Android进程间通信：Binder机制

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在Android系统中，每一个app都是运行在一个独立的进程中的，不同进程之间是相互隔离、相互独立的，Android系统如此设计的目的是保障app的安全性和独立性。试想如果你开发的app程序在运行的过程中，可以被其他任意app调用和访问，这是多么可怕的事情。但是时代发展的规律告诉我们，有交流才会有进步，相互合作才会共赢。Android也顺应这种时代发展规律，所以为用户提供了一套进程间通信的机制（IPC）——Binder机制。

Binder机制本身比较强大，其中的Binder驱动等都是在Linux内核中，如果通过分析源码的方式，很多不熟悉C/C++的人可能会感到非常困难，本次只宏观分析，宗旨是让大家对Binder机制有一个宏观上的理解，重点是理解和吸收这种设计的思想。

注意：本文中没有结合源码进行分析，有需要看源码的请绕过~~

转发请标明出处：https://blog.csdn.net/Dream_201603/article/details/85260739

Binder通信机制原理

1 进程通信途径

首先要知道，进程空间分两部分，一部分运行在Linux的内核空间，另一部分运行在用户空间。Android系统中所有进程共用一个内核空间，不同进程的内核空间可以共享数据，但是不同进程的用户空间不可以共享数据。进程内，用户空间可以通过“系统调用”来访问内核空间。内核空间内，可以通过Binde驱动进行数据的传输。所以进程之间要进行通信，必须通过如下图所示的模拟途径：

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2 Binder通信机制（Client-Server模型）

现在对跨进程间通信的路径有了一个宏观上的认知，下面将介绍Binder通信机制中的Client-Server模型。当前模拟一下两个进程之间的通信：假设其中一个进程提供一种加密数据的服务，另一个进程想要通过该服务将自己的数据进行加密。现在我们称提供加密服务的进程为Server进程（服务端），要使用服务的进程称为Client进程（客户端）。

• Server进程：提供服务的进程，类似于服务器
• Client进程：要使用服务的进程，类似于客户端

在Android中，进程在用户空间是不能进行消息传输的，在内核空间中是通过Binder驱动进行传递消息的，任意一个进程都可以提供服务的，提供服务的进程只需要将自己的信息告知Binder驱动，Binder驱动就会将提供服务的进程信息保存在ServerManager进程中，ServerManager进程是用来管理Server进程的注册与查询的。当有Client进程要使用这个Server进程的服务时，Client进程首先向Binder驱动提出要使用这个Server进程，Binder驱动会通过ServerManager进程获取该Server进程的信息并返回该Clinet进程，Client进程通过这些信息与Server进程进行连接，之后通过Binder驱动就可以进行消息的传输了。

• ServerManager进程：用来管理Server进程的注册与查询，类似于路由器
• Binder驱动：连接Server进程、Client进程和ServerManager进程的桥梁，类似于网线

上述步骤的模拟图如下：

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进程通信的整体使用步骤说明：

• （1）注册服务

• ①Server进程向Binder驱动发起注册服务的请求。
• ②Binder驱动将注册请求传递给ServerManager进程。
• ServerManager进程记录该服务的信息。

至此，服务注册成功。

• （2） 建立连接

• ③Client进程向Binder驱动发起获取指定服务的请求，并携带要获取的服务名称
• ④Binder驱动将请求传递给ServerManager进程
• ServerManager进程根据服务名称查找Client进程需要的Server进程对应的信息
• ⑤ServerManager进程将对应的信息传发送给Binder驱动
• ⑥Binder驱动将对应的信息传递给Clinet进程

至此，Client进程与Server进程之间建立连接。

• （3） 使用服务

• ⑦Client进程发送要处理的数据
• Binder驱动将Client进程发送的数据传递给Server进程
• ⑧Server进程获取到Client进程发送过来的数据

至此，数据传输完成。

3 Client-Server模型中数据传递的详细介绍

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如上图所示，详细介绍了当Client进程与Server进程之间建立好连接后，通过Binder驱动为媒介进行数据传输的详细过程。整体分为三个步骤：

• （1）Client进程发送数据：①②③④⑤
• （2）执行对应的服务功能：⑥
• （3）Server进程返回执行的结果：⑦⑧⑨⑩

因为上图已经将步骤的具体操作说明写上了，标注的都非常详细，此处就不再展开详细复述。

4 Android开发者在开发中需要实现的点

上面已将全面的介绍了Android进程间通信的Binder机制：Client-Server模型。模型设计中的好多思想是值得我们学习和深思的，但是Binder机制涉及的知识这么多，好多人似乎都被它吓到了。其实不然，既然作为Android中进程间通信的方式，这些其实都是Android为我们实现好的，在开发中我们只需要知道如何使用就行了。下面我们就了解一下哪些是Android已经帮我们实现好的，哪些是需要我们开发者实现的。

其实在Android系统中，Binder驱动和ServerManager进程都是Android已经帮我们实现好了的，Client进程和Server进程是我们需要自己实现的。这也好理解，就在赘述了。如下图所示：

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综上：

• Binder驱动和ServerManager进程是Android系统已经实现好的
• Client进程和Server进程是需要开发者自己实现的

5 补充说明的点：Binder请求的线程管理

以上就将Binder机制基本介绍完全，有些细节上的点需要补充一下，主要补充的是Binder请求时的线程管理。为什么要引入线程管理，其实很好理解，因为Server进程是给Client进程提供服务的，也就是说Server进程只提供服务，而Client进程只是使用。那就会出现多个Client进程使用同一个Server进程，为了并发操作，所以Server进程会创建额很多线程来处理Binder请求。多线程操作自然就引出了线程池的概念，而在Binder机制中，管理Binder模型的线程是采用的Binder驱动的线程池，并由Binder驱动管理该线程池。一个进程的Binder线程数默认最大是16，超过之后不会再创建新的线程，而是会阻塞等待空闲的Binder线程。

总结

Android中通过Binder机制进行进程间通信是非常普遍的，常用的有：内容提供者、AIDL等。到此，基本将Android进程间通信的Binder机制讲述完成，有想更深入了解的可以通过Android源码来详细品味。编写仓促，有问题点欢迎指正。

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