原文：http://weishu.me/2016/01/12/binder-index-for-newer/

要點(diǎn)

• 面向?qū)ο笏枷氲囊雽⑦M(jìn)程間通信轉(zhuǎn)化為通過對某個Binder對象的引用調(diào)用該對象的方法，而其獨(dú)特之處在于Binder對象是一個可以跨進(jìn)程引用的對象垂睬，它的實(shí)體（本地對象）位于一個進(jìn)程中牙甫，而它的引用（代理對象）卻遍布于系統(tǒng)的各個進(jìn)程之中郁副。最誘人的是，這個引用和java里引用一樣既可以是強(qiáng)類型穷躁，也可以是弱類型，而且可以從一個進(jìn)程傳給其它進(jìn)程酝掩，讓大家都能訪問同一Server，就象將一個對象或引用賦值給另一個引用一樣丧叽。Binder模糊了進(jìn)程邊界卫玖，淡化了進(jìn)程間通信過程，整個系統(tǒng)仿佛運(yùn)行于同一個面向?qū)ο蟮某绦蛑杏淮尽Ｐ涡紊腂inder對象以及星羅棋布的引用仿佛粘接各個應(yīng)用程序的膠水假瞬，這也是Binder在英文里的原意。
• Binder跨進(jìn)程傳輸并不是真的把一個對象傳輸?shù)搅肆硗庖粋€進(jìn)程迂尝；傳輸過程好像是Binder跨進(jìn)程穿越的時候脱茉，它在一個進(jìn)程留下了一個真身，在另外一個進(jìn)程幻化出一個影子（這個影子可以很多個）垄开；Client進(jìn)程的操作其實(shí)是對于影子的操作芦劣，影子利用Binder驅(qū)動最終讓真身完成操作。
• 由于驅(qū)動返回的objectProxy與Server進(jìn)程里面原始的object是如此相似说榆，給人感覺好像是直接把Server進(jìn)程里面的對象object傳遞到了Client進(jìn)程虚吟；因此，我們可以說Binder對象是可以進(jìn)行跨進(jìn)程傳遞的對象
• Android系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)這種機(jī)制使用的是代理模式, 對于Binder的訪問签财，如果是在同一個進(jìn)程（不需要跨進(jìn)程）串慰，那么直接返回原始的Binder實(shí)體；如果在不同進(jìn)程唱蒸，那么就給他一個代理對象（影子）邦鲫；我們在系統(tǒng)源碼以及AIDL的生成代碼里面可以看到很多這種實(shí)現(xiàn)。
• Client進(jìn)程只不過是持有了Server端的代理神汹；代理對象協(xié)助驅(qū)動完成了跨進(jìn)程通信庆捺。
• 通常意義下，Binder指的是一種通信機(jī)制屁魏；我們說AIDL使用Binder進(jìn)行通信滔以，指的就是Binder這種IPC機(jī)制。
• 對于Server進(jìn)程來說氓拼，Binder指的是Binder本地對象
• 對于Client來說你画，Binder指的是Binder代理對象，它只是Binder本地對象的一個遠(yuǎn)程代理桃漾；對這個Binder代理對象的操作坏匪，會通過驅(qū)動最終轉(zhuǎn)發(fā)到Binder本地對象上去完成；對于一個擁有Binder對象的使用者而言撬统，它無須關(guān)心這是一個Binder代理對象還是Binder本地對象适滓；對于代理對象的操作和對本地對象的操作對它來說沒有區(qū)別。
• 對于傳輸過程而言恋追，Binder是可以進(jìn)行跨進(jìn)程傳遞的對象凭迹；Binder驅(qū)動會對具有跨進(jìn)程傳遞能力的對象做特殊處理：自動完成代理對象和本地對象的轉(zhuǎn)換罚屋。

進(jìn)程隔離

進(jìn)程隔離是為保護(hù)操作系統(tǒng)中進(jìn)程互不干擾而設(shè)計的一組不同硬件和軟件的技術(shù)。這個技術(shù)是為了避免進(jìn)程A寫入進(jìn)程B的情況發(fā)生蕊苗。 進(jìn)程的隔離實(shí)現(xiàn)沿后，使用了虛擬地址空間。進(jìn)程A的虛擬地址和進(jìn)程B的虛擬地址不同朽砰，這樣就防止進(jìn)程A將數(shù)據(jù)信息寫入進(jìn)程B尖滚。
操作系統(tǒng)的不同進(jìn)程之間，數(shù)據(jù)不共享瞧柔；對于每個進(jìn)程來說漆弄，它都天真地以為自己獨(dú)享了整個系統(tǒng)，完全不知道其他進(jìn)程的存在造锅；(有關(guān)虛擬地址撼唾，請自行查閱）因此一個進(jìn)程需要與另外一個進(jìn)程通信，需要某種系統(tǒng)機(jī)制才能完成哥蔚。

