轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明文章出處LooperJing丙猬！
看了幾天的Binder瘫里，決定有必要寫一篇博客凌简，記錄一下學(xué)習(xí)成果，Binder是Android中比較綜合的一塊知識(shí)了寿冕，目前的理解只限于JAVA層蕊程。首先Binder是干嘛用的？不用說驼唱，跨進(jìn)程通信全靠它藻茂，操作系統(tǒng)的不同進(jìn)程之間，數(shù)據(jù)不共享玫恳，對(duì)于每個(gè)進(jìn)程來說捌治，它都天真地以為自己獨(dú)享了整個(gè)系統(tǒng)，完全不知道其他進(jìn)程的存在纽窟，進(jìn)程之間需要通信需要某種系統(tǒng)機(jī)制才能完成肖油，在Android整個(gè)系統(tǒng)架構(gòu)中，采用了大量的C/S架構(gòu)的思想臂港，所以Binder的作用就顯得非常重要了森枪，但是這種機(jī)制為什么是Binder呢？在Linux中的RPC方式有管道审孽，消息隊(duì)列县袱，共享內(nèi)存等，消息隊(duì)列和管道采用存儲(chǔ)-轉(zhuǎn)發(fā)方式佑力，即數(shù)據(jù)先從發(fā)送方緩存區(qū)拷貝到內(nèi)核開辟的緩存區(qū)中式散，然后再?gòu)膬?nèi)核緩存區(qū)拷貝到接收方緩存區(qū)，這樣就有兩次拷貝過程打颤。共享內(nèi)存不需要拷貝暴拄，但控制復(fù)雜，難以使用编饺。Binder是個(gè)折中的方案乖篷，只需要拷貝一次就行了。其次Binder的安全性比較好透且，好在哪里撕蔼，在下還不是很清楚，基于安全性和傳輸?shù)男士紤]秽誊，選擇了Binder鲸沮。Binder的英文意思是粘結(jié)劑，Binder對(duì)象是一個(gè)可以跨進(jìn)程引用的對(duì)象锅论，它的實(shí)體位于一個(gè)進(jìn)程中讼溺，這個(gè)進(jìn)程一般是Server端，該對(duì)象提供了一套方法用以實(shí)現(xiàn)對(duì)服務(wù)的請(qǐng)求棍厌，而它的引用卻遍布于系統(tǒng)的各個(gè)進(jìn)程（Client端）之中肾胯，這樣Client通過Binder的引用訪問Server，所以說耘纱，Binder就像膠水一樣敬肚，把系統(tǒng)各個(gè)進(jìn)程粘結(jié)在一起了，廢話確實(shí)有點(diǎn)多束析。
一艳馒、概念理解
為了從而保障了系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定，整個(gè)系統(tǒng)被劃分成內(nèi)核空間和用戶空間
內(nèi)核空間：獨(dú)立于普通的應(yīng)用程序员寇，可以訪問受保護(hù)的內(nèi)存空間弄慰，有訪問底層硬件設(shè)備的所有權(quán)限。
用戶空間：相對(duì)與內(nèi)核空間蝶锋，上層運(yùn)用程序所運(yùn)行的空間就是用戶空間陆爽，用戶空間訪問內(nèi)核空間的唯一方式就是系統(tǒng)調(diào)用。一個(gè)4G的虛擬地址空間扳缕，其中3G是用戶空間慌闭，剩余的1G是內(nèi)核空間。如果一個(gè)用戶空間想與另外一個(gè)用戶空間進(jìn)行通信躯舔，就需要內(nèi)核模塊支持驴剔，這個(gè)運(yùn)行在內(nèi)核空間的，負(fù)責(zé)各個(gè)用戶進(jìn)程通過Binder通信的內(nèi)核模塊叫做Binder驅(qū)動(dòng)粥庄，雖然叫做Binder驅(qū)動(dòng)丧失，但是和硬件并沒有什么關(guān)系，只是實(shí)現(xiàn)方式和設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序是一樣的惜互，提供了一些標(biāo)準(zhǔn)文件操作布讹。
二、Binder的通信模型
在寫AIDL的時(shí)候训堆，一般情況下炒事，我們有兩個(gè)進(jìn)程，一個(gè)作為Server端提供某種服務(wù)蔫慧，然后另外一個(gè)進(jìn)程作為Client端,連接Server端之后挠乳，就 可以使用Server里面定義的服務(wù)。這種思想是一種典型的C/S的思想。值得注意的是Android系統(tǒng)中的Binder自身也是C/S的架構(gòu)蕉汪，也有Server端與Client端比吭。一個(gè)大的C/S架構(gòu)中，也有一個(gè)小的C/S架構(gòu)卖怜。
