Binder机制

概念：
进程隔离
进程空间划分：用户空间(User Space)/内核空间(Kernel Space)
系统调用：用户态与内核态

原理：
跨进程通信是需要内核空间做支持的。传统的 IPC 机制如管道、Socket 都是内核的一部分，因此通过内核支持来实现进程间通信自然是没问题的。但是 Binder 并不是 Linux 系统内核的一部分，那怎么办呢？这就得益于 Linux 的动态内核可加载模块（Loadable Kernel Module，LKM）的机制；模块是具有独立功能的程序，它可以被单独编译，但是不能独立运行。它在运行时被链接到内核作为内核的一部分运行。这样，Android 系统就可以通过动态添加一个内核模块运行在内核空间，用户进程之间通过这个内核模块作为桥梁来实现通信。
在 Android 系统中，这个运行在内核空间，负责各个用户进程通过 Binder 实现通信的内核模块就叫 Binder 驱动（Binder Dirver）。

内存映射：
Binder IPC 机制中涉及到的内存映射通过 mmap() 来实现，mmap() 是操作系统中一种内存映射的方法。内存映射简单的讲就是将用户空间的一块内存区域映射到内核空间。映射关系建立后，用户对这块内存区域的修改可以直接反应到内核空间；反之内核空间对这段区域的修改也能直接反应到用户空间。

Binder IPC 通信过程：
首先 Binder 驱动在内核空间创建一个数据接收缓存区；
接着在内核空间开辟一块内核缓存区，建立内核缓存区和内核中数据接收缓存区之间的映射关系，以及内核中数据接收缓存区和接收进程用户空间地址的映射关系；
发送方进程通过系统调用 copyfromuser() 将数据 copy 到内核中的内核缓存区，由于内核缓存区和接收进程的用户空间存在内存映射，因此也就相当于把数据发送到了接收进程的用户空间，这样便完成了一次进程间的通信。

Binder通讯模型：
Binder是基于C/S架构的，包含4个角色：Client、Server、Binder驱动ServiceManager。

1️⃣Binder驱动：类似网络通信中的路由器，负责将Client的请求转发到具体的Server中执行，并将Server返回的数据传回给Client。
2️⃣ServiceManager：类似网络通信中的DNS服务器，负责将Client请求的Binder描述符转化为具体的Server地址，以便Binder驱动能够转发给具体的Server。Server如需提供Binder服务，需要向ServiceManager注册。

通信过程：
1️⃣Server向ServiceManager注册。Server通过Binder驱动向ServiceManager注册，声明可以对外提供服务。ServiceManager中会保留一份映射表。
2️⃣Client向ServiceManager请求Server的Binder引用。Client想要请求Server的数据时，需要先通过Binder驱动向ServiceManager请求Server的Binder引用（代理对象）。
伞向具体的Server发送请求。Client拿到这个Binder代理对象后，就可以通过Binder驱动和Server进行通信了。
4️⃣Server返回结果。Server响应请求后，需要再次通过Binder驱动将结果返回给Client。

ServiceManager是一个单独的进程，那么Server与ServiceManager通讯是靠什么呢:
当Android系统启动后，会创建一个名称为Servicemanager的进程，这个进程通过一个约定的命令BINDERSETCONTEXT_MGR向Binder驱动注册，申请成为为ServiceManager，Binder驱动会自动为ServiceManager创建一个Binder实体。并且这个Binder实体的引用在所有的Client中都为0，也就说各个Client通过这个0号引用就可以和ServiceManager进行通信。Server通过0号引用向ServiceManager进行注册，Client通过0号引用就可以获取到要通信的Server的Binder引用。

Binder机制优点：
1️⃣只需要进行一次数据拷贝，性能上仅次于共享内存
2️⃣基于C/S架构，职责明确，架构清晰，稳定性较好
3️⃣为每个App分配UID，UID是鉴别进程身份的标志，安全性较好