Android中怎么利用Binder實現(xiàn)跨進程通信

Android中怎么利用Binder實現(xiàn)跨進程通信，相信很多沒有經(jīng)驗的人對此束手無策，為此本文總結(jié)了問題出現(xiàn)的原因和解決方法，通過這篇文章希望你能解決這個問題。

目錄

1. Binder到底是什么?

• 中文即 粘合劑，意思為粘合了兩個不同的進程

• 網(wǎng)上有很多對Binder的定義，但都說不清楚：Binder是跨進程通信方式、它實現(xiàn)了IBinder接口，是連接 ServiceManager的橋梁blabla，估計大家都看暈了，沒法很好的理解

• 我認為：對于Binder的定義，在不同場景下其定義不同

在本文的講解中，按照 大角度 -> 小角度 去分析Binder，即：

• 先從 機制、模型的角度 去分析 整個Binder跨進程通信機制的模型

  其中，會詳細分析模型組成中的 Binder驅(qū)動

• 再 從源碼實現(xiàn)角度，分析 Binder在 Android中的具體實現(xiàn)

從而全方位地介紹 Binder，希望你們會喜歡。

2. 知識儲備

在講解Binder前，我們先了解一些基礎(chǔ)知識

2.1 進程空間分配

• 一個進程空間分為 用戶空間 & 內(nèi)核空間（Kernel），即把進程內(nèi) 用戶 & 內(nèi)核 隔離開來

• 二者區(qū)別：

1. 進程間，用戶空間的數(shù)據(jù)不可共享，所以用戶空間 = 不可共享空間

2. 進程間，內(nèi)核空間的數(shù)據(jù)可共享，所以內(nèi)核空間 = 可共享空間

• 進程內(nèi) 用戶 與 內(nèi)核 進行交互 稱為系統(tǒng)調(diào)用

  
  

2.2 進程隔離

為了保證 安全性 & 獨立性，一個進程 不能直接操作或者訪問另一個進程，即Android的進程是相互獨立、隔離的

2.3 跨進程通信（  IPC ）

• 隔離后，由于某些需求，進程間 需要合作 / 交互

• 跨進程間通信的原理

1. 先通過 進程間 的內(nèi)核空間進行 數(shù)據(jù)交互

2. 再通過 進程內(nèi) 的用戶空間 & 內(nèi)核空間進行 數(shù)據(jù)交互，從而實現(xiàn) 進程間的用戶空間 的數(shù)據(jù)交互

   
   

而Binder，就是充當 連接 兩個進程（內(nèi)核空間）的通道。

3. Binder 跨進程通信機制 模型

3.1 模型原理

Binder 跨進程通信機制 模型 基于 Client - Server 模式，模型原理圖如下：

相信我，一張圖就能解決問題

3.2 額外說明

說明1：Client進程、Server進程 & Service Manager 進程之間的交互都必須通過Binder驅(qū)動（使用 open 和 ioctl文件操作函數(shù)），而非直接交互 **

原因：

1. Client進程、Server進程 & Service Manager進程屬于進程空間的用戶空間，不可進行進程間交互

2. Binder驅(qū)動 屬于 進程空間的 內(nèi)核空間，可進行進程間 & 進程內(nèi)交互

3. 
   

所以，原理圖可表示為以下：

虛線表示并非直接交互

說明2：  

Binder驅(qū)動 & Service Manager進程 屬于 Android基礎(chǔ)架構(gòu)（即系統(tǒng)已經(jīng)實現(xiàn)好了）；而Client 進程 和 Server 進程 屬于Android應(yīng)用層（需要開發(fā)者自己實現(xiàn)）

所以，在進行跨進程通信時，開發(fā)者只需自定義Client  &  Server 進程 并 顯式使用上述3個步驟，最終借助 Android的基本架構(gòu)功能就可完成進程間通信

說明3：Binder請求的線程管理

• Server進程會創(chuàng)建很多線程來處理Binder請求

• 管理Binder模型的線程是采用Binder驅(qū)動的線程池，并由Binder驅(qū)動自身進行管理

  而不是由Server進程來管理的

• 一個進程的Binder線程數(shù)默認最大是16，超過的請求會被阻塞等待空閑的Binder線程。

  所以，在進程間通信時處理并發(fā)問題時，如使用ContentProvider時，它的CRUD（創(chuàng)建、檢索、更新和刪除）方法只能同時有16個線程同時工作

