Binder原理在Android系统中，涉及到多线程间的通信，底层都是依赖于Binder IPC机制。例如当进程A中的A

一、概述

在Android系统中，涉及到多线程间的通信，底层都是依赖于Binder IPC机制。例如当进程A中的Activity要想进程吧B中的Service通信，这便需要依赖于Binder IPC。不仅于此，整个Android系统架构中，大量采用Binder机制来作为IPC（进程间通信，Interprocess Communication）方案。

当然也存在部分其他的IPC方式，如管道、SystemV、Socket等。那么Android为什么不使用这个原有技术，而是要开发一种新的Binder的进程间通信机制呢？

1、为什么要使用Binder

性能方面

在移动设备上（性能受限制的设备，比如要省电），广泛地使用跨进程通信对通信机制的性能有严格的要求，Binder相对于传统的Socket方式，更加高效。

Binder数据拷贝只需要一次，而管道、消息队列、Socket都需要两次，共享内存方式一次内存拷贝都不要，但实现方式又比较复杂。

安全方面

传统的进程通信方式对于通信双方的身份并没有做出严格的验证，比如Socket通信的IP地址是客户端手动填入，很容易进行伪造。然而，Binder机制从协议本身就支持对通信双方做身份验校验，从而大大提升了安全性。

二、Binder原理

1、IPC原理

从进场角度来看IPC（Interprocess Communication）机制（图片来源）

每个Android的进程，只能运行在自己进程所拥有的虚拟地址空间。

如，对应一个4GB的虚拟地址空间，其中3GB是用户空间，1GB是内核空间。内核空间大小可以通过参数调整，而用户空间进程私有，无法共享，但内核空间是可共享的。

Client进程向Service进程通信，恰恰是利用进程间可共享的内核内存空间来完成底层通信工作的。

Client端和Service端进程往往采用ioctl等方式与内核空间驱动进行交互。

2、Binder原理

Binder通信采用C/S架构，从组件视角来说，包含Client、Service、ServiceManager以及Binder驱动，其中ServiceManager用于管理系统中的各种服务。架构图如下：（图片来源）

Binder通信的四个角色

Client进程：使用服务的进程

Service进程：提供服务的进程

ServiceManager进程：ServiceManger的作用是将字符形式的Binder名字转化成Client中对该Binder的引用，使得Client能够通过Binder名字获得对Service中Binder实体的引用。

Binder驱动：驱动负责进程间Binder通信的建立，Binder在进程之间的传递，Binder引用计数管理，数据包在进程之间的传递和交互等一系列底层支持。

3、Binder运行机制

图中Client/Service/ServiceManager之间的相互通信都是基于Binder机制。既然基于Binder机制通信，那么同样也是C/S架构，杂图中的3大步骤都对应的Client端与Service端。

注册服务（addService）

Service进程要先注册Service到ServiceManager。这个过程：Service是客户端，而ServiceManager是服务端

获取服务（getService）

Client进程使用某个Service之前，须先向ServiceManager中获取相应的Service。该过程：Client是客户端，Service是服务端

使用服务

Client根据得到的Service信息建立与Service所在的Service进程通信的道路，然后就可以直接与Service交互。该过程：Client是客户端，Service是服务端。

图中的Client、Service、ServiceManager之间交互都是虚线表示，是由于它们彼此直接不是直接交互的，而是都通过与Binder驱动进行交互的，从而实现IPC通信方式。

其中，Binder驱动位于内核空间，Client、Service、ServiceManager位于用户空间。

Binder驱动和ServiceManager可以看做是Android平台的基础架构，而Client和Service是Android的应用层，开发人员只需自定义实现Client、Service端，借助Android的基础平台架构便可以直接进行IPC通信。

4、Binder运行的实例解释

首先我们看看我们的程序跨进程调用系统服务的简单示例，实现浮动窗口的部分代码：

//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);

注册服务（addService）：在Android开启启动过程中，Android会初始化系统的各种Service，并将这些Service向ServiceManager注册（即让ServiceManager管理）。这一步是系统自动完成的。
获得服务（getService）：客户端想要得到具体的Service，直接向ServiceManager要即可。客户端首先向ServiceManager查询得到具体的Service引用，通常是Service引用的代理对象，对数据进行一些处理操作。即第2行代码中，得到的wm是WindowManger对象的引用。
使用服务：通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。即第6行调用WindowManager的addView方法，将触发远程调用，调用的是运行在systemService进程中的WindowManager的addView方法。

5、使用服务的具体执行过程

Client通过获得一个Service的代理接口，对Service进行调用
代理接口中定义的方法与Service中定义的方法一一对应
Client调用某个代理接口中的方法时，代理接口的方法会将Client传递的参数打包成Parcel对象
代理接口将Parcel发送给内核中的Binder Driver
Service会读取Binder Driver中的请求数据，如果是发送给自己的，解包Parcel对象，处理并将结果返回
整个的调用过程是一个同步过程，在Service处理的时候，Client会Block住，因此Client调用过程不应在主线程。