什么是binder
binder是Android 中的一種進程間通信機制(IPC機制)
binder 為什么會出現(xiàn)
android 是一種基于linux 的系統(tǒng)注竿,linux 系統(tǒng)已經(jīng)提供了 諸如管道妥曲、消息隊列棉浸、共享內(nèi)存和socket 等IPC 方式凝危。既然已經(jīng)存在了如此之多的IPC 機制昆烁,為什么binder還會出現(xiàn)多矮?主要是因為上述IPC機制無法對android 而言存在著諸多的不便,主要體現(xiàn)在性能登失,穩(wěn)定性和安全性三個方面遏佣。
- 性能:
傳統(tǒng)的linux IPC 機制 繼承通信過程分為3個部分。首先消息發(fā)送發(fā)會在內(nèi)核空間中申請一塊空間揽浙,然后將數(shù)據(jù)復(fù)制到內(nèi)核空間中状婶。然后內(nèi)核空間會通知接收方,接收方會在自己的進程中開辟一塊內(nèi)存空間用于接收數(shù)據(jù)(這里由于不知道具體數(shù)據(jù)的大小馅巷,開辟的內(nèi)存空間會過大 或者先請求數(shù)據(jù)大小膛虫,再開辟空間)。傳統(tǒng)的IPC 會經(jīng)過2次數(shù)據(jù)的復(fù)制钓猬,性能方面較差稍刀。
binder是通過內(nèi)存映射進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)模恍枰獜?fù)制一次數(shù)據(jù)到內(nèi)核空間中敞曹,所以效率相對于傳統(tǒng)的IPC機制要更好一些账月。
2.穩(wěn)定性:
binder 是 基于C/S 架構(gòu)的综膀,客戶端不處理問題,問題都丟給服務(wù)端捶障,其穩(wěn)定性更好僧须。
3.安全性:
linux 傳統(tǒng)的IPC 機制 的安全性并沒有什么保障纲刀,其安全性完全依賴于上層協(xié)議项炼,會手動的傳入UID/PID 很容易被惡意程序利用。而Binder并不是手動傳入UID/PID示绊,既支持實名binder又支持匿名binder锭部,安全性能更高。
綜上面褐,android中使用Binder作為其IPC 機制拌禾。
binder 的底層原理
binder 主要是通過內(nèi)存映射來實現(xiàn)的,一次完整的ipc通訊的過程如下:
1.binder 驅(qū)動在內(nèi)核中創(chuàng)建一塊數(shù)據(jù)接收緩沖區(qū)
2.建立一塊內(nèi)核緩沖區(qū)
3.建立內(nèi)核緩沖區(qū)和數(shù)據(jù)接收緩沖區(qū)的映射
4.建立內(nèi)核數(shù)據(jù)緩沖區(qū)和接收進城用戶空間的映射
5.發(fā)送方將數(shù)據(jù)發(fā)送到內(nèi)核緩沖區(qū)
6.由于映射的存在展哭,就相當(dāng)于直接將數(shù)據(jù)發(fā)送到了 接收進城中
binder的實現(xiàn)
binder 主要有四部分組成
- binder 客戶端(client)
- binder 服務(wù)端(service)
- servicemanager
- binder 驅(qū)動
其中binder client 湃窍、 binder service 和 servicemanager 運行在用戶空間,而binder 驅(qū)動則是運行在內(nèi)核空間(binder驅(qū)動是通過模塊掛載的方式匪傍,運行在內(nèi)核空間中的)您市。
binder 的工作流程其實可以類比為 上網(wǎng)的過程∫酆猓客戶端(binder client) 服務(wù)器(binder service) dns(servicemanager) 和 路由器(binder 驅(qū)動)
客戶端輸入網(wǎng)址請求服務(wù)器會在路由器的幫助下請求 dns 服務(wù)器獲取服務(wù)器的ip地址茵休,然后利用ip地址和服務(wù)器進行通訊。
binder基本的運行如下:
1.首先一個進城通過binder驅(qū)動將自己注冊為servicemanager
2.service 通過binder 驅(qū)動將自己的binder 注冊到servicemanager中手蝎,以對外使用榕莺。在這個過程中,binder驅(qū)動會生成該binder 的內(nèi)核節(jié)點棵介,以及該節(jié)點的引用钉鸯,并將這些內(nèi)容發(fā)送給servicemanager,servicemanager會把引用存入表中
3.client 通過binder名稱邮辽,在binder驅(qū)動的幫助下在servicemanager中獲取到service 中binder 的引用唠雕,從而跨進程通信
關(guān)鍵實現(xiàn)
1.通過上述的工作流程可知,servicemanager 其實是一個特殊的進程逆巍,service 和 client 和 servicemanager 之間的通訊其實也是進程間的通訊及塘,而這里的進程間通信其實也是使用的binder通信。這里的設(shè)計十分巧妙锐极,servicemanager 是service 端笙僚,其他所有進程都是它的client 端,servicemanager提供了一個非常特殊的binder灵再,他不需要注冊也沒有名字肋层,其他進程可以直接獲取到該binder 和servicemanager 進行通訊亿笤。
2.binder中還使用了代理模式,client 端所獲取的service 的binder引用并不是一個真的binder對象栋猖,而是一個service端binder 的代理净薛,調(diào)用binder中方法的時候通過對service進行請求然后獲取返回結(jié)果。
聯(lián)想記憶
android binder通信機制其實可以看作是一次簡單的上網(wǎng)過程
- client 對應(yīng)客戶端(瀏覽器)
- service 對應(yīng)服務(wù)器
- binder驅(qū)動對應(yīng)路由器
- servicemanager 對應(yīng)dns 服務(wù)器
1.客戶端輸入網(wǎng)址(發(fā)送端請求跨進程通信)
2.通過路由器查詢dns 服務(wù)器 根據(jù)域名獲取ip地址(通過binder驅(qū)動蒲拉,獲取servicemanager 中實名binder的引用)
3.根據(jù)返回的ip地址肃拜,通過路由器連接服務(wù)器(根據(jù)獲取到service端的binder 代理 client端和service端進行通信 )