关于Binder线程池

1、Binder线程池的枚举状态:

enum{

  BINDER_LOOPER_STATE_REGISTERD=0x01

  BINDER_LOOPER_STATE_ENTERED=0x02

  BINDER_LOOPER_STATE_EXITED=0x04

  BINDER_LOOPER_STATE_INVALID=0x08

  BINDER_LOOPER_STATE_WATTING=0x10

  BINDER_LOOPER_STATE_NEED_RETURN=0x20

};

    根据字面意思可以理解为六种状态:注册、进入线程池、退出、非法、等待、需要返回。

    所有线程的初始状态都是NEED_RETURN,并且不管有没有work(所谓work就是线程监听到了消息),第一次read后都会返回。几乎所有的线程第一次ioctl都是write命令BC_REGISTER_LOOPER,把自己加入到线程池后返回,进而让应用程序知道线程是否成功进入线程池。

    有一个例外的线程,就是用于open驱动的那个线程,一般是进程的主线程,第一次调用ioctl会阻塞在ENTER_LOOPER状态。


2、进程

    每个使用Binder的进程都会在使用前打开binder驱动,驱动在open的时候会创建结构体binder_proc,并将它的指针记录到文件结构体private_data中,以后的驱动操作就能通过文件结构体来获取该进程的信息。

    驱动里都是以binder_proc为单元来分配和记录资源的,驱动会给每个使用binder的进程创建一个/proc/binder/proc/pid文件,用来展示进程相关的binder信息。

    /proc/binder/stats和/proc/binder/proc/pid能查看到相关信息


3、线程

    主要结构体binder_thread

    驱动会为每一个与binder有一腿的线程创建该结构体,并记录到进程的threads中


4、线程池

    ioctl(BINDER_WRITE_READ)有两步,第一步是write,会传给驱动一些以BC_开头的命令,让驱动去执行,一次可以传多个命令。第二步是read,会从驱动获取一些以BR_开头的回复,也可能是多个,read这一步有可能阻塞当前线程,直到驱动给它回复并唤醒它。

    任何一个线程在read阶段返回时,会检查进程的ready_threads,这个变量表示当前进程有多少个线程正在等待进程work,这类线程必然处于WATTING状态,如果当前没有线程等待进程work,驱动在read的返回BR队列最前面加上一个BR_SPAWN_LOOPER通知该线程,线程池已经没有可用于处理进程work的线程了,你得赶紧给我产生一个新的,线程在read返回之后便会根据该BR创建一个新的线程,并让它以BC_REGISTER_LOOPER加入线程池并待命,然后自己才去处理这些read到的真正的work。

    通过read返回这种方式创建的线程数不能超过进程的max_threads,此数通过ioctl(BINDER_SET_MAX_THREADS)设置,binder库中默认为15。但是,这个MAX并不约束进程的线程数,也不约束线程池中的线程数,仅仅约束在驱动要求下生成的线程数,即通过BC_REGISTER_LOOPER加入线程池中的线程数。

    work分为两种,进程work和线程work,分别记录在binder_proc和binder_thread的to-do队列中。线程池中可能有多个线程在同时等待,但一个work只需唤醒一个线程来做即可。


### Binder线程池工作机制深入分析 Binder作为Android系统中的核心通信机制之一,其线程池的设计对于性能优化至关重要。以下是关于Binder线程池工作原理的详细解析: #### 1. Binder线程池的数量限制 Binder线程池的最大线程数通常由系统的配置决定,默认情况下为`MAX_BINDER_THREADS_DEFAULT=128`[^1]。这意味着在一个进程中最多可以创建128个用于处理Binder请求的线程。如果线程池已满而新的Binder请求到达,则可能导致应用无响应(ANR),因为主线程会被阻塞等待可用的Binder线程。 #### 2. Binder线程池的初始化过程 当一个应用程序启动时,会自动创建一个与Binder驱动交互的对象——`ProcessState`[^3]。这个对象负责管理当前进程与Binder驱动之间的连接,并维护一个线程池来处理来自其他进程的消息。具体来说: - `ProcessState`通过调用`open()`方法打开设备文件`/dev/binder`并注册到内核空间。 - 当第一个Binder事务发生时,`IPCThreadState`会被实例化,它代表了一个具体的Binder线程上下文环境。 #### 3. 新增Binder线程的方式 每当接收到一个新的跨进程消息时,如果没有空闲的Binder线程可供分配,那么就会尝试新增加一条新线程加入到池子当中去执行相应的操作直到达到最大容量为止。这种动态扩展能力使得即使面对突发性的高并发场景也能够保持较好的响应速度和服务质量。 #### 4. ANR现象产生的原因及其预防措施 一旦所有的Binder线程都被占用并且还有未完成的任务排队等候处理的话,就可能会触发Application Not Responding (ANR)错误提示给用户端显示出来告知他们目前程序处于停滞状态无法继续正常运行下去了。为了避免这种情况的发生,在设计架构阶段就应该充分考虑到可能存在的瓶颈环节并通过合理规划资源利用率等方式加以规避;另外还可以考虑采用异步编程模型或者多级缓存策略等手段进一步提高整体效率从而减少因等待时间过长而导致崩溃的风险。 ```java // 示例代码展示如何手动设置Binder线程优先级 public class CustomService extends Service { @Override public void onCreate() { super.onCreate(); android.os.Process.setThreadPriority(android.os.Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND); } } ``` 以上即是对Android平台上Binder机制下有关于它的线程池运作方式的一些基本介绍以及遇到问题时候解决思路方向上的探讨分享给大家参考学习之用!
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