先籠統(tǒng)的說一下，在整個(gè)Binder框架中阐枣，由系列組件組成马靠，分別是Client奄抽、Server、ServiceManager和Binder驅(qū)動(dòng)程序甩鳄，其中Client逞度、Server和ServiceManager運(yùn)行在用戶空間，Binder驅(qū)動(dòng)程序運(yùn)行內(nèi)核空間妙啃。運(yùn)行在用戶空間中的Client档泽、Server和ServiceManager，是在三個(gè)不同進(jìn)程中的揖赴，Server進(jìn)程中中定義了服務(wù)提供給Client進(jìn)程使用馆匿，并且Server中有一個(gè)Binder實(shí)體，但是Server中定義的服務(wù)并不能直接被Client使用燥滑，它需要向ServiceManager注冊(cè)渐北，然后Client要用服務(wù)的時(shí)候，直接向ServiceManager要铭拧，ServiceManager返回一個(gè)Binder的替身（引用）給Client腔稀，這樣Client就可以調(diào)用Server中的服務(wù)了。
場(chǎng)景：進(jìn)程A要調(diào)用進(jìn)程B里面的一個(gè)draw方法處理圖片羽历。
分析：在這種場(chǎng)景下焊虏，進(jìn)程A作為Client端，進(jìn)程B做為Server端秕磷，但是A/B不在同一個(gè)進(jìn)程中诵闭，怎么來調(diào)用B進(jìn)程的draw方法呢，首先進(jìn)程B作為Server端創(chuàng)建了Binder實(shí)體澎嚣，為其取一個(gè)字符形式疏尿，可讀易記的名字，并將這個(gè)Binder連同名字以數(shù)據(jù)包的形式通過Binder驅(qū)動(dòng)發(fā)送給ServiceManager易桃，也就是向ServiceManager注冊(cè)的過程褥琐，告訴ServiceManager，我是進(jìn)程B晤郑，擁有圖像處理的功能敌呈，ServiceManager從數(shù)據(jù)包中取出名字和引用以一個(gè)注冊(cè)表的形式保留了Server進(jìn)程的注冊(cè)信息。為什么是以數(shù)據(jù)包的形式呢造寝，因?yàn)檫@是兩個(gè)進(jìn)程磕洪，直接傳遞對(duì)象是不行滴，只能是一些描述信息〗肓現(xiàn)在Client端進(jìn)程A聯(lián)系ServiceManager析显，說現(xiàn)在我需要進(jìn)程B中圖像處理的功能，ServiceManager從注冊(cè)表中查到了這個(gè)Binder實(shí)體签赃，但是呢谷异，它并不是直接把這個(gè)Binder實(shí)體直接給Client,而是給了一個(gè)Binder實(shí)體的代理分尸，或者說是引用，Client通過Binder的引用訪問Server歹嘹。分析到現(xiàn)在箩绍，有個(gè)關(guān)鍵的問題需要說一下，ServiceManager是一個(gè)進(jìn)程荞下，Server是另一個(gè)進(jìn)程伶选，Server向ServiceManager注冊(cè)Binder必然會(huì)涉及進(jìn)程間通信史飞。當(dāng)前實(shí)現(xiàn)的是進(jìn)程間通信卻又要用到進(jìn)程間通信尖昏，這就好象蛋可以孵出雞前提卻是要找只雞來孵蛋，確實(shí)是這樣的构资，ServiceManager中預(yù)先有了一個(gè)自己的Binder對(duì)象（實(shí)體）抽诉，就是那只雞，然后Server有個(gè)Binder對(duì)象的引用吐绵，就是那個(gè)蛋迹淌，Server需要通過這個(gè)Binder的引用來實(shí)現(xiàn)Binder的注冊(cè)。雞就一只己单，蛋有很多唉窃，ServiceManager進(jìn)程的Binder對(duì)象（實(shí)體）僅有一個(gè)，其他進(jìn)程所擁有的全部都是它的代理纹笼。同樣一個(gè)Server端Binder實(shí)體也應(yīng)該只有一個(gè)纹份，對(duì)應(yīng)所有Client端全部都是它的代理。
我們?cè)俅卫斫庖幌翨inder是什么廷痘？在Binder通信模型的四個(gè)角色里面蔓涧；他們的代表都是“Binder”，一個(gè)Binder對(duì)象就代表了所有笋额，包括了Server元暴，Client,ServiceManager,這樣，對(duì)于Binder通信的使用者而言兄猩，不用關(guān)心實(shí)現(xiàn)的細(xì)節(jié)茉盏。對(duì)Server來說，Binder指的是Binder實(shí)體枢冤，或者說是本地對(duì)象援岩，對(duì)于Client來說，Binder指的是Binder代理對(duì)象掏导，也就是Binder的引用享怀。對(duì)于Binder驅(qū)動(dòng)而言，在Binder對(duì)象進(jìn)行跨進(jìn)程傳遞的時(shí)候趟咆，Binder驅(qū)動(dòng)會(huì)自動(dòng)完成這兩種類型的轉(zhuǎn)換添瓷。