用戶空間/內(nèi)核空間

詳細(xì)解釋可以參考[Kernel Space Definition] 倒谷，簡單理解如下：
Linux Kernel是操作系統(tǒng)的核心，獨(dú)立于普通的應(yīng)用程序糙箍，可以訪問受保護(hù)的內(nèi)存空間渤愁，也有訪問底層硬件設(shè)備的所有權(quán)限。
對于Kernel這么一個高安全級別的東西深夯，顯然是不容許其它的應(yīng)用程序隨便調(diào)用或訪問的抖格，所以需要對Kernel提供一定的保護(hù)機(jī)制，這個保護(hù)機(jī)制用來告訴那些應(yīng)用程序咕晋，你只可以訪問某些許可的資源雹拄，不許可的資源是拒絕被訪問的，于是就把Kernel和上層的應(yīng)用程序抽像的隔離開掌呜，分別稱之為Kernel Space和User Space滓玖。

系統(tǒng)調(diào)用/內(nèi)核態(tài)/用戶態(tài)

雖然從邏輯上抽離出用戶空間和內(nèi)核空間；但是不可避免的的是站辉，總有那么一些用戶空間需要訪問內(nèi)核的資源呢撞；比如應(yīng)用程序訪問文件，網(wǎng)絡(luò)是很常見的事情饰剥，怎么辦呢？
Kernel space can be accessed by user processes only through the use of system calls.
用戶空間訪問內(nèi)核空間的唯一方式就是系統(tǒng)調(diào)用摧阅；通過這個統(tǒng)一入口接口汰蓉，所有的資源訪問都是在內(nèi)核的控制下執(zhí)行，以免導(dǎo)致對用戶程序?qū)ο到y(tǒng)資源的越權(quán)訪問棒卷，從而保障了系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定顾孽。用戶軟件良莠不齊祝钢，要是它們亂搞把系統(tǒng)玩壞了怎么辦？因此對于某些特權(quán)操作必須交給安全可靠的內(nèi)核來執(zhí)行若厚。
當(dāng)一個任務(wù)（進(jìn)程）執(zhí)行系統(tǒng)調(diào)用而陷入內(nèi)核代碼中執(zhí)行時拦英，我們就稱進(jìn)程處于內(nèi)核運(yùn)行態(tài)（或簡稱為內(nèi)核態(tài)）此時處理器處于特權(quán)級最高的（0級）內(nèi)核代碼中執(zhí)行。當(dāng)進(jìn)程在執(zhí)行用戶自己的代碼時测秸，則稱其處于用戶運(yùn)行態(tài)（用戶態(tài)）疤估。即此時處理器在特權(quán)級最低的（3級）用戶代碼中運(yùn)行。處理器在特權(quán)等級高的時候才能執(zhí)行那些特權(quán)CPU指令霎冯。

內(nèi)核模塊/驅(qū)動

通過系統(tǒng)調(diào)用铃拇，用戶空間可以訪問內(nèi)核空間，那么如果一個用戶空間想與另外一個用戶空間進(jìn)行通信怎么辦呢沈撞？很自然想到的是讓操作系統(tǒng)內(nèi)核添加支持慷荔；傳統(tǒng)的Linux通信機(jī)制，比如Socket缠俺，管道等都是內(nèi)核支持的显晶；但是Binder并不是Linux內(nèi)核的一部分，它是怎么做到訪問內(nèi)核空間的呢壹士？Linux的動態(tài)可加載內(nèi)核模塊（Loadable Kernel Module磷雇，LKM）機(jī)制解決了這個問題；模塊是具有獨(dú)立功能的程序墓卦，它可以被單獨(dú)編譯倦春，但不能獨(dú)立運(yùn)行。它在運(yùn)行時被鏈接到內(nèi)核作為內(nèi)核的一部分在內(nèi)核空間運(yùn)行落剪。這樣睁本，Android系統(tǒng)可以通過添加一個內(nèi)核模塊運(yùn)行在內(nèi)核空間，用戶進(jìn)程之間的通過這個模塊作為橋梁忠怖，就可以完成通信了呢堰。
在Android系統(tǒng)中，這個運(yùn)行在內(nèi)核空間的凡泣，負(fù)責(zé)各個用戶進(jìn)程通過Binder通信的內(nèi)核模塊叫做Binder驅(qū)動;
驅(qū)動程序一般指的是設(shè)備驅(qū)動程序（Device Driver）枉疼，是一種可以使計算機(jī)和設(shè)備通信的特殊程序。相當(dāng)于硬件的接口鞋拟，操作系統(tǒng)只有通過這個接口骂维，才能控制硬件設(shè)備的工作；
驅(qū)動就是操作硬件的接口贺纲，為了支持Binder通信過程航闺，Binder使用了一種“硬件”，因此這個模塊被稱之為驅(qū)動。

為什么使用Binder潦刃？

Android使用的Linux內(nèi)核擁有著非常多的跨進(jìn)程通信機(jī)制侮措，比如管道，System V乖杠，Socket等分扎；為什么還需要單獨(dú)搞一個Binder出來呢？主要有兩點(diǎn)胧洒，性能和安全畏吓。在移動設(shè)備上，廣泛地使用跨進(jìn)程通信肯定對通信機(jī)制本身提出了嚴(yán)格的要求略荡；Binder相對出傳統(tǒng)的Socket方式庵佣，更加高效；另外汛兜，傳統(tǒng)的進(jìn)程通信方式對于通信雙方的身份并沒有做出嚴(yán)格的驗(yàn)證巴粪，只有在上層協(xié)議上進(jìn)行架設(shè)；比如Socket通信ip地址是客戶端手動填入的粥谬，都可以進(jìn)行偽造肛根；而Binder機(jī)制從協(xié)議本身就支持對通信雙方做身份校檢，因而大大提升了安全性漏策。這個也是Android權(quán)限模型的基礎(chǔ)派哲。

