Android-完全地理解Binder

转自：https://blog.csdn.net/huachao1001 https://blog.csdn.net/huachao1001/article/details/51504469

你是否是看过不少Binder文章可是仍是对Binder没有一个深入理解？不是那些文章讲得不够好，主要是存在两种状况，一种是讲的深，全C代码~，对我这种专作Java的人来讲没有心情往下看；另外一种是只讲framework层，Binder驱动并无具体提，致使咱们会用Binder，也大体能说的出一些原理，可并无一个完整的深入认知。那么接下来让咱们一块儿学习Binder吧，相信接下来的内容会让你有必定的收获~

什么是Binder

这个问题不少文章都有解释，好比：Binder是Android跨进程通讯方式，它实现了IBinder接口，是ServiceManager链接各类Manager(如WindowManager、ActivityManager等)的桥梁。可是我以为这些说法仍是过于抽象。刚接触Binder时，看到这些定义仍是一头雾水，只是心里以为Binder很牛逼、很底层，仅此而已。

那么应该怎么去理解Binder呢？我不打算介绍这个概念，而是介绍Binder是怎么来到Android世界的。我是这样理解的：Android团队想要实现进程之间的通讯，须要解决如下几个问题：

 
  如何知道客户端须要调用哪一个进程以及该进程中的函数
  客户端如何将函数形参发送给远程进程中的函数，以及如何将远程进程函数计算结果返回客户端
  如何去屏蔽底层通讯细节，让实现客户端调用远程函数就像调用本地函数同样
 

第一个问题，很容易解决，只要给每一个须要远程通讯的类惟一标识就能够经过包名+类名的字符串就能够作到，而后在类里面给每一个函数编号便可对函数惟一编码。第二个问题，定义一个可打包的接口Parcelable，这个接口提供2个重要函数，分别是将对象中的属性写入到数组和从数组中的数据还原对象，每一个能够发送到远程函数做为形参的对象只需实现Parcelable对象便可。Parcelable具体使用再也不本文讨论范围。第三个问题，为了屏蔽进程之间的通讯细节，那么Android团队确定在想，定义一个类，由这个类来实现这些细节。这个类应该作哪些事情呢？首先，这个类得帮用户发送远程请求并将拿到返回结果提交给用户，这是最重要的功能了，有了这个功能，妈妈不再用担忧个人进程通讯。其次，若是我想实现服务端，何时客户端调用我了，这些细节不用用户操心。固然，这个类还要帮用户封装更多细节。既然打算定义这个类了，那总得取个响当当的名称吧，什么？你说取名为Binder，好吧，那就叫Binder吧。Binder类既然封装不少功能，那该怎么用这个类呢？让客户端去继承仍是服务端继承呢？答案是服务端。接下来有个约定，本文后面所指的Binder类都是指远程服务端的对象。服务端想要实现被跨进程访问，就必须继承Binder类。
首先咱们看看咱们的程序跨进程调用系统服务的简单示例，实现浮动窗口部分代码：

 

//获取WindowManager服务引用
WindowManager wm = (WindowManager)getSystemService(getApplication().WINDOW_SERVICE); 
//布局参数layoutParams相关设置略...
View view=LayoutInflater.from(getApplication()).inflate(R.layout.float_layout, null); 
//添加view
wm.addView(view, layoutParams);  123456

系统服务都是运行在systemServer进程中，所以咱们调用系统服务都是跨进程的调用。第2行代码中，获得的wm是WindowManager对象的引用，第6行调用WindowManager的addView函数，将触发远程调用，调用的是运行在systemServer进程中的WindowManager的addView函数。是否是很想知道addView发生了什么？咱们先看看Binder机制吧！看完Binder原理，再解释！

 

Binder机制

先看看通常执行过程

 

代码执行过程

假设你已经建立好服务端类MyService、客户端类MyClient。在客户端持有MyService的引用，而且调用了MyService的func函数，那么Android内部调用过程以下：