• 至此，我相信大家對Binder 跨進程通信機制 模型 已經(jīng)有了一個非常清晰的定性認識

• 下面，我將通過一個實例，分析Binder跨進程通信機制 模型在 Android中的具體代碼實現(xiàn)方式

  即分析 上述步驟在Android中具體是用代碼如何實現(xiàn)的




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4. Binder機制 在Android中的具體實現(xiàn)原理

• Binder機制在 Android中的實現(xiàn)主要依靠 Binder類，其實現(xiàn)了IBinder 接口

  下面會詳細說明

• 實例說明：Client進程 需要調(diào)用 Server進程的加法函數(shù)（將整數(shù)a和b相加）

  即：

1. Client進程 需要傳兩個整數(shù)給 Server進程

2. Server進程 需要把相加后的結(jié)果 返回給Client進程

   
   

• 具體步驟
  下面，我會根據(jù)Binder 跨進程通信機制 模型的步驟進行分析

步驟1：注冊服務(wù)

• 過程描述
  Server進程 通過Binder驅(qū)動 向  Service Manager進程 注冊服務(wù)

• 代碼實現(xiàn)
  Server進程 創(chuàng)建 一個 Binder 對象

1. Binder 實體是 Server進程 在 Binder 驅(qū)動中的存在形式

2. 該對象保存 Server 和 ServiceManager 的信息（保存在內(nèi)核空間中）

3. Binder 驅(qū)動通過 內(nèi)核空間的Binder 實體 找到用戶空間的Server對象

   
   

注冊服務(wù)后，Binder驅(qū)動持有 Server進程創(chuàng)建的Binder實體

步驟2：獲取服務(wù)

• Client進程 使用 某個 service前（此處是 相加函數(shù)），須 通過Binder驅(qū)動 向 ServiceManager進程 獲取相應(yīng)的Service信息

• 具體代碼實現(xiàn)過程如下：

此時，Client進程與 Server進程已經(jīng)建立了連接

步驟3：使用服務(wù)

Client進程 根據(jù)獲取到的 Service信息（Binder代理對象），通過Binder驅(qū)動 建立與 該Service所在Server進程通信的鏈路，并開始使用服務(wù)

• 過程描述

1. Client進程 將參數(shù)（整數(shù)a和b）發(fā)送到Server進程

2. Server進程 根據(jù)Client進程要求調(diào)用 目標方法（即加法函數(shù)）

3. Server進程 將目標方法的結(jié)果（即加法后的結(jié)果）返回給Client進程

• 代碼實現(xiàn)過程

步驟1： Client進程 將參數(shù)（整數(shù)a和b）發(fā)送到Server進程

步驟2：Server進程根據(jù)Client進要求 調(diào)用 目標方法（即加法函數(shù)）

步驟3：Server進程 將目標方法的結(jié)果（即加法后的結(jié)果）返回給Client進程

• 總結(jié)
  下面，我用一個原理圖 & 流程圖來總結(jié)步驟3的內(nèi)容

原理圖

5. 優(yōu)點

對比 Linux （Android基于Linux）上的其他進程通信方式（管道/消息隊列/共享內(nèi)存/信號量/Socket），Binder 機制的優(yōu)點有：

• 高效

1. Binder數(shù)據(jù)拷貝只需要一次，而管道、消息隊列、Socket都需要2次

2. 通過驅(qū)動在內(nèi)核空間拷貝數(shù)據(jù)，不需要額外的同步處理

• 安全性高
  Binder 機制為每個進程分配了 UID/PID 來作為鑒別身份的標示，并且在 Binder 通信時會根據(jù) UID/PID 進行有效性檢測

1. 傳統(tǒng)的進程通信方式對于通信雙方的身份并沒有做出嚴格的驗證

2. 如，Socket通信 ip地址是客戶端手動填入，容易出現(xiàn)偽造

• 使用簡單

1. 采用Client/Server 架構(gòu)

2. 實現(xiàn) 面向?qū)ο?/strong> 的調(diào)用方式，即在使用Binder時就和調(diào)用一個本地對象實例一樣

6. 總結(jié)

• 本文主要詳細講解 跨進程通信模型 Binder機制 ，總結(jié)如下：

定義

看完上述內(nèi)容，你們掌握Android中怎么利用Binder實現(xiàn)跨進程通信的方法了嗎？如果還想學到更多技能或想了解更多相關(guān)內(nèi)容，歡迎關(guān)注億速云行業(yè)資訊頻道，感謝各位的閱讀！