Binder通信模型

對于跨進(jìn)程通信的雙方，我們姑且叫做Server進(jìn)程（簡稱Server）掺喻，Client進(jìn)程（簡稱Client）芭届；由于進(jìn)程隔離的存在，它們之間沒辦法通過簡單的方式進(jìn)行通信感耙，那么Binder機(jī)制是如何進(jìn)行的呢褂乍？
回想一下日常生活中我們通信的過程：假設(shè)A和B要進(jìn)行通信，通信的媒介是打電話（A是Client即硼，B是Server）逃片；A要給B打電話，必須知道B的號碼只酥，這個號碼怎么獲取呢褥实？通信錄.
這個通信錄就是一張表；內(nèi)容大致是：
B -> 12345676
C -> 12334354
先查閱通信錄裂允，拿到B的號碼损离；才能進(jìn)行通信；否則绝编，怎么知道應(yīng)該撥什么號碼草冈？回想一下古老的電話機(jī)，如果A要給B打電話瓮增，必須先連接通話中心怎棱，說明給我接通B的電話；這時候通話中心幫他呼叫B绷跑；連接建立拳恋，就完成了通信。
另外砸捏，光有電話和通信錄是不可能完成通信的谬运，沒有基站支持；信息根本無法傳達(dá)垦藏。
我們看到梆暖，一次電話通信的過程除了通信的雙方還有兩個隱藏角色：通信錄和基站。Binder通信機(jī)制也是一樣：兩個運(yùn)行在用戶空間的進(jìn)程要完成通信掂骏，必須借助內(nèi)核的幫助轰驳，這個運(yùn)行在內(nèi)核里面的程序叫做Binder驅(qū)動，它的功能類似于基站弟灼；通信錄呢级解，就是一個叫做ServiceManager的東西（簡稱SM）
OK，Binder的通信模型就是這么簡單田绑，如下圖：

image.png

整個通信步驟如下：

SM建立(建立通信錄)勤哗；首先有一個進(jìn)程向驅(qū)動提出申請為SM；驅(qū)動同意之后掩驱，SM進(jìn)程負(fù)責(zé)管理Service（注意這里是Service而不是Server芒划，因?yàn)槿绻ㄐ胚^程反過來的話，那么原來的客戶端Client也會成為服務(wù)端Server）不過這時候通信錄還是空的欧穴，一個號碼都沒有民逼。
各個Server向SM注冊(完善通信錄)；每個Server端進(jìn)程啟動之后苔可，向SM報告缴挖，我是zhangsan, 要找我請返回0x1234(這個地址沒有實(shí)際意義，類比)焚辅；其他Server進(jìn)程依次如此映屋；這樣SM就建立了一張表，對應(yīng)著各個Server的名字和地址同蜻；就好比B與A見面了棚点，說存?zhèn)€我的號碼吧，以后找我撥打10086湾蔓；
Client想要與Server通信瘫析，首先詢問SM；請告訴我如何聯(lián)系zhangsan，SM收到后給他一個號碼0x1234贬循；Client收到之后咸包，開心滴用這個號碼撥通了Server的電話，于是就開始通信了杖虾。
那么Binder驅(qū)動干什么去了呢烂瘫？這里Client與SM的通信，以及Client與Server的通信奇适，都會經(jīng)過驅(qū)動坟比，驅(qū)動在背后默默無聞，但是做著最重要的工作嚷往。驅(qū)動是整個通信過程的核心葛账，因此完成跨進(jìn)程通信的秘密全部隱藏在驅(qū)動里面；這個我們稍后討論皮仁。
OK仑扑，上面就是整個Binder通信的基本模型腋粥；做了一個簡單的類比仆抵，當(dāng)然也有一些不恰當(dāng)?shù)牡胤剑?比如通信錄現(xiàn)實(shí)中每個人都有一個籽前，但是SM整個系統(tǒng)只有一個；基站也有很多個付燥，但是驅(qū)動只有一個）宣谈；但是整體上就是這樣的；我們看到其實(shí)整個通信模型非常簡單键科。

