android binder入门（三）——设计原理和模型介绍

本文基于上一篇文章android binder入门（二）——手动实现，进一步讲解原理

1、优势

android是在Linux基础上进行开发出的一套系统，Linux进程间通信包括几种方式：共享内存、管道、socket、消息队列、binder。
共享内存：优点就是无需进行拷贝数据，客户端和服务端都可以直接对内存中的数据进行操作，这样操作读取速度很快，但是需要很大的内存，这方面在手机上实现是很困难的，并且安全性无法保证，任何app都可以操作这部分数据，导致数据很乱
管道、socket、消息队列：操作过程都是，服务端先将数据copy到内核缓存区，客户端需要数据操作的时候，也要将内核缓存区的数据copy到自己的内存空间内，这就进行了两次copy，消耗性能很大，尤其是android手机，对性能要求更高，完全不符合标准

binder：copy数据就是介于上面两者之间，服务端将内存中的数据copy到内核缓存区，同时对外提供操作的地址映射，客户端就可以通过映射对数据进行操作，无需copy到自己的内存空间，这样就进行了一次copy，节约了性能。并且ServiceManager给每个binder设置了一个标志UID，保证了只能访问对应id的binder，保证了数据的安全性。

所以android系统才选择了binder作为IPC进程间的通信方式。

2、通信模型

根据上面的模型，分为用户空间和内核空间：
内核空间就是binder驱动，由系统去实现。
用户空间中ServiceManager实际就是一个统计作用，内部存储各个binder和对应的映射关系，服务端的binder注册都是服务端将binder数据包通过binder驱动发送到ServiceManager中，驱动需要在数据包中添加内核中的节点和内核引用，ServiceManager就可以从数据包中取出binder名字和引用添加到一张表中。
客户端启动服务的时候，也是需要通过binder驱动到ServiceManager中查找对应名字的binder，然后获取到对应binder对象和内核空间的引用，然后就可以通过binder对象操作内核空间存储的数据。
在Java层面的代码执行过程就是，
1、服务端通过Stub构造函数中this.attachInterface(this,DESCRIPTOR)向binder的ServiceManager中注册匿名binder。
2、客户端启动服务端的Service，获取到服务端创建的binder对象，拥有了可以和服务端通信的能力，并且可以执行服务端提供的方法
3、客户端调用服务端提供的方法，通过Proxy的实现方法调用获取到的binder执行对应服务端的方法，达到跨进程通信，最后具体的操作都是在Service中的binder（抽象类Stub的实现变量，具体执行过程要在重写的方法内部）变量中执行

目前只能是拾人牙慧，进行简单的介绍一下，至于内部具体的很多问题，目前都不是很了解，尤其是深入的c语言的实现还需要继续去学习了。binder机制学习还是很消耗时间的，并且很枯燥。
感谢网上大佬的奉献，参考：
https://zhuanlan.zhihu.com/p/35519585
https://blog.youkuaiyun.com/universus/article/details/6211589