为什么 Android 要采用 Binder 作为 IPC 机制？

首先，我们先简单的概括下Linux现有的所有进程间的IPC方式：

1.管道：在创建时分配一个page大小的内存空间，缓存大小比较有限；
2.消息队列：消息复制两次，额外的CPU销毁，不适合频繁大量的通信；
3.共享内存：无需复制，共享缓存区直接附属到进程虚拟地址空间，速度快；但进程间的同步问题，操作系统无法实现，必须各个进程利用同步工具解决；
4.套接字(Socket)：作为更通用的接口，传输效率低，主要用于不同机器或跨越网络的通信；
5.信号量：常作为一种锁机制，防止某进程正在访问共享资源时，其他进程也访问该资源。因此，主要作为进程间以及同一进程内不同线程之间的同步手段；
6.信号：不适合用于信息交换，更适用于进程的中断控制，比如非法内存访问，杀死某个进程等。

Android的内核也是基于Linux内核，为何不直接采用Linux现有的进程IPC方案呢，难道Linux社区那么多优秀人员都没有考虑到有Binder这样更优秀的方案吗？还是说Google太过牛逼吗？当然不是，接着往下看，就会让您明白了。

接下来正面回答这个问题，从5个角度展开对Binder的分析：

(1)从性能角度

数据拷贝次数：Binder数据拷贝只需要一次，而管道、消息队列、Socket都需要2次，但共享内存方式一次内存拷贝都不需要；从性能角度看，Binder性能仅次于共享内存。

(2)从稳定性角度

Binder是基于C/S架构的，简单解释下C/S架构，是指客户端(Client)和服务端(Server)组成的架构，Client端有什么需求，直接发给Server端去完成，架构清晰明朗，Server端与Client端相对独立，稳定性比较好；而共享内存实现方法复杂，没有客户与服务端之别，需要充分考虑到访问临界值资源的并发同步问题，否则可能会出现死锁等问题；从这稳定性角度看,Binder架构优越于共享内存。
但仅仅从以上两点，各有优劣，还不足以支撑google去采用Binder的IPC机制，那么更重要的原因是：

(3)从安全的角度

传统LinuxIPC的接受方式无法获得对方进程可靠的UID/PID，从而无法鉴别对方身份；而Android作为开放的开源体系，拥有非常多的开发平台，App来源甚广，因此手机的安全显得额外重要；对于普通用户，绝不希望从App商店下载偷窥隐私数据、后台造成手机耗电等等问题，传统的Linux IPC无任何保护措施，完全由上层协议来确保。

Android为每一个安装好的应用程序分配了自己的UID，故进程的UID是鉴别进程身份的重要标志，前面提到C/S架构，Android系统中对外只暴露Client端，Client端将任务发送给Server端，Server端会根据控制策略，判断UID/PID是否满足访问权限，目前权限控制很多时候是通过弹出权限询问对话框，让用户选择是否运行。Android6.0，也称为Android M 平台上，有些App根本用不上通信录和短信，但在这一次性权限时会包含进去，让用户拒绝不得，因为拒绝后App无法正常使用，而一旦授权后，应用便可以胡作非为。

针对这个问题，google在Android M做了调整，不再是安装时一并询问所有权限，而是在App运行过程中，需要哪个权限再弹框询问用户是否给相应的权限，对权限做了更细致地控制，让用户有了更多的可控性，但同时也带来了另一个让用户诟病的地方，那就是权限询问的弹框的次数大幅度增加。对于Android M平台上，有些App开发者可能会写出让手机异常频繁弹框的App,企图直到用户授权为止，这对用户来说是不能忍受的，用户最后吐槽的可不光是App,还有Android系统，以及手机厂商，有些用户可能就因此跳果分了。这还需要广大Android开发者以及手机厂商共同努力，共同打造安全与体验俱佳的android手机。

传统IPC只能由用户在数据包中填入UID/PID；另外，可靠的身份标记只有由IPC机制本身在内核中添加。其次传统IPC访问接入点是开放的，无法建立私有通道。从安全角度，Binnder安全性更高。

说到这，可能有人反驳，Android就算用Binnder架构，而现如今Android手机的各种流氓软件，不就是干着这种偷窥隐私，后台偷偷跑流量的事吗？没错，确实存在，但这不能说Binder的安全性不好，因为Android系统仍然掌握主控权，可以控制这类App的流氓行为，只是对于该采取何种策略来控制，在这方面android的确存在很多有待进步的空间，这也是google以及各大手机厂商一直努力改善的地方之一。
在Android6.0，google对于App的权限问题作为较多的努力，大大收紧应用的权限；另外，在Google举办的AndroidBootcamp 2016大会中，google也表示在Android7.0（也叫做Android N）的权限隐私方面会进一步加强加固，比如SElinux,Memory safe 等等，