簡(jiǎn)單的總結(jié)一下梅屉，通過上面一大段的分析，一個(gè)Server在使用的時(shí)候需要經(jīng)歷三個(gè)階段
- 服務(wù)注冊(cè) Server端與SystemManager之間的IPC
- 服務(wù)檢索 Client端與SystemManager之間的IPC
- 服務(wù)使用 Client端與Server端之間的IPC
三鳞贷、AIDL過程分析
1坯汤、定義一個(gè)AIDL文件
Game.aidl
package test.wangjing.com.aidl.domain;
parcelable Game;
GameManager .aidl
package test.wangjing.com.aidl;
import test.wangjing.com.aidl.domain.Game;
interface GameManager {
Game querryGameById(int pGameId);
}
2、定義遠(yuǎn)端服務(wù)Service
在遠(yuǎn)程服務(wù)中的onBind方法搀愧，實(shí)現(xiàn)AIDL接口的具體方法惰聂，并且返回Binder對(duì)象
@Override
public IBinder onBind(Intent intent) {
return mGameManager;
}
GameManager.Stub mGameManager = new GameManager.Stub() {
@Override
public IBinder asBinder() {
return null;
}
@Override
public Game querryGameById(int pGameId) throws RemoteException {
return mGameMap.get(pGameId);
}
};
3、本地創(chuàng)建連接對(duì)象
private class GameServiceConnection implements ServiceConnection {
@Override
public void onServiceConnected(ComponentName componentName, IBinder iBinder) {
mGameManager = (GameManager.Stub) GameManager.Stub.asInterface(iBinder);
}
@Override
public void onServiceDisconnected(ComponentName componentName) {
}
}
public void actionService(View view) {
Intent intent = new Intent(this, GameService.class);
bindService(intent, mServiceConnection, Context.BIND_AUTO_CREATE);
}
以上就是一個(gè)遠(yuǎn)端服務(wù)的一般套路咱筛，如果是在兩個(gè)進(jìn)程中搓幌，就可以進(jìn)程通信了，現(xiàn)在我們分析一下迅箩，這個(gè)通信的流程溉愁。重點(diǎn)是GameManager這個(gè)編譯生成的類。
public interface GameManager extends android.os.IInterface {
/**
* Local-side IPC implementation stub class.
*/
public static abstract class Stub extends android.os.Binder implements test.wangjing.com.aidl.GameManager {
private static final java.lang.String DESCRIPTOR = "test.wangjing.com.aidl.GameManager";
/**
* Construct the stub at attach it to the interface.
*/
public Stub() {
this.attachInterface(this, DESCRIPTOR);
}
/**
* Cast an IBinder object into an test.wangjing.com.aidl.GameManager interface,
* generating a proxy if needed.