Binder機(jī)制跨進(jìn)程原理

上文給出了Binder的通信模型闻丑，指出了通信過程的四個角色: Client, Server, SM, driver; 但是我們?nèi)匀徊磺宄﨏lient到底是如何與Server完成通信的。
兩個運(yùn)行在用戶空間的進(jìn)程A和進(jìn)程B如何完成通信呢勋颖？內(nèi)核可以訪問A和B的所有數(shù)據(jù)嗦嗡；所以，最簡單的方式是通過內(nèi)核做中轉(zhuǎn)饭玲；假設(shè)進(jìn)程A要給進(jìn)程B發(fā)送數(shù)據(jù)侥祭，那么就先把A的數(shù)據(jù)copy到內(nèi)核空間，然后把內(nèi)核空間對應(yīng)的數(shù)據(jù)copy到B就完成了茄厘；用戶空間要操作內(nèi)核空間矮冬，需要通過系統(tǒng)調(diào)用；剛好次哈，這里就有兩個系統(tǒng)調(diào)用：copy_from_user, copy_to_user胎署。
但是，Binder機(jī)制并不是這么干的窑滞。講這么一段琼牧，是說明進(jìn)程間通信并不是什么神秘的東西恢筝。那么，Binder機(jī)制是如何實(shí)現(xiàn)跨進(jìn)程通信的呢巨坊？
Binder驅(qū)動為我們做了一切撬槽。
假設(shè)Client進(jìn)程想要調(diào)用Server進(jìn)程的object對象的一個方法add;對于這個跨進(jìn)程通信過程，我們來看看Binder機(jī)制是如何做的抱究。 （通信是一個廣泛的概念恢氯，只要一個進(jìn)程能調(diào)用另外一個進(jìn)程里面某對象的方法，那么具體要完成什么通信內(nèi)容就很容易了鼓寺。）

image.png

• 首先，Server進(jìn)程要向SM注冊勋磕；告訴自己是誰妈候，自己有什么能力；在這個場景就是Server告訴SM挂滓，它叫zhangsan苦银，它有一個object對象，可以執(zhí)行add 操作赶站；于是SM建立了一張表：zhangsan這個名字對應(yīng)進(jìn)程Server;

• 然后Client向SM查詢：我需要聯(lián)系一個名字叫做zhangsan的進(jìn)程里面的object對象幔虏；這時候關(guān)鍵來了：進(jìn)程之間通信的數(shù)據(jù)都會經(jīng)過運(yùn)行在內(nèi)核空間里面的驅(qū)動，驅(qū)動在數(shù)據(jù)流過的時候做了一點(diǎn)手腳贝椿，它并不會給Client進(jìn)程返回一個真正的object對象想括，而是返回一個看起來跟object一模一樣的代理對象objectProxy，這個objectProxy也有一個add方法烙博，但是這個add方法沒有Server進(jìn)程里面object對象的add方法那個能力瑟蜈；objectProxy的add只是一個傀儡，它唯一做的事情就是把參數(shù)包裝然后交給驅(qū)動渣窜。(這里我們簡化了SM的流程铺根，見下文)
  但是Client進(jìn)程并不知道驅(qū)動返回給它的對象動過手腳，畢竟偽裝的太像了乔宿，如假包換位迂。Client開開心心地拿著objectProxy對象然后調(diào)用add方法；我們說過详瑞，這個add什么也不做掂林，直接把參數(shù)做一些包裝然后直接轉(zhuǎn)發(fā)給Binder驅(qū)動。

• 驅(qū)動收到這個消息蛤虐，發(fā)現(xiàn)是這個objectProxy党饮；一查表就明白了：我之前用objectProxy替換了object發(fā)送給Client了，它真正應(yīng)該要訪問的是object對象的add方法驳庭；于是Binder驅(qū)動通知Server進(jìn)程刑顺，調(diào)用你的object對象的add方法氯窍，然后把結(jié)果發(fā)給我，Sever進(jìn)程收到這個消息蹲堂，照做之后將結(jié)果返回驅(qū)動狼讨，驅(qū)動然后把結(jié)果返回給Client進(jìn)程；于是整個過程就完成了柒竞。
  由于驅(qū)動返回的objectProxy與Server進(jìn)程里面原始的object是如此相似政供，給人感覺好像是直接把Server進(jìn)程里面的對象object傳遞到了Client進(jìn)程；因此朽基，我們可以說Binder對象是可以進(jìn)行跨進(jìn)程傳遞的對象

• 但事實(shí)上我們知道布隔，Binder跨進(jìn)程傳輸并不是真的把一個對象傳輸?shù)搅肆硗庖粋€進(jìn)程；傳輸過程好像是Binder跨進(jìn)程穿越的時候稼虎，它在一個進(jìn)程留下了一個真身衅檀，在另外一個進(jìn)程幻化出一個影子（這個影子可以很多個）；Client進(jìn)程的操作其實(shí)是對于影子的操作霎俩，影子利用Binder驅(qū)動最終讓真身完成操作哀军。

• 理解這一點(diǎn)非常重要；務(wù)必仔細(xì)體會打却。另外杉适，Android系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)這種機(jī)制使用的是代理模式, 對于Binder的訪問，如果是在同一個進(jìn)程（不需要跨進(jìn)程）柳击，那么直接返回原始的Binder實(shí)體猿推；如果在不同進(jìn)程，那么就給他一個代理對象（影子）腻暮；我們在系統(tǒng)源碼以及AIDL的生成代碼里面可以看到很多這種實(shí)現(xiàn)彤守。