(4)从语言层面的角度

大家都知道Linux基于C语言（面向过程的语言），而Android是基于Java语言（面向对象的语句），而对此Binder恰恰符合面向对象的思想，将进程通信转化为通过对某个Binnder对象的引用调用该对象的方法，而其独特之处在于Binnder对象是一个可以跨进程引用的对象，它的实体位于一个进程中，而它的引用却遍布于系统的各个进程之中。可以从一个进程传到其他的进程，让大家能够访问同一个Server，就像将一个对象活引用赋值给另一个引用一样。Binnder模糊了进程边界，淡化了进程间通信过程。整个系统仿佛运行于同一个面向对象的程序之中。从语言层面，Binnder更适合基于面向对象语言的Android系统，对于Linux系统可能会有点“水土不服”。

(5)从公司战略的角度

众所周知，Linux内核是开源的系统，所开源代码许可协议GPL保护，该协议具有“病毒式感染”的能力，怎么理解这句话呢？受GPL保护的Linux Kernel是运行在内核空间，对于上层的任何类库、服务、应用等运行在用户空间，一旦进行SysCall(系统调用)，调用到底层Kernel，那么也必须遵循GPL协议。
而Android之父Andy Rubin对于GPL显然是不能接受的，为此，google巧妙地将GPL协议控制在内核空间，将用户空间的协议采用Apache-2.0协议(允许基于Android的开发商不向社区反馈源码)，同时在GPL协议与Apache-2.0之间Lib库采用BSD证授权方法，有效隔断了GPL的传染性，仍有较大争议，但至少目前缓解Android，让GPL止步于内核空间，这是Google在GPL Linux下开源行业化共存的一个成功典范。

有了这些，再说说关于Binnder的今世前缘
Binnder是基于开源的OpenBinder实现的，OpenBinder是一个开源的系统IPC机制，最初是由Be Inc开发，接着由Plam，Inc公司负责开发，现在OpenBinnder的作者在Google工作，既然作者在Google公司，在用户空间采用Binnder作为核心的IPC机制，再用Apache-2.0协议保护，自然而然是没什么问题，减少法律风险，以及对开发成本也有裨益的。那么从公司战略角度，Binnder也是不错的选择。

另外，再说一点关于OpenBinder，在2015年OpenBinder以及合入到Liunx Kernel主线3.19版本，这也算Google对Linux的一点回馈吧。

综上5点，可知Binnder是Android系统上层进程通信的不二选择。

接着，讨论下网友提到的D-Bus

也采用C/S架构的IPC机制，D-Bus是用户空间实现的方法，效率低，消息拷贝次数和上下文切换次数都明显多于Binnder。针对D-Bus这些缺陷，于是产生了kdbus,这是D-Bus在内核实现版，效率得到提升，与Binnder一样在内核作为字符设计，通过open()打开设备，mmap()映射内存。

(1)kdbus在进程间通信过程，Client端将消息在内存的消息队列，可以存储大量的消息，Server端不断从消息队列里中取消息，大小只受限于内存；
(2)Binder的机制是每次通信，会通信的进程或线程中todo队里增加binnder事务，并且每个进程所允许Binder线程数，google提供默认最大线程数为16个，受限于CPU，由于线程数太多，增加系统负载，并且每个进程默认分配内存。

而kdbus对于内存消耗较大，同时也适合传输大量数据和大量消息的系统。Binnder对CPU和内存需求比较低，效率比较高。从而进一步说明Binder适合移动系统Android，但是，也有一定缺点，就是不同利用Binnder输出大数据，比如利用Binder传输几M大小的图片，便会出现异常，虽然有厂商会增加Binnder内存，但也不可能比系统默认内存大很多，否则整个系统的可用内存大幅度降低。

最后，简单讲讲Android Binnder架构

Binder在Android系统中江湖地位非常之高，在Zygote孵化出system_server进程后，在system_server进程中初始化支持整个Android FrameWork的各种各样的Service，而这些Service从大的方向来划分，分为Java层Framework和Native Framework层(C++)的Service，几乎都是基于Binder IPC机制。

1.Java framework：作为 Service端继承(或间接继承)于Binder类，Client端继承(或间接继承)于BinderPoxy类，例如ActivityManagerService（用于控制Activity、Service、进程等）这个服务作为Service端，间接继承Binnder类，而相应的ActivityManager作为Client端，间接继承于BinderProxy类。当然还有PackageManagerService、WindowManagerService等等很多系统服务都是采用C/S架构：
2.Native Framework层：只是C++层，作为Server端继承(或间接继承于)BBinder类，Client端继承(或间接继承)于BpBinder。例如MediaPlayservice（用于多媒体相关）作为Service端，继承于BBinder类，而相应的MediaPlay作为Client端，间接继承于BpBinnder类

总之，一句话“无Binnder不Android”

再加上一些个人的理解和总结：

1.Binder是有统一中心化管理的
Service Manager统一管理所有public的Binder，你可以注册发布Service供其他进程使用。
2.Binder安全性更高
根据client端的uid，做安全访问控制；
selinux策略加强Binder安全
3.高效率
减少了拷贝
4.Binnder是一对多的，一个service端同时服务多个client
一个Bindner可以服务多个client，它是android framework 服务化的基础