Android面试 Binder机制

面试问题

  • Binder是什么
  • 为什么要使用多进程
  • 使用Binder进程通讯有哪些优势
  • Binder是如何做到一次内存拷贝的
  • MMAP的原理讲解
  • Binder机制是如何跨进程的
  • AIDL生成Java类的细节
  • 四大组件底层的通讯机制
  • 为什么Intent不能传输大数据

Binder是什么

Binder就是Android中的血管,在Android中我们所使用的Activity、Service等组件都需要和AMS(system_server)通信,这种跨进程通讯都是通过Binder完成的。

  • 机制:Binder是一种进程间通讯机制。
  • 驱动:Binder是一个虚拟物理设备驱动。
  • 应用层:Binder是一个能发起通信的Java类。

为什么要使用多进程

虚拟机分配给各个进程的运行内存是有限制的,LMK也会优先回收对系统资源占用多的进程。

  • 突破进程内存限制:如图库占用资源过多。
  • 功能稳定性:独立的通信进程保持长连接的稳定性。
  • 规避系统内存泄漏:独立的WebView进程,阻隔内存泄漏导致的问题。
  • 隔离风险:对于不稳定的功能放到独立进程,避免导致主进程崩溃。
  • ......

我们可以可以观察一些大厂的应用,都使用到了多进程。


使用Binder进程通讯有哪些优势

Linux进程通讯机制有哪些

共享内存、Socket、消息队列、管道。

Binder与传统IPC对比
Binder 共享内存 Socket
性能 需要拷贝一次 无需拷贝 需要拷贝两次
特点 基于C/S架构,易用性高 控制复杂,易用性低 基于C/S架构,作为一款通讯接口,其传输效率低,开销大
安全性 为每个APP分配UID,同时支持实名和匿名 依赖上层协议,访问接入点是开放的不安全 依赖上层协议,访问接入点是开放的不安全

Binder是如何做到一次内存拷贝的

内存划分

内存被操作系统划分为两块:用户空间和内核空间。用户空间是用户程序代码运行的空间,内核空间是内核代码运行的地方。为了安全,它们是隔离的,即使用户的程序崩溃了,内核也不会受到影响。



用户空间映射到物理空间是不共享的,内核空间映射到的物理空间是共享的。
传统IPC机制从进程1的用户空间拷贝到内核空间,再从内核空间拷贝进程2的用户空间,进行了两次拷贝。

Binder传输数据

Binder会在内核空间和接收方(进程2的用户空间)创建一个共享内存,节约了一次拷贝。


MMAP的原理讲解

MMAP

Linux通过将虚拟内存区域与一个磁盘上的对象关联起来,初始化这个虚拟内存区域的内容,这个过程被称为内存映射(memory mapping)。
对文件进行mmap,会在进程的虚拟内存分配地址空间,创建映射关系。
实现这样的映射关系之后,就可以采用指针的方式读写操作这一段内存,而系统会自动回写到对应的文件磁盘上。

MMAP的作用

将虚拟内存映射到指定的物理内存。
MMKV就使用到了MMAP。

Binder机制是如何跨进程的

数据发送方通过copy_from_user()把数据拷贝到内核地址空间,内核空间和接收方空间通过mmap()通过共享一块物理内存拿到数据。

AIDL生成Java类的细节

AIDL 自动生成java代码——从分析内部类Stub、Proxy入手

四大组件底层的通讯机制

四大组件底层的通讯机制使用的Binder。

bindService
  1. 客户端进程与ServiceManager(系统服务)通信获得AMS的IBinder。


  2. 客户端通过AMS的IBinder与AMS通信,请求bindService。
  3. AMS与服务进程通信执行Service的onBind。


  4. 服务端进程与ServiceManager通信获得AMS的IBinder。


  5. 服务端进程通过AMS的IBinder与AMS通信,发布自己的IBinder给AMS。
  6. AMS与客户端通信,转发服务端的IBinder(代理BinderProxy)。


为什么Intent不能传输大数据

因为Intent启动Activity使用到Binder,Binder传输数据是有大小限制的,限制大小是1M-8K。

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