2行代碼中，得到的wm是WindowManager對(duì)象的引用搞旭，第6行調(diào)用WindowManager的addView函數(shù)散怖，將觸發(fā)遠(yuǎn)程調(diào)用菇绵，調(diào)用的是運(yùn)行在systemServer進(jìn)程中的WindowManager的addView函數(shù)。是不是很想知道addView發(fā)生了什么镇眷？我們先看看Binder機(jī)制吧咬最！看完Binder原理，再解釋欠动！
Binder機(jī)制
先看看一般執(zhí)行過(guò)程
代碼執(zhí)行過(guò)程
假設(shè)你已經(jīng)創(chuàng)建好服務(wù)端類(lèi)MyService永乌、客戶端類(lèi)MyClient。在客戶端持有MyService的引用具伍，并且調(diào)用了MyService的func函數(shù)翅雏，那么Android內(nèi)部調(diào)用過(guò)程如下：
看了這個(gè)圖以后，相信你對(duì)你的代碼在調(diào)用遠(yuǎn)程進(jìn)程函數(shù)時(shí)有個(gè)全局的認(rèn)識(shí)人芽。這張圖有一點(diǎn)很重要望几，就是客戶端當(dāng)前線程會(huì)被掛起！因此萤厅，如果遠(yuǎn)程進(jìn)程是執(zhí)行長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)算橄抹，請(qǐng)不要使用主線程去調(diào)用遠(yuǎn)程函數(shù)，以防止ANR惕味。
Binder的C/S架構(gòu)
上面一節(jié)我們對(duì)遠(yuǎn)程進(jìn)程調(diào)用代碼執(zhí)行過(guò)程有個(gè)初步了解楼誓，在Android開(kāi)發(fā)中，我們大量使用到了系統(tǒng)Service名挥，比如媒體播放疟羹、各種傳感器以及WindowManagerService等等等等（太多了~）。那么Android是怎么管理這些服務(wù)禀倔，并且讓用戶跨進(jìn)程調(diào)用這些服務(wù)呢榄融？首先我們看看調(diào)用系統(tǒng)服務(wù)的過(guò)程。在Android開(kāi)機(jī)啟動(dòng)過(guò)程中蹋艺，Android會(huì)初始化系統(tǒng)的各種Service剃袍，并將這些Service向ServiceManager注冊(cè)（即讓ServiceManager管理）∩咏鳎客戶端想要得到具體的Service直接向ServiceManager要即可民效。客戶端首先向ServiceManager查詢得到具體的Service引用涛救，然后通過(guò)這個(gè)引用向具體的服務(wù)端發(fā)送請(qǐng)求畏邢，服務(wù)端執(zhí)行完成后就返回。
Binder驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)原理
一直以來(lái)检吆，我有個(gè)困惑Ｊ嫖！蹭沛！這個(gè)困惑讓我迷茫了很久：客戶端持有遠(yuǎn)程進(jìn)程的某個(gè)對(duì)象引用臂寝，然后調(diào)用引用類(lèi)中的函數(shù)章鲤，遠(yuǎn)程進(jìn)程的函數(shù)就執(zhí)行了。我在想咆贬，憑什么败徊？學(xué)過(guò)操作系統(tǒng)都知道，不同的進(jìn)程之間是不共享資源的掏缎。也就是說(shuō)皱蹦，客戶端持有的這個(gè)對(duì)象跟遠(yuǎn)程進(jìn)程中的實(shí)際對(duì)象完全是兩個(gè)不同的對(duì)象【祢冢客戶端調(diào)用引用的對(duì)象跟遠(yuǎn)程進(jìn)程半毛錢(qián)關(guān)系都沒(méi)有沪哺，憑啥遠(yuǎn)程進(jìn)程就調(diào)用了執(zhí)行了？相信也有一部分人跟我有同樣的困惑酌儒！仔細(xì)研讀一下下面這張圖辜妓，相信你會(huì)豁然開(kāi)朗！