*/
public static test.wangjing.com.aidl.GameManager asInterface(android.os.IBinder obj) {
if ((obj == null)) {
return null;
}
android.os.IInterface iin = obj.queryLocalInterface(DESCRIPTOR);
if (((iin != null) && (iin instanceof test.wangjing.com.aidl.GameManager))) {
return ((test.wangjing.com.aidl.GameManager) iin);
}
return new test.wangjing.com.aidl.GameManager.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_querryGameById: {
data.enforceInterface(DESCRIPTOR);
int _arg0;
_arg0 = data.readInt();
test.wangjing.com.aidl.domain.Game _result = this.querryGameById(_arg0);
reply.writeNoException();
if ((_result != null)) {
reply.writeInt(1);
_result.writeToParcel(reply, android.os.Parcelable.PARCELABLE_WRITE_RETURN_VALUE);
} else {
reply.writeInt(0);
}
return true;
}
}
return super.onTransact(code, data, reply, flags);
}
private static class Proxy implements test.wangjing.com.aidl.GameManager {
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;
}
@Override
public test.wangjing.com.aidl.domain.Game querryGameById(int pGameId) throws android.os.RemoteException {
android.os.Parcel _data = android.os.Parcel.obtain();
android.os.Parcel _reply = android.os.Parcel.obtain();
test.wangjing.com.aidl.domain.Game _result;
try {
_data.writeInterfaceToken(DESCRIPTOR);
_data.writeInt(pGameId);
mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_querryGameById, _data, _reply, 0);
_reply.readException();
if ((0 != _reply.readInt())) {
_result = test.wangjing.com.aidl.domain.Game.CREATOR.createFromParcel(_reply);
} else {
_result = null;
}
} finally {
_reply.recycle();
_data.recycle();
}
return _result;
}
}
static final int TRANSACTION_querryGameById = (android.os.IBinder.FIRST_CALL_TRANSACTION + 0);
}
public test.wangjing.com.aidl.domain.Game querryGameById(int pGameId) throws android.os.RemoteException;
}
從類的關(guān)系來看饲趋，首先接口GameManager 繼承 IInterface 拐揭，IInterface是一個(gè)接口，在GameManager內(nèi)部有一個(gè)內(nèi)部類Stub奕塑，Stub繼承了Binder堂污，（Binder實(shí)現(xiàn)了IBinder），并且實(shí)現(xiàn)了GameManager接口龄砰，在Stub中還有一個(gè)內(nèi)部類Proxy盟猖，Proxy也實(shí)現(xiàn)了GameManager接口，一個(gè)整體的結(jié)構(gòu)是這樣的
現(xiàn)在的問題是寝贡，Stub是什么扒披？Proxy又是什么？在上面說了在Binder通信模型的四個(gè)角色里面圃泡；他們的代表都是“Binder”碟案，一個(gè)Binder對(duì)象就代表了所有，包括了Server颇蜡，Clinet价说，ServiceManager，為了兩個(gè)進(jìn)程的通信风秤，系統(tǒng)給予的內(nèi)核支持是Binder,在抽象一點(diǎn)的說,Binder是系統(tǒng)開辟的一塊內(nèi)存空間鳖目，兩個(gè)進(jìn)程往這塊空間里面讀寫數(shù)據(jù)就行了，Stub從Binder中讀數(shù)據(jù)缤弦，Proxy向Binder中寫數(shù)據(jù),達(dá)到進(jìn)程間通信的目的领迈。首先我們分析Stub。
public static abstract class Stub extends android.os.Binder implements test.wangjing.com.aidl.GameManager
Stub 類繼承了Binder ，說明了Stub有了跨進(jìn)程傳輸?shù)哪芰晖保瑢?shí)現(xiàn)了GameManager接口衷蜓，說明它有了根據(jù)游戲ID查詢一個(gè)游戲的能力。我們?cè)赽ind一個(gè)Service之后尘喝，在onServiceConnecttion的回調(diào)里面磁浇，就是通過asInterface方法拿到一個(gè)遠(yuǎn)程的service的。
public static test.wangjing.com.aidl.GameManager asInterface(android.os.IBinder obj) {
if ((obj == null)) {
return null;
}
android.os.IInterface iin = obj.queryLocalInterface(DESCRIPTOR);
if (((iin != null) && (iin instanceof test.wangjing.com.aidl.GameManager))) {
return ((test.wangjing.com.aidl.GameManager) iin);
}
return new test.wangjing.com.aidl.GameManager.Stub.Proxy(obj);
}
asInterface調(diào)用queryLocalInterface朽褪。
public IInterface queryLocalInterface(String descriptor) {