• 另外我們?yōu)榱撕喕麄€流程，隱藏了SM這一部分驅(qū)動進(jìn)行的操作哭靖；實(shí)際上具垫，由于SM與Server通常不在一個進(jìn)程，Server進(jìn)程向SM注冊的過程也是跨進(jìn)程通信试幽，驅(qū)動也會對這個過程進(jìn)行暗箱操作：SM中存在的Server端的對象實(shí)際上也是代理對象筝蚕，后面Client向SM查詢的時候，驅(qū)動會給Client返回另外一個代理對象铺坞。Sever進(jìn)程的本地對象僅有一個起宽，其他進(jìn)程所擁有的全部都是它的代理。

• 一句話總結(jié)就是：Client進(jìn)程只不過是持有了Server端的代理济榨；代理對象協(xié)助驅(qū)動完成了跨進(jìn)程通信坯沪。

Binder到底是什么？

• 通常意義下擒滑，Binder指的是一種通信機(jī)制腐晾；我們說AIDL使用Binder進(jìn)行通信叉弦，指的就是Binder這種IPC機(jī)制。
• 對于Server進(jìn)程來說藻糖，Binder指的是Binder本地對象
• 對于Client來說淹冰，Binder指的是Binder代理對象，它只是Binder本地對象的一個遠(yuǎn)程代理巨柒；對這個Binder代理對象的操作樱拴，會通過驅(qū)動最終轉(zhuǎn)發(fā)到Binder本地對象上去完成；對于一個擁有Binder對象的使用者而言洋满，它無須關(guān)心這是一個Binder代理對象還是Binder本地對象晶乔；對于代理對象的操作和對本地對象的操作對它來說沒有區(qū)別。
• 對于傳輸過程而言芦岂，Binder是可以進(jìn)行跨進(jìn)程傳遞的對象瘪弓；Binder驅(qū)動會對具有跨進(jìn)程傳遞能力的對象做特殊處理：自動完成代理對象和本地對象的轉(zhuǎn)換。
• 面向?qū)ο笏枷氲囊雽⑦M(jìn)程間通信轉(zhuǎn)化為通過對某個Binder對象的引用調(diào)用該對象的方法禽最，而其獨(dú)特之處在于Binder對象是一個可以跨進(jìn)程引用的對象，它的實(shí)體（本地對象）位于一個進(jìn)程中袱饭，而它的引用（代理對象）卻遍布于系統(tǒng)的各個進(jìn)程之中川无。最誘人的是，這個引用和java里引用一樣既可以是強(qiáng)類型虑乖，也可以是弱類型懦趋，而且可以從一個進(jìn)程傳給其它進(jìn)程，讓大家都能訪問同一Server疹味，就象將一個對象或引用賦值給另一個引用一樣仅叫。Binder模糊了進(jìn)程邊界，淡化了進(jìn)程間通信過程糙捺，整個系統(tǒng)仿佛運(yùn)行于同一個面向?qū)ο蟮某绦蛑薪朐邸Ｐ涡紊腂inder對象以及星羅棋布的引用仿佛粘接各個應(yīng)用程序的膠水，這也是Binder在英文里的原意洪灯。

驅(qū)動里面的Binder

• 我們現(xiàn)在知道坎缭，Server進(jìn)程里面的Binder對象指的是Binder本地對象，Client里面的對象指的是Binder代理對象签钩；在Binder對象進(jìn)行跨進(jìn)程傳遞的時候掏呼，Binder驅(qū)動會自動完成這兩種類型的轉(zhuǎn)換；因此Binder驅(qū)動必然保存了每一個跨越進(jìn)程的Binder對象的相關(guān)信息铅檩；在驅(qū)動中憎夷，Binder本地對象的代表是一個叫做binder_node的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，Binder代理對象是用binder_ref代表的昧旨；有的地方把Binder本地對象直接稱作Binder實(shí)體拾给，把Binder代理對象直接稱作Binder引用（句柄）祥得，其實(shí)指的是Binder對象在驅(qū)動里面的表現(xiàn)形式；讀者明白意思即可鸣戴。

深入理解Java層的Binder

• IBinder/IInterface/Binder/BinderProxy/Stub
• 我們使用AIDL接口的時候啃沪，經(jīng)常會接觸到這些類，那么這每個類代表的是什么呢窄锅？
• IBinder是一個接口创千，它代表了一種跨進(jìn)程傳輸?shù)哪芰Γ恢灰獙?shí)現(xiàn)了這個接口入偷，就能將這個對象進(jìn)行跨進(jìn)程傳遞追驴；這是驅(qū)動底層支持的；在跨進(jìn)程數(shù)據(jù)流經(jīng)驅(qū)動的時候疏之，驅(qū)動會識別IBinder類型的數(shù)據(jù)殿雪，從而自動完成不同進(jìn)程Binder本地對象以及Binder代理對象的轉(zhuǎn)換。
• IBinder負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)傳輸锋爪，那么client與server端的調(diào)用契約（這里不用接口避免混淆）呢丙曙？這里的IInterface代表的就是遠(yuǎn)程server對象具有什么能力。具體來說其骄，就是aidl里面的接口亏镰。
• Java層的Binder類，代表的其實(shí)就是Binder本地對象拯爽。BinderProxy類是Binder類的一個內(nèi)部類索抓，它代表遠(yuǎn)程進(jìn)程的Binder對象的本地代理；這兩個類都繼承自IBinder, 因而都具有跨進(jìn)程傳輸?shù)哪芰μ号冢粚?shí)際上逼肯，在跨越進(jìn)程的時候，Binder驅(qū)動會自動完成這兩個對象的轉(zhuǎn)換桃煎。
• 在使用AIDL的時候篮幢，編譯工具會給我們生成一個Stub的靜態(tài)內(nèi)部類；這個類繼承了Binder, 說明它是一個Binder本地對象备禀，它實(shí)現(xiàn)了IInterface接口洲拇，表明它具有遠(yuǎn)程Server承諾給Client的能力；Stub是一個抽象類曲尸，具體的IInterface的相關(guān)實(shí)現(xiàn)需要我們手動完成赋续，這里使用了策略模式。

