Binder简概

1.什么是Binder?简单描述下它的工作过程和使用场景?

(一)Binder是Android中的一个类,它实现了IBinder接口。

(1)从IPC角度来说:Binder是Android中的一种跨进程通信方式,该通信方式在Linux中没有,是Android独有;
(2)从Android Driver层:Binder还可以理解为一种虚拟的物理设备,它的设备驱动是/dev/binder;
(3)从Android Native层:Binder是创建Service Manager以及BpBinder/BBinder模型,搭建与binder驱动的桥梁;
(4)从Android Framework层:Binder是各种Manager(ActivityManager、WindowManager等)和相应xxxManagerService的桥梁;
(5)从Android APP层:Binder是客户端和服务端进行通信的媒介,当bindService的时候,服务端会返回一个包含了服务端业务调用
的 Binder对象,通过这个Binder对象,客户端就可以获取服务端提供的服务或者数据,这里的服务包括普通服务和基于AIDL的服务。

(二)Binder工作过程
首先我们要理解我们说的Binder分为Binder对象和Binder驱动,即Binder驱动 就是主的
内核模块,而这个Binder对象是通讯的载体,可以自由的通过Binder驱动自由穿梭任意
进程。所以客户端或者服务器就可以把数据放入Binder对象里,然后进行调用和通讯
类似于胞吞胞吐吧。

Binder通信模型
回想一下日常生活中我们通信的过程:假设A和B要进行通信,通信的媒介是打电话(A是Client,B是Server);A要给B打电话,必须知道B的号码,这个号码怎么获取呢?通信录.
先查阅通信录,拿到B的号码;才能进行通信;否则,怎么知道应该拨什么号码?回想一下古老的电话机,如果A要给B打电话,必须先连接通话中心,说明给我接通B的电话;这时候通话中心帮他呼叫B;连接建立,就完成了通信。
另外,光有电话和通信录是不可能完成通信的,没有基站支持;信息根本无法传达。
我们看到,一次电话通信的过程除了通信的双方还有两个隐藏角色:通信录和基站。Binder通信机制也是一样:两个运行在用户空间的进程要完成通信,必须借助内核的帮助,这个运行在内核里面的程序叫做Binder驱动,它的功能类似于基站;通信录呢,就是一个叫做ServiceManager的东西(简称SMgr)
另外,光有电话和通信录是不可能完成通信的,没有基站支持;信息根本无法传达。
我们看到,一次电话通信的过程除了通信的双方还有两个隐藏角色:通信录和基站。Binder通信机制也是一样:两个运行在用户空间的进程要完成通信,必须借助内核的帮助,这个运行在内核里面的程序叫做Binder驱动,它的功能类似于基站;通信录呢,就是一个叫做ServiceManager的东西(简称SMgr)

整个通信步骤如下:
SM建立(建立通信录);首先有一个进程向驱动提出申请为SM;驱动同意之后,SM进程负责管理Service(注意这里是Service而不是Server,因为如果通信过程反过来的话,那么原来的客户端Client也会成为服务端Server)不过这时候通信录还是空的,一个号码都没有。
各个Server向SM注册(完善通信录);每个Server端进程启动之后,向SM报告,我是zhangsan, 要找我请返回0x1234(这个地址没有实际意义,类比);其他Server进程依次如此;这样SM就建立了一张表,对应着各个Server的名字和地址;就好比B与A见面了,说存个我的号码吧,以后找我拨打10086;
Client想要与Server通信,首先询问SM;请告诉我如何联系zhangsan,SM收到后给他一个号码0x1234;Client收到之后,开心滴用这个号码拨通了Server的电话,于是就开始通信了。

为何选择Binder
Linux已经拥有管道,system V IPC,socket等IPC手段,却还要倚赖Binder来实现进程间通信,说明Binder具有无可比拟的优势。

传输性能好

Binder很重要的的优点之一就是,复杂数据类型传递可以复用内存。

  • socket:是一个通用接口,导致其传输效率低,开销大,主要用在跨网络的进程间通信和本机上进程间的低速通信
  • 管道和消息队列:因为采用存储转发方式,所以至少需要拷贝2次数据,效率低;
  • 共享内存:虽然在传输时没有拷贝数据,但其控制机制复杂。
  • Binder只需要拷贝内存1次,而管道、消息队列、Socket都需要对数据拷贝2次。

安全性高

传统IPC没有任何安全措施,完全依赖上层协议来确保。首先传统IPC的接收方无法获得对方进程可靠的UID/PID(用户ID/进程ID),从而无法鉴别对方身份。
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。可靠的身份标记只有由IPC机制本身在内核中添加。
传统IPC访问接入点是开放的,无法建立私有通道。Binder可以使用匿名 Binder建立私密通道,别的进程就无法通过穷举或猜测等任何方式获得该Binder的引用,向该Binder发送请求。

Binder使用的一些注意事项
Binder方法是在Binder线程池中被调用的,所以不需要再次new一个线程了,Client调用Server端方法,当前线程会被调起,太耗时的话记得用一个线程来调用。
Intent携带的数据大小是限制了,不要超过1M,否则就会报一个TransactionTooLargeException的异常。这是因为Binder数据的缓存大小就是1M。有的时候,即使一次携带的数据不到1M,还是可能会报异常,因为存在并发的情况。

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