Android Binder实现浅析-Binder驱动

简介

Android是如何实现跨进程通信的，大家熟悉的Binder是什么，怎么设计的，进程间的数据如何发送接收的。本文将以及解析，并对Binder驱动实现、Native层实现、Java层实现三块做一个总结分析。

Binder学习思路

1. Binder与传统IPC的区别
2. Binder驱动的内部设计、数据结构
3. Binder驱动与应用程序进程（C/S）之间的通信过程
4. Android应用程序通过Binder驱动进行通信的流程
5. Android开发人员如何使用Binder通信（AIDL、Java层架构）

基础知识理解

1. Unix内核和应用程序进程所使用的物理内存是分开的，内核使用1G的物理内存，其他应用程序有各自的3G物理内存（32位操作系统）
2. 因为内核和应用程序的物理内存是分开的，所以两者之间传递数据需要进行数据拷贝
3. 内存映射（mmap）可以将两个虚拟内存地址空间（不同进程）映射到同一物理内存段上。实现多进程（或者内核与进程）之间公用一块内存，减少数据拷贝次数
4. Unix驱动程序是一个运行在内核态（使用内核对应的物理内存）的程序
5. Binder也是一种IPC的实现方式，其与传统的Unix IPC有一定的差别（使用了mmap）

理解Binder驱动的存在

因为要实现跨进程通信，那么，数据是如何传输的，怎么组织的。两个进程之间是如何知道对方的标识（引用）的，这一系列问题，都由Binder驱动解决，每个进程需要为其他进程提供服务（API调用），都需要向Binder驱动注册，其他进程才能知道自己的数据传向哪里。这里大家先忽略ServiceManager的特殊身份。只讨论Binder驱动的角色定位即可。

这样看来，其实Binder驱动就是一个多个进程之间的中枢神经，支撑起了Android中进程间通信，它内部的设计，与应用程序进程中的业务，不存在任何耦合关系，只负责实现进程间数据通信。可以用如下图来理解Binder驱动与应用程序进程之间的关系。

当然，Android里的Binder架构应该还有ServiceManager这个系统服务。

ServiceManager的存在

ServiceManager下文简称SM，是一个Android操作系统提供的一个系统进程。那么为什么要单独提他呢，因为这个进程里，记录了所有Binder实体（提供服务的Binder实现对象）的信息。

也就是说，SM是用来给应用程序查找其他应用程序的数据中心与校验中心，保障进程间通信的安全新，合法性。

SM是系统服务，在系统启动后，SM便启动，并执行以下事情：

1. 打开Binder驱动
2. 将自己注册为Binder驱动的大管家（其他进程根据引用编号0可以找到SM对应的Binder实体）
3. 进入循环，不断从Binder驱动中读取消息（无消息被阻塞）
4. 读取到消息之后处理消息
5. 不断循环，永不退出

SM处理的消息类型有：

1. 注册Binder实体对象
2. 查询Binder实体对象，以引用编号的形式返回给查询进程

SM的功能比较简单，就是注册和查询，是第一个注册到Binder驱