服務(wù)端跨進(jìn)程的類(lèi)都要繼承Binder類(lèi)今豆。我們所持有的Binder引用(即服務(wù)端的類(lèi)引用)并不是實(shí)際真實(shí)的遠(yuǎn)程Binder對(duì)象嫌拣，我們的引用在Binder驅(qū)動(dòng)里還要做一次映射。也就是說(shuō)呆躲，設(shè)備驅(qū)動(dòng)根據(jù)我們的引用對(duì)象找到對(duì)應(yīng)的遠(yuǎn)程進(jìn)程〈匪鳎客戶端要調(diào)用遠(yuǎn)程對(duì)象函數(shù)時(shí)插掂，只需把數(shù)據(jù)寫(xiě)入到Parcel，在調(diào)用所持有的Binder引用的transact()函數(shù)腥例，transact函數(shù)執(zhí)行過(guò)程中會(huì)把參數(shù)辅甥、標(biāo)識(shí)符（標(biāo)記遠(yuǎn)程對(duì)象及其函數(shù)）等數(shù)據(jù)放入到Client的共享內(nèi)存，Binder驅(qū)動(dòng)從Client的共享內(nèi)存中讀取數(shù)據(jù)燎竖，根據(jù)這些數(shù)據(jù)找到對(duì)應(yīng)的遠(yuǎn)程進(jìn)程的共享內(nèi)存璃弄，把數(shù)據(jù)拷貝到遠(yuǎn)程進(jìn)程的共享內(nèi)存中，并通知遠(yuǎn)程進(jìn)程執(zhí)行onTransact()函數(shù)构回，這個(gè)函數(shù)也是屬于Binder類(lèi)夏块。遠(yuǎn)程進(jìn)程Binder對(duì)象執(zhí)行完成后，將得到的寫(xiě)入自己的共享內(nèi)存中纤掸，Binder驅(qū)動(dòng)再將遠(yuǎn)程進(jìn)程的共享內(nèi)存數(shù)據(jù)拷貝到客戶端的共享內(nèi)存脐供，并喚醒客戶端線程。
Binder機(jī)制運(yùn)用
好了借跪，現(xiàn)在對(duì)Binder機(jī)制已經(jīng)理解了政己，我們?cè)倏纯碅ndroid是怎么運(yùn)用Binder的。再現(xiàn)前面代碼：
//獲取WindowManager服務(wù)引用
WindowManager wm = (WindowManager)getSystemService(getApplication().WINDOW_SERVICE);
//布局參數(shù)layoutParams相關(guān)設(shè)置略...
View view=LayoutInflater.from(getApplication()).inflate(R.layout.float_layout, null);
//添加view
wm.addView(view, layoutParams);
這段代碼前面已經(jīng)出現(xiàn)過(guò)掏愁。getSystemService(getApplication().WINDOW_SERVICE);函數(shù)內(nèi)部原理就是向ServiceManager查詢標(biāo)識(shí)符為getApplication().WINDOW_SERVICE的遠(yuǎn)程對(duì)象的引用歇由。即WindowManager對(duì)象的引用卵牍，這個(gè)引用的真正實(shí)現(xiàn)是WindowManager的某個(gè)代理。得到這個(gè)引用后沦泌，在調(diào)用addView時(shí)辽慕，真正的實(shí)現(xiàn)是在代理里面，代理把參數(shù)打包到Parcel對(duì)象中赦肃，然后調(diào)用transact函數(shù)（該函數(shù)繼承自Binder）溅蛉，再觸發(fā)Binder驅(qū)動(dòng)的一系列調(diào)用過(guò)程，在Binder驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)原理一節(jié)中有具體介紹他宛，忘記了的同學(xué)可以返回繼續(xù)看船侧。關(guān)于Binder的代理對(duì)象，可以參考AIDL工具生成的代碼厅各，這里不再具體介紹镜撩。
相信到現(xiàn)在，你收獲不少吧如果你喜歡就給我一個(gè)贊吧有疑問(wèn)歡迎評(píng)論~
