Binder核心機(jī)制分析绸硕,解密跨進(jìn)程的實(shí)現(xiàn)原理

一、什么是Binder魂毁?

從三個維度看待Binder
1.機(jī)制:解決Android跨進(jìn)程的方式
2.組成:設(shè)備來說Binder是一種虛擬的物理設(shè)備驅(qū)動玻佩,存放路徑是/dev/binder
3.Android代碼層:Binder是一個類,實(shí)現(xiàn)了IBinder接口席楚,將Binder機(jī)制模型以代碼形式咬崔,實(shí)現(xiàn)在整個Android系統(tǒng)中。
AIDL和Binder的關(guān)系:aidl是一種語言規(guī)范烦秩,binder是具體實(shí)現(xiàn)通信的媒介垮斯。
進(jìn)程間通信的前提:兩個進(jìn)程必須擁有相同的AIDL文件
訪問另外一個進(jìn)程,實(shí)際上是訪問另外一個進(jìn)程的服務(wù)

二只祠、IPC原理

從進(jìn)程角度來看IPC機(jī)制


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每個Android進(jìn)程兜蠕,只能運(yùn)行在自己進(jìn)程所擁有的虛擬地址空間。
對應(yīng)一個4GB的虛擬地址空間抛寝,其中3GB是用戶空間熊杨,1GB是內(nèi)核空間,當(dāng)然內(nèi)核空間的大小是可以通過參數(shù)配置調(diào)整盗舰。對于用戶空間晶府,不同進(jìn)程之間彼此是不能共享的,而內(nèi)核空間卻是可以共享的钻趋。Client進(jìn)程向Server進(jìn)程通信川陆,恰恰是利用進(jìn)程間可共享的內(nèi)核空間來完成底層通信工作。

三蛮位、Binder原理

Binder通信采用C/S架構(gòu)较沪,從組建視角來說,包含Client/Server/ServiceManager/Binder驅(qū)動土至,其中ServiceManager用于管理系統(tǒng)中的各種服務(wù)购对,架構(gòu)圖如下:


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可以看出無論是注冊服務(wù)和獲取服務(wù)的過程都需要ServiceManager猾昆,需要注意的是此處的ServiceManager是指Native層的ServiceManager陶因,并非是Framework層的ServiceManager。

三垂蜗、進(jìn)程間通信的基本使用

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四楷扬、源碼分析Binder機(jī)制?

寫到這里我就有點(diǎn)寫不進(jìn)去了贴见,因?yàn)樽约和ǔ辉创a限入進(jìn)去烘苹,因此我采用講故事的方法來描述Binder機(jī)制。
在故事的開始之前首先要明白Binder跨進(jìn)程通信的四個角色:
1.進(jìn)程A(Client端)片部;
2.進(jìn)程B(Service端)镣衡;
3.Binder驅(qū)動;
4.ServiceManager
好啦,故事開始:
我到深圳旅行廊鸥,要給高中同學(xué)寄一張明信片望浩,明信片肯定要寫地址吧,不然怎么寄給對方呢惰说?那么我怎么拿到這個地址呢磨德?很簡單,翻一下通訊錄吆视,這個記錄很多地址的通訊錄就是ServiceManager角色典挑,好,有了通訊地址啦吧,那就找個郵局寄出去就好了您觉,這里的郵局就是Binder驅(qū)動的角色,作為寄信人的我是Client端丰滑,收信人是Service端顾犹;再補(bǔ)充一張圖描述上面的場景:


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再補(bǔ)充一點(diǎn):剛開始ServiceManager這個通訊錄是空白的,然后Service進(jìn)程向ServiceManager注冊了一個映射關(guān)系表褒墨,比如同學(xué)將自己的地址廣東省深圳市后海**區(qū)寫進(jìn)通訊錄炫刷。之后Client進(jìn)程想要和Service進(jìn)程通信,首選向ServiceManager查詢地址郁妈,ServiceManager收到查詢請求之后浑玛,返回結(jié)果給Client,Client拿著地址開始寄明信片噩咪,把明信片放到郵筒里顾彰,之后的工作由郵局去完成,也就是Binder驅(qū)動去完成通信的轉(zhuǎn)發(fā)胃碾。

Binder通信原理(內(nèi)部使用到了動態(tài)代理設(shè)計模式)

1.Service進(jìn)程向ServiceManager注冊涨享,告訴ServiceManager我是誰、我有什么仆百、我能做什么厕隧,就好比我同學(xué)(Service進(jìn)程)有一臺筆記本(computer對象),這臺筆記本有個add方法俄周。這時映射關(guān)系就生成了吁讨;
2.Client進(jìn)程向ServiceManager查詢,我要調(diào)用Service進(jìn)程的computer對象的add方法峦朗,這個過程經(jīng)過Binder驅(qū)動建丧,想ServiceManager查詢,查詢完畢波势,是返回一個computer對象給Client進(jìn)程嗎翎朱?很顯然不是橄维,Binder驅(qū)動將computer對象轉(zhuǎn)換為computerProxy對象,并轉(zhuǎn)發(fā)給Client進(jìn)程拴曲,因此挣郭,Client拿到的并不是真實(shí)的computer對象,而是一個代理對象疗韵,這個代理對象也有add方法兑障;
3.當(dāng)Client進(jìn)程調(diào)用add方法,發(fā)送消息給Binder驅(qū)動蕉汪,驅(qū)動發(fā)現(xiàn)是computerProxy流译,驅(qū)動再通知Service進(jìn)程,調(diào)用你的computer對象的add方法者疤,將結(jié)構(gòu)給到驅(qū)動福澡,驅(qū)動再將結(jié)果轉(zhuǎn)發(fā)給Client進(jìn)程,這時Client進(jìn)程還蒙在鼓里驹马,他自認(rèn)為我調(diào)用的是真實(shí)的computer對象的add方法革砸,其實(shí)他只是調(diào)用了代理而已,不過Client最終還是拿到了計算結(jié)果糯累。

好了算利,一個通信過程就完成了,我們發(fā)現(xiàn)泳姐,其實(shí)Binder驅(qū)動就是一個中轉(zhuǎn)效拭。

五、總結(jié)

當(dāng)Client進(jìn)程向ServiceManager查詢(綁定)Service進(jìn)程(我要調(diào)用你的某個對象的某個方法了)胖秒,這個過程也是一個跨進(jìn)程通信的過程缎患,也經(jīng)過了Binder驅(qū)動,這是Binder驅(qū)動發(fā)揮它的作用阎肝,來個貍貓換太子挤渔,將Service進(jìn)程中的真實(shí)對象轉(zhuǎn)換成代理對象,返回這個代理對象給Client進(jìn)程风题,Client進(jìn)程拿到了這個代理對象判导,然后調(diào)用這個代理對象的方法,Binder驅(qū)動繼續(xù)發(fā)揮她的使命俯邓,她會通知Service進(jìn)程執(zhí)行該方法骡楼,再將Service進(jìn)程的真實(shí)對象的執(zhí)行結(jié)果返回給了Client進(jìn)程熔号,這樣Client進(jìn)程如愿的得到了自己想要的稽鞭,此時跨進(jìn)程通信完畢!

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