AIDL過程分析

現(xiàn)在我們通過一個AIDL的使用另患，分析一下整個通信過程中纽乱，各個角色到底做了什么，AIDL到底是如何完成通信的昆箕。

• 首先定一個一個簡單的aidl接口：

ICompute.aidl
package com.example.test.app;

interface ICompute {
     int add(int a, int b);
}

• 然后用編譯工具編譯之后鸦列，可以得到對應(yīng)的ICompute.java類租冠，看看系統(tǒng)給我們生成的代碼：

package com.example.test.app;

public interface ICompute extends android.os.IInterface {
    /**
     * Local-side IPC implementation stub class.
     */
    public static abstract class Stub extends android.os.Binder implements com.example.test.app.ICompute {
        private static final java.lang.String DESCRIPTOR = "com.example.test.app.ICompute";

        /**
         * Construct the stub at attach it to the interface.
         */
        public Stub() {
            this.attachInterface(this, DESCRIPTOR);
        }

        /**
         * Cast an IBinder object into an com.example.test.app.ICompute interface,
         * generating a proxy if needed.
         */
        public static com.example.test.app.ICompute asInterface(android.os.IBinder obj) {
            if ((obj == null)) {
                return null;
            }
            android.os.IInterface iin = obj.queryLocalInterface(DESCRIPTOR);
            if (((iin != null) && (iin instanceof com.example.test.app.ICompute))) {
                return ((com.example.test.app.ICompute) iin);
            }
            return new com.example.test.app.ICompute.Stub.Proxy(obj);
        }

        @Override
        public android.os.IBinder asBinder() {
            return this;
        }

        @Override
        public boolean onTransact(int code, android.os.Parcel data, android.os.Parcel reply, int flags) throws android.os.RemoteException {
            switch (code) {
                case INTERFACE_TRANSACTION: {
                    reply.writeString(DESCRIPTOR);
                    return true;
                }
                case TRANSACTION_add: {
                    data.enforceInterface(DESCRIPTOR);
                    int _arg0;
                    _arg0 = data.readInt();
                    int _arg1;
                    _arg1 = data.readInt();
                    int _result = this.add(_arg0, _arg1);
                    reply.writeNoException();
                    reply.writeInt(_result);
                    return true;
                }
            }
            return super.onTransact(code, data, reply, flags);
        }

        private static class Proxy implements com.example.test.app.ICompute {
            private android.os.IBinder mRemote;

            Proxy(android.os.IBinder remote) {
                mRemote = remote;
            }

            @Override
            public android.os.IBinder asBinder() {
                return mRemote;
            }

            public java.lang.String getInterfaceDescriptor() {
                return DESCRIPTOR;
            }

            /**
             * Demonstrates some basic types that you can use as parameters
             * and return values in AIDL.
             */
            @Override
            public int add(int a, int b) throws android.os.RemoteException {
                android.os.Parcel _data = android.os.Parcel.obtain();
                android.os.Parcel _reply = android.os.Parcel.obtain();
                int _result;
                try {
                    _data.writeInterfaceToken(DESCRIPTOR);
                    _data.writeInt(a);
                    _data.writeInt(b);
                    mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_add, _data, _reply, 0);
                    _reply.readException();
                    _result = _reply.readInt();
                } finally {
                    _reply.recycle();
                    _data.recycle();
                }
                return _result;
            }
        }

        static final int TRANSACTION_add = (android.os.IBinder.FIRST_CALL_TRANSACTION + 0);
    }

    /**
     * Demonstrates some basic types that you can use as parameters
     * and return values in AIDL.
     */
    public int add(int a, int b) throws android.os.RemoteException;
}

• 系統(tǒng)幫我們生成了這個文件之后，我們只需要繼承ICompute.Stub這個抽象類薯嗤，實(shí)現(xiàn)它的方法顽爹，然后在Service 的onBind方法里面返回就實(shí)現(xiàn)了AIDL。這個Stub類非常重要骆姐，具體看看它做了什么镜粤。

• Stub類繼承自Binder，意味著這個Stub其實(shí)自己是一個Binder本地對象玻褪，然后實(shí)現(xiàn)了ICompute接口肉渴，ICompute本身是一個IInterface，因此他攜帶某種客戶端需要的能力（這里是方法add)带射。此類有一個內(nèi)部類Proxy同规，也就是Binder代理對象；

