系统梳理Binder

when——从Android系统启动简单说起

从最早的电源打开，系统启动开始，init进程解析init.ic配置文件，并启动Zygote进程，Zygote进程启动过程中所启动的SystemServer进程被创建后，启动了Binder线程池，开始作用于进程间的通信。

What——Binder:是什么？

• 从机制、模型角度来说：
  • 定义：Binder是一种Android中实现跨进程通信（IPC）的方式。即Binder机制模型
  • 作用：在Android中实现跨进程通信。
• 从模型的接口、组成来说：
  • 定义：Binder是一种虚拟的物理设备驱动。即Binder驱动
  • 作用：连接Service进程、Client进程和Service Manager进程
• 从Android代码的实现角度来说：
  • 定义：Binder是一个类，实现了IBinder接口。即Binder类
  • 作用：将Binder机制模型以代码的形式具体实现在Android中

where——通信模型

Binder是一套基于C/S架构的。由一系列的组件组成，主要包括：Client，Server，Service Manager和Binder驱动。其中Client，Service和Service Manager是在用户空间的，Binder驱动是在内核空间的。Client和Service是由用户是用户实现的，Binder驱动和Service Manager是系统实现的。Client，Server和Service Manager都可以通过系统调用open，mmap和ioctl来访问设备文件/dev/binder。从而实现与Binder驱动的交互间接实现进程间的通信。

Why——为什么要使用Binder？

性能方面：
在移动设备上（性能受限制的设备，比如要省电），广泛地使用跨进程通信对通信机制的性能有严格的要求，Binder相对出传统的Socket方式，更加高效。Binder数据拷贝只需要一次，而管道、消息队列、Socket都需要2次，共享内存方式一次内存拷贝都不需要，但实现方式又比较复杂。

安全方面：
传统的进程通信方式对于通信双方的身份并没有做出严格的验证，比如Socket通信ip地址是客户端手动填入，很容易进行伪造，而Binder机制从协议本身就支持对通信双方做身份校检，因而大大提升了安全性。

首先了解Binder通信的四个角色

首先了解Binder通信的四个角色:

• Client进程：使用服务的进程。
• Server进程：提供服务的进程。
• ServiceManager进程：ServiceManager的作用是将字符形式的Binder名字转化成Client中对该Binder的引用，使得Client能够通过Binder名字获得对Server中Binder实体的引用。
• Binder驱动：(驱动负责进程之间Binder通信的建立，Binder在进程之间的传递，Binder引用计数管理，数据包在进程之间的传递和交互等一系列底层支持。)

How——Binder运行机制

Binder运行机制:
看图：Binder原理(图片).jpg
图中Client/Server/ServiceManage之间的相互通信都是基于Binder机制。既然基于Binder机制通信，那么同样也是C/S架构，则图中的3大步骤都有相应的Client端与Server端。

• 注册服务(addService)：Server进程要先注册Service到ServiceManager。该过程：Server是客户端，ServiceManager是服务端。
• 获取服务(getService)：Client进程使用某个Service前，须先向ServiceManager中获取相应的Service。该过程：Client是客户端，ServiceManager是服务端。
• 使用服务：Client根据得到的Service信息建立与Service所在的Server进程通信的通路，然后就可以直接与Service交互。该过程：client是客户端，server是服务端。

Client,Server,Service Manager彼此之间不是直接交互的，而是都通过与Binder驱动进行交互的，从而实现IPC通信方式。其中Binder驱动位于内核空间，Client,Server,Service Manager位于用户空间。
Binder驱动和Service Manager可以看做是Android平台的基础架构，而Client和Server是Android的应用层，开发人员只需自定义实现client、Server端，借助Android的基本平台架构便可以直接进行IPC通信。
【示例说明——】
总结：

• Binder框架定义了四个角色：Server，Client，ServiceManager以及Binder驱动。其中Server，Client，ServiceManager运行于用户空间，驱动运行于内核空间。
• 这四个角色的关系类似：Server是服务器，Client是客户终端，ServiceManager是服务注册中心（类似房屋中介）。要进行Client-Server之间的通信，从面向对象的角度，在Server内部有一个Binder实体，在Client内部有一个Binder对象的引用，其实就是Binder的一个代理，Client通过对Binder引用间接的操作Server内部的Binder实体，这样就实现了通信。

ServiceManager：怎么才能够实现正确的Client调用正确的Server呢

问题：会有很多个提供不同服务的Server（比如有媒体播放服务，音视频捕获服务等），而且会有很多Client（比如多个应用都要调用媒体播放服务），那么我们怎么才能够实现正确的Client调用正确的Server呢？
就好比房客怎么才能够租到自己想要租的房子（联系上房东），这个时候中介就起到重要作用，房东想要出租自己的房子就必须要到中介注册，房客想要租房子就要去中介那里找，同样的道理，这里Client就是房客，Server就是房东，ServiceManager就是房屋中介，每个Server如果要提供服务就必须要去ServiceManager那里去注册，ServiceManager在一张查找表中记录一个Server的名字，对应着Server的引用。Client想要获得Server，必须通过名字到ServiceManager取找Server的引用，获得这个Server的binder引用，通过这个binder引用去和Server通信。