Android-Binder机制

Binder机制是什么：

Binder机制是​ Android系统中进程间通讯（IPC）的一种方式，Android中ContentProvider、Intent、aidl都是基于Binder。

为什么要用Binder机制：

在提及Binder之前，我们先看看我们平时开发的app的状况。每个app就像孤岛一样，生活在系统分配给自己的虚拟机和内存空间，好处是安全，各个app不会互相影响到对方，IE一个网页的崩溃却会导致整个IE应用程序死亡（举个小栗子，IE不属于跨进程）。在这种情况下，必须有一种机制，提供安全高效的通信的功能，Binder就为此而生。所以，Binder是Android系统的一种IPC(进程间通信)方式。ActivityManagerService、WinderManagerService等系统服务的背后都是Binder。

Binder机制的好处：

进程通信大概就两个方面因素，一者性能方面，传输效率问题，传统的管道队列模式采用内存缓冲区的方式，数据先从发送方缓存区拷贝到内核开辟的缓存区中，然后再从内核缓存区拷贝到接收方缓存区，至少有两次拷贝过程，而socket都知道传输效率低，开销大，用于跨网络进程交互比较多，共享内存虽然无需拷贝，但是不安全。
总结一下就是：
Binder机制优点：
1、只需要进行一次数据拷贝，性能上仅次于共享内存
2、基于C/S架构，职责明确，架构清晰，稳定性较好
3、为每个App分配UID，UID是鉴别进程身份的标志，安全性较好

二者这是安全问题，Android作为一个开放式，拥有众多开发者的的平台，应用程序的来源广泛，确保终端安全是非常重要的，传统的IPC通信方式没有任何措施，基本依靠上层协议，其一无法确认对方可靠的身份，Android为每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，传统的IPC要发送类似的UID也只能放在数据包里，但也容易被拦截，恶意进攻，socket则需要暴露自己的ip和端口，知道这些恶意程序则可以进行任意接入。
综上所述，Android需要一种高效率，安全性高的进程通信方式，也就是Binder，Binder只需要一次拷贝，性能仅次于共享内存，而且采用的传统的C/S结构，稳定性也是没得说，发送添加UID/PID，安全性高。

Binder机制的实现：

1、Binder机制的架构
通信采用C/S架构，包含Client、 Server、 ServiceManager 以及 Binder 驱动
在 framework 层进行了封装，通过 JNI 技术调用 Native（C/C++）层的 Binder 架构
在 Native 层以 ioctl 的方式与 Binder 驱动通讯

2、Binder机制的实现
android中提供了Binder实体类，Binder 实体是 Server进程 在 Binder 驱动中的存在形式。
该对象保存 Server 和 ServiceManager 的信息（保存在内核空间中），Binder 驱动通过 内核空间的Binder 实体 找到用户空间的Server对象，注册服务后，Binder驱动持有 Server进程创建的Binder实体。
流程总结：客户端通过bindService，通过Binder驱动查询ServiceManager是否已经注册该服务，
如果没有注册，Service进程会想Binder驱动发起服务注册请求，一旦注册，调用该服务的onBind返回一个Binder对象到Binder驱动，已经注册则意味着Binder驱动内包含这个Binder对象，Binder驱动返回一个BinderProxy对象，并通过回调，传递给客户端，客户端通过这个BinderProxy(在java层仍然是Binder对象)操作Binder驱动内的Binder对象（transact方法），Binder驱动含有很多的Binder对象，它们是通过InterfaceToken区分不同服务的。

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。

Binder运行机制

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。

图中的Client,Server,Service Manager之间交互都是虚线表示，是由于它们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。

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