• 然后看看asInterface方法窟社，我們在bind一個Service之后券勺，在onServiceConnecttion的回調(diào)里面，就是通過這個方法拿到一個遠(yuǎn)程的service的灿里，這個方法做了什么呢朱灿？

/**
 * Cast an IBinder object into an com.example.test.app.ICompute interface,
 * generating a proxy if needed.
 */
public static com.example.test.app.ICompute asInterface(android.os.IBinder obj) {
    if ((obj == null)) {
        return null;
    }
    android.os.IInterface iin = obj.queryLocalInterface(DESCRIPTOR);
    if (((iin != null) && (iin instanceof com.example.test.app.ICompute))) {
        return ((com.example.test.app.ICompute) iin);
    }
    return new com.example.test.app.ICompute.Stub.Proxy(obj);
}

• 首先看函數(shù)的參數(shù)IBinder類型的obj，這個對象是驅(qū)動給我們的钠四，如果是Binder本地對象，那么它就是Binder類型跪楞，如果是Binder代理對象缀去，那就是BinderProxy類型；然后甸祭，正如上面自動生成的文檔所說缕碎，它會試著查找Binder本地對象，如果找到池户，說明Client和Server都在同一個進(jìn)程咏雌，這個參數(shù)直接就是本地對象，直接強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換然后返回校焦，如果找不到赊抖，說明是遠(yuǎn)程對象（處于另外一個進(jìn)程）那么就需要創(chuàng)建一個Binde代理對象，讓這個Binder代理實(shí)現(xiàn)對于遠(yuǎn)程對象的訪問寨典。一般來說氛雪，如果是與一個遠(yuǎn)程Service對象進(jìn)行通信，那么這里返回的一定是一個Binder代理對象耸成，這個IBinder參數(shù)的實(shí)際上是BinderProxy;

• 再看看我們對于aidl的add 方法的實(shí)現(xiàn)报亩；在Stub類里面浴鸿，add是一個抽象方法，我們需要繼承這個類并實(shí)現(xiàn)它弦追；如果Client和Server在同一個進(jìn)程岳链，那么直接就是調(diào)用這個方法；那么劲件，如果是遠(yuǎn)程調(diào)用掸哑，這中間發(fā)生了什么呢？Client是如何調(diào)用到Server的方法的寇仓？

• 我們知道举户，對于遠(yuǎn)程方法的調(diào)用，是通過Binder代理完成的遍烦，在這個例子里面就是Proxy類俭嘁；Proxy對于add方法的實(shí)現(xiàn)如下：

Override
public int add(int a, int b) throws android.os.RemoteException {
    android.os.Parcel _data = android.os.Parcel.obtain();
    android.os.Parcel _reply = android.os.Parcel.obtain();
    int _result;
    try {
        _data.writeInterfaceToken(DESCRIPTOR);
        _data.writeInt(a);
        _data.writeInt(b);
        mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_add, _data, _reply, 0);
        _reply.readException();
        _result = _reply.readInt();
    } finally {
        _reply.recycle();
        _data.recycle();
    }
    return _result;
}

• 它首先用Parcel把數(shù)據(jù)序列化了，然后調(diào)用了transact方法服猪；這個transact到底做了什么呢供填？這個Proxy類在asInterface方法里面被創(chuàng)建，前面提到過罢猪，如果是Binder代理那么說明驅(qū)動返回的IBinder實(shí)際是BinderProxy, 因此我們的Proxy類里面的mRemote實(shí)際類型應(yīng)該是BinderProxy近她；我們看看BinderProxy的transact方法：(Binder.java的內(nèi)部類)

public native boolean transact(int code, Parcel data, Parcel reply,
            int flags) throws RemoteException;

• 這是一個本地方法；它的實(shí)現(xiàn)在native層膳帕，具體來說在frameworks/base/core/jni/android_util_Binder.cpp文件粘捎，里面進(jìn)行了一系列的函數(shù)調(diào)用，調(diào)用鏈實(shí)在太長這里就不給出了危彩；要知道的是它最終調(diào)用到了talkWithDriver函數(shù)攒磨；看這個函數(shù)的名字就知道，通信過程要交給驅(qū)動完成了汤徽；這個函數(shù)最后通過ioctl系統(tǒng)調(diào)用娩缰，Client進(jìn)程陷入內(nèi)核態(tài)，Client調(diào)用add方法的線程掛起等待返回谒府；驅(qū)動完成一系列的操作之后喚醒Server進(jìn)程拼坎，調(diào)用了Server進(jìn)程本地對象的onTransact函數(shù)（實(shí)際上由Server端線程池完成）。我們再看Binder本地對象的onTransact方法（這里就是Stub類里面的此方法）：

@Override
public boolean onTransact(int code, android.os.Parcel data, android.os.Parcel reply, int flags) throws android.os.RemoteException {
    switch (code) {
        case INTERFACE_TRANSACTION: {
            reply.writeString(DESCRIPTOR);
            return true;
        }
        case TRANSACTION_add: {
            data.enforceInterface(DESCRIPTOR);
            int _arg0;
            _arg0 = data.readInt();
            int _arg1;
            _arg1 = data.readInt();
            int _result = this.add(_arg0, _arg1);
            reply.writeNoException();
            reply.writeInt(_result);
            return true;
        }
    }
    return super.onTransact(code, data, reply, flags);
}

