Binder原理详解

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1 Binder介绍

1.1 什么是Binder

Binder是一种进程间通信机制，在Android中我们所使用的Activity，Service等组件都需要和AMS(system_server) 通信，这种跨进程的通信都是通过Binder完成。

Binder在不同层面的呈现：

机制：Binder是一种进程间通信机制。
应用层：Binder是一个能发起通信的Java类。
底层：Binder是一个虚拟物理设备驱动。

Binder通信机制架构如下所示：

1.2 多进程的作用和优势

Binder是用来做进程间通信，说明开发中会有多进程的需求，那么多进程的作用和优势是什么？

虚拟机分配给各个进程的运行内存是有限制的，LMK也会优先回收对系统资源的占用多的进程。使用getprop dalvik.vm.heapsize可以查看设备给一个进程分配的内存大小：

exciter@exciterdeMacBook-Pro seal_troy_ucan_android_diandiankan % adb shell
zeus:/ $ getprop dalvik.vm.heapsize
512m
zeus:/ $

多进程的作用和优势主要有以下几点：

突破进程内存限制，如图库占用内存过多；
功能稳定性：独立的通信进程保持长连接的稳定性；
规避系统内存泄漏: 独立的WebView进程阻隔内存泄露导致的问题；
隔离风险：对于不稳定的功能放入独立进程，避免导致主进程崩溃。

2 Binder与传统的IPC机制对比

	Binder	共享内存	Socket
性能	需要拷贝一次	无需拷贝	需要拷贝两次
特点	基于C/S架构，易用性高	控制复杂，易用性差	基于C/S 架构作为一款通用接口，其传输效率低，开销大
安全性	为每个APP分配UID，同时支持实名和匿名	依赖上层协议，访问接入点是开放的，不安全	依赖上层协议，访问接入点是开放的，不安全

3 传统IPC机制(比如Socket)的原理

IPC机制的核心都是通过内存去传输数据，学习IPC机制就需要首先了解下内存划分相关知识。

内存被操作系统划分成两块：用户空间和内核空间，用户空间是用户程序代码运行的地方，内核空间是内核代码运行的地方。为了安全，它们是隔离的，即使用户的程序崩溃了，内核也不受影响。每个进程会单独分配一块用户空间，所有进程共用一块内核空间。

在传统的IPC机制中，比如Socket，进程间通信传输数据需要进行两次copy。每个进程会划分为两部分，分别是用户空间和内核空间，他们之间通过system_call，也就是系统调用去进行文件的操作。

进程中的用户空间和内核空间都属于虚拟内存，他们分别指向物理内存中的某一块，这里的物理内存指的就是设备中的内存条。

每个用户空间的虚拟内存指向不同的物理内存，而每个进程中的内核空间的虚拟内存会开辟一个虚拟内存块，这些虚拟内存块指向的是同一块物理内存。

处于用户空间的状态叫做用户态，处于内核空间的状态叫做内核态。

当进程间通信的时候，需要将进程1中的Data(下图中的白色圆形代表)复制到进程2中，这个时候数据在用户空间1指向的物理内存1中，然后通过system_call调用linux内核提供的copy_from_user接口，将数据复制到内核空间指向的物理内存中，然后进程2通过system_call调用linux内核提供的copy_to_user接口，再将数据复制到用户空间2指向的物理内存2中。这样就实现了进程间的通信。