if (mDescriptor.equals(descriptor)) {
return mOwner;
}
return null;
}
mDescriptor置吓，mOwner其實(shí)是Binder的成員變量，Stub繼承了Binder缔赠，在構(gòu)造函數(shù)的時(shí)候衍锚，對(duì)著兩個(gè)變量賦的值。
public Stub() {
this.attachInterface(this, DESCRIPTOR);
}
public void attachInterface(IInterface owner, String descriptor) {
mOwner = owner;
mDescriptor = descriptor;
}
如果客戶端和服務(wù)端是在一個(gè)進(jìn)程中橡淑，那么其實(shí)queryLocalInterface獲取的就是Stub對(duì)象构拳，如果不在一個(gè)進(jìn)程queryLocalInterface查詢的對(duì)象肯定為null咆爽，因?yàn)椴煌M(jìn)程有不同虛擬機(jī)梁棠，肯定查不到mOwner對(duì)象的，所以這時(shí)候其實(shí)是返回的Proxy對(duì)象了斗埂。拿到Stub對(duì)象后符糊，通常在onServiceConnected中，就把這個(gè)對(duì)象轉(zhuǎn)換成我們多定義AIDL接口呛凶。
private class GameServiceConnection implements ServiceConnection {
@Override
public void onServiceConnected(ComponentName componentName, IBinder iBinder) {
mGameManager = (GameManager.Stub) GameManager.Stub.asInterface(iBinder);
}
@Override
public void onServiceDisconnected(ComponentName componentName) {
}
}
比如我們這里會(huì)轉(zhuǎn)換成GameManager男娄，有了GameManager對(duì)象，就可以調(diào)用后querryGameById方法了漾稀。如果是一個(gè)進(jìn)程模闲，那直接調(diào)用的是自己的querryGameById方法，如果不是一個(gè)進(jìn)程崭捍，那調(diào)用了就是代理的querryGameById方法了尸折。
private static class Proxy implements test.wangjing.com.aidl.GameManager {
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;
}
@Override
public test.wangjing.com.aidl.domain.Game querryGameById(int pGameId) throws android.os.RemoteException {
android.os.Parcel _data = android.os.Parcel.obtain();
android.os.Parcel _reply = android.os.Parcel.obtain();
test.wangjing.com.aidl.domain.Game _result;
try {
_data.writeInterfaceToken(DESCRIPTOR);
_data.writeInt(pGameId);
mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_querryGameById, _data, _reply, 0);
_reply.readException();
if ((0 != _reply.readInt())) {
_result = test.wangjing.com.aidl.domain.Game.CREATOR.createFromParcel(_reply);
} else {
_result = null;
}
} finally {
_reply.recycle();
_data.recycle();
}
return _result;
}
}
看到其中關(guān)鍵的一行是
mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_querryGameById, _data, _reply, 0);
mRemote就是一個(gè)IBinder對(duì)象，相對(duì)于Stub殷蛇，Proxy 是組合關(guān)系（HAS-A）实夹，內(nèi)部有一個(gè)IBinder對(duì)象mRemote，Stub是繼承關(guān)系(IS-A)粒梦，直接實(shí)現(xiàn)了IBinder接口亮航。
public native boolean transact(int code, Parcel data, Parcel reply, int flags) throws RemoteException;
transact是個(gè)native方法，最終還會(huì)回掉JAVA層的onTransact方法匀们。
@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_querryGameById: {
data.enforceInterface(DESCRIPTOR);
int _arg0;
_arg0 = data.readInt();
test.wangjing.com.aidl.domain.Game _result = this.querryGameById(_arg0);
reply.writeNoException();
if ((_result != null)) {
reply.writeInt(1);
_result.writeToParcel(reply, android.os.Parcelable.PARCELABLE_WRITE_RETURN_VALUE);
} else {
reply.writeInt(0);
}
return true;
}
}
return super.onTransact(code, data, reply, flags);
}
onTransact根據(jù)調(diào)用號(hào)（每個(gè)AIDL函數(shù)都有一個(gè)編號(hào)缴淋，在跨進(jìn)程的時(shí)候，不會(huì)傳遞函數(shù)，而是傳遞編號(hào)指明調(diào)用哪個(gè)函數(shù)）調(diào)用相關(guān)函數(shù)重抖；在這個(gè)例子里面圆存，調(diào)用了Binder本地對(duì)象的querryGameById方法；這個(gè)方法將結(jié)果返回給驅(qū)動(dòng)仇哆，驅(qū)動(dòng)喚醒掛起的Client進(jìn)程里面的線程并將結(jié)果返回沦辙。于是一次跨進(jìn)程調(diào)用就完成了。
***Please accept mybest wishes for your happiness and success ! ***