• 在Server進(jìn)程里面完疫，onTransact根據(jù)調(diào)用號（每個AIDL函數(shù)都有一個編號泰鸡，在跨進(jìn)程的時候，不會傳遞函數(shù)趋惨，而是傳遞編號指明調(diào)用哪個函數(shù)）調(diào)用相關(guān)函數(shù)鸟顺；在這個例子里面，調(diào)用了Binder本地對象的add方法；這個方法將結(jié)果返回給驅(qū)動讯嫂，驅(qū)動喚醒掛起的Client進(jìn)程里面的線程并將結(jié)果返回蹦锋。于是一次跨進(jìn)程調(diào)用就完成了。

至此欧芽，你應(yīng)該對AIDL這種通信方式里面的各個類以及各個角色有了一定的了解莉掂；它總是那么一種固定的模式：一個需要跨進(jìn)程傳遞的對象一定繼承自IBinder，如果是Binder本地對象千扔，那么一定繼承Binder實(shí)現(xiàn)IInterface憎妙，如果是代理對象，那么就實(shí)現(xiàn)了IInterface并持有了IBinder引用曲楚；

Proxy與Stub不一樣厘唾，雖然他們都既是Binder又是IInterface，不同的是Stub采用的是繼承（is 關(guān)系）龙誊，Proxy采用的是組合（has 關(guān)系）抚垃。他們均實(shí)現(xiàn)了所有的IInterface函數(shù)，不同的是趟大，Stub又使用策略模式調(diào)用的是虛函數(shù)（待子類實(shí)現(xiàn)）鹤树，而Proxy則使用組合模式。為什么Stub采用繼承而Proxy采用組合逊朽？事實(shí)上罕伯，Stub本身is一個IBinder（Binder），它本身就是一個能跨越進(jìn)程邊界傳輸?shù)膶ο筮椿洌运美^承IBinder實(shí)現(xiàn)transact這個函數(shù)從而得到跨越進(jìn)程的能力（這個能力由驅(qū)動賦予）追他。Proxy類使用組合，是因?yàn)樗魂P(guān)心自己是什么岛蚤，它也不需要跨越進(jìn)程傳輸湿酸，它只需要擁有這個能力即可，要擁有這個能力灭美，只需要保留一個對IBinder的引用。如果把這個過程做一個類比昂利，在封建社會届腐，Stub好比皇帝，可以號令天下蜂奸，他生而具有這個權(quán)利（不要說宣揚(yáng)封建迷信犁苏。。）如果一個人也想號令天下扩所，可以围详，“挾天子以令諸侯”。為什么不自己去當(dāng)皇帝，其一助赞，一般情況沒必要买羞，當(dāng)了皇帝其實(shí)限制也蠻多的是不是？我現(xiàn)在既能掌管天下雹食，又能不受約束（Java單繼承）畜普；其二，名不正言不順啊群叶，我本來特么就不是（Binder）吃挑，你非要我是說不過去，搞不好還會造反街立。最后呢舶衬，如果想當(dāng)皇帝也可以，那就是asBinder了赎离。在Stub類里面逛犹，asBinder返回this，在Proxy里面返回的是持有的組合類IBinder的引用蟹瘾。

再去翻閱系統(tǒng)的ActivityManagerServer的源碼圾浅，就知道哪一個類是什么角色了：IActivityManager是一個IInterface，它代表遠(yuǎn)程Service具有什么能力憾朴，ActivityManagerNative指的是Binder本地對象（類似AIDL工具生成的Stub類）狸捕，這個類是抽象類，它的實(shí)現(xiàn)是ActivityManagerService众雷；因此對于AMS的最終操作都會進(jìn)入ActivityManagerService這個真正實(shí)現(xiàn)灸拍；同時如果仔細(xì)觀察，ActivityManagerNative.java里面有一個非公開類ActivityManagerProxy, 它代表的就是Binder代理對象砾省；是不是跟AIDL模型一模一樣呢鸡岗？那么ActivityManager是什么？他不過是一個管理類而已编兄，可以看到真正的操作都是轉(zhuǎn)發(fā)給ActivityManagerNative進(jìn)而交給他的實(shí)現(xiàn)ActivityManagerService 完成的轩性。

接下來的學(xué)習(xí)

• 看Android文檔，Parcel, IBinder, Binder
  等涉及到跨進(jìn)程通信的類狠鸳；
• 不依賴AIDL工具揣苏，手寫遠(yuǎn)程Service完成跨進(jìn)程通信
• 看《Binder設(shè)計與實(shí)現(xiàn)》
• 看老羅的博客或者書（書結(jié)構(gòu)更清晰）
• 再看《Binder設(shè)計與實(shí)現(xiàn)》
• 學(xué)習(xí)Linux系統(tǒng)相關(guān)知識；自己看源碼件舵。