 

 

Created with Raphaël 2.1.0MyClientMyClientBinder驱动Binder驱动MyServiceMyService请求相关数据：Parcel客户端当前线程被挂起从线程池中取出线程并执行客户端指定的函数等待执行结果执行函数func计算结果返回获得返回结果唤醒被挂起的线程并将返回结果传给客户端当前线程被唤醒，取出返回结果，继续往下执行。

看了这个图之后，相信你对你的代码在调用远程进程函数时有个全局的认识。这张图有一点很重要，就是客户端当前线程会被挂起！所以，若是远程进程是执行长时间的运算，请不要使用主线程去调用远程函数，以防止ANR。

 

Binder的C/S架构

上面一节咱们对远程进程调用代码执行过程有个初步了解，在Android开发中，咱们大量使用到了系统Service，好比媒体播放、各类传感器以及WindowManagerService等等等等（太多了~）。那么Android是怎么管理这些服务，而且让用户跨进程调用这些服务呢？首先咱们看看调用系统服务的过程。在Android开机启动过程当中，Android会初始化系统的各类Service，并将这些Service向ServiceManager注册（即让ServiceManager管理）。客户端想要获得具体的Service直接向ServiceManager要便可。客户端首先向ServiceManager查询获得具体的Service引用，而后经过这个引用向具体的服务端发送请求，服务端执行完成后就返回。

 

 

 

Binder驱动实现原理

一直以来，我有个困惑！！！这个困惑让我迷茫了好久：客户端持有远程进程的某个对象引用，而后调用引用类中的函数，远程进程的函数就执行了。我在想，凭什么？学过操做系统都知道，不一样的进程之间是不共享资源的。也就是说，客户端持有的这个对象跟远程进程中的实际对象彻底是两个不一样的对象。客户端调用引用的对象跟远程进程半毛钱关系都没有，凭啥远程进程就调用了执行了？相信也有一部分人跟我有一样的困惑！仔细研读一下下面这张图，相信你会豁然开朗！

 

 

服务端跨进程的类都要继承Binder类。咱们所持有的Binder引用(即服务端的类引用)并非实际真实的远程Binder对象，咱们的引用在Binder驱动里还要作一次映射。也就是说，设备驱动根据咱们的引用对象找到对应的远程进程。客户端要调用远程对象函数时，只需把数据写入到Parcel，在调用所持有的Binder引用的transact()函数，transact函数执行过程当中会把参数、标识符（标记远程对象及其函数）等数据放入到Client的共享内存，Binder驱动从Client的共享内存中读取数据，根据这些数据找到对应的远程进程的共享内存，把数据拷贝到远程进程的共享内存中，并通知远程进程执行onTransact()函数，这个函数也是属于Binder类。远程进程Binder对象执行完成后，将获得的写入本身的共享内存中，Binder驱动再将远程进程的共享内存数据拷贝到客户端的共享内存，并唤醒客户端线程。

 

Binder机制运用

好了，如今对Binder机制已经理解了，咱们再看看Android是怎么运用Binder的。再现前面代码：

 

//获取WindowManager服务引用
WindowManager wm = (WindowManager)getSystemService(getApplication().WINDOW_SERVICE); 
//布局参数layoutParams相关设置略...
View view=LayoutInflater.from(getApplication()).inflate(R.layout.float_layout, null); 
//添加view
wm.addView(view, layoutParams);  123456

这段代码前面已经出现过。getSystemService(getApplication().WINDOW_SERVICE);函数内部原理就是向ServiceManager查询标识符为getApplication().WINDOW_SERVICE的远程对象的引用。即WindowManager对象的引用，这个引用的真正实现是WindowManager的某个代理。获得这个引用后，在调用addView时，真正的实现是在代理里面，代理把参数打包到Parcel对象中，而后调用transact函数（该函数继承自Binder），再触发Binder驱动的一系列调用过程