Android跨进程通信上：为什么选择Binder

Framework

Android系统分成三层：最上层是Application应用层，第二层是Framework层，第三层是Native层。
Android中的应用层和系统服务层不在同一个进程，系统服务在单独的进程中。

• Android中不同应用属于不同的进程中。
• Android应用和系统services运行在不同进程中是为了安全、稳定、以及内存管理的原因，但是应用和系统服务又需要通信和数据共享。

优点：

• 安全性：每个进程都单独运行，可以保证应用层和系统层的隔离；
• 稳定性：某个进程崩溃不会影响其他进程；
• 内存分配：进程不需要时可以直接移除，回收对应内存。

程序中的多进程

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占用多的进程。

多进程的好处：

1. 突破进程内存限制：如图库等大内存场景，因为内存分配是按进程来的。
2. 功能稳定性：如独立的通信进程用于长连接，避免主进程被干扰。
3. 规避系统内存泄漏：如WebView单独进程，避免泄漏拖垮主进程。
4. 隔离风险：将不稳定的功能放入独立进程，保护主进程。

现实案例： 腾讯等大型应用内部一般会有多个进程同时运行。

Binder的出现

出身

Binder最早源自OpenBinder项目（由Be公司George Hoffman提出，Dianne Hackborn开发）。后来Dianne Hackborn加入Google，将OpenBinder理念移植到Android中，用来做进程通信。

为什么要学习binder

1. startActivity时获取AMS服务，调用其startActivity方法；
2. startActivity传递的对象为什么要序列化；
3. bindService为什么回调的是一个binder对象；
4. 多进程应用如何通信（AIDL的使用）。

Binder是什么？

Binder是Android中的“血管”。所有Activity、Service等组件与AMS（system server）的通信都需要通过Binder。

• 机制：Binder是一种高效进程间通信（IPC）机制；
• 驱动：Binder有内核驱动实现；
• 应用层：Java/Native有相应的Binder类；
• 整体架构：Binder把Client、Server、ServiceManager和Binder驱动连接起来，形成完整的C/S通信架构。

为什么选择Binder？

安卓中的常见IPC方式：

1. 共享内存：
   用于大块数据传递，如WS与SurfaceFlinger通信、ashmem机制。
   传大bitmap通过Intent时可能崩溃，是因为Intent禁掉fd，bitmap没法用共享内存，只能拷贝到Binder缓冲区导致超限；用putBinder可规避此问题。
2. 管道：
   父子进程通信，需要管道文件，数据是字节流格式，双向拷贝（进程到管道再到另一个进程）。
3. 消息队列：
   多进程共享内核链表，需约定数据格式和大小。
4. Socket：
   跨设备/进程通信，如AMS和zygote通信。
5. 信号：
   用于进程生命周期管理，通信能力极弱。
6. Binder：
   安卓官方主推，优势在于高效（一次拷贝），权限可控，支持多对多。

说明：所有这些通信方式都需要走内核空间。

Binder线程池：Server与Client通过Binder通信时，每个Client都会建立一个专用的通信线程（Binder线程池）。

各通信方式示意图

共享内存

管道

消息队列

Socket

Binder

方式对比

Binder通信的基本模型

内存划分

• 内存被划分为用户空间和内核空间，两者隔离。即使用户程序崩溃，内核依然安全。

binder是如何管理的

• Client端要与Server端通信，必须获取Server端的Binder。
• Server通常先启动，并注册自身Binder到ServiceManager（SM）。
• ServiceManager维护一个表，包含所有Server的Binder。
• Client通过SM获取目标Binder，再进行通信。
• ServiceManager的handle节点固定为0，类似DNS的8.8.8.8。

Binder是什么时候创建的？

• Binder需要在App启动时第一时间创建，否则无法支持Activity等组件的跨进程通信。

跨进程通信模型

• binder驱动属于Server端，在内核态。
• Java代码通过AIDL生成Java和C++文件，打通Java/Native与Binder驱动通信。

stub/proxy 机制

• stub是服务端存根，实现跨进程通信细节；
• proxy是客户端代理，代理服务端Binder。

• 跨进程调用需用stub的实现类（只有它实现了通信基础代码）；
• 客户端bindService时，用Action和package唯一确定服务器Binder对象。

• ServiceConnection回调中的service其实就是服务端的Binder对象（IBinder接口，需要asInterface转换）。

服务注册完整流程

附：AIDL支持生成C++文件（Android 10+）

Android Q（29）及以后，AIDL支持直接生成C++，命令参考：
blog.csdn.net/yinminsumen…

学后检测

一、单选题

1. 下列关于Android进程与Binder通信的说法，正确的是：

A. Android所有应用都运行在同一个进程中
B. Binder是Android特有的进程内通信机制
C. 每个Android应用默认运行在独立进程
D. Android应用和系统服务之间的通信通常通过Binder完成

2. 以下哪种不是Binder的直接优势？

A. 低拷贝高性能
B. 内核权限控制
C. 支持Java和C++层的跨进程通信
D. 能跨设备网络通信

3. Android中的ServiceManager的作用是什么？

A. 管理应用进程的生命周期
B. 管理所有已注册Binder服务的查找和分发
C. 处理Activity与Service的生命周期
D. 提供Java层到Native层的JNI桥接

二、多选题

4. Android中采用多进程的常见场景包括哪些？

A. WebView内存泄漏隔离
B. 提高UI主线程流畅度
C. 突破单进程内存限制
D. 长连接独立、规避主进程崩溃
E. 系统组件（如AMS/PMS）与App分离

5. 下列哪些属于进程间通信（IPC）方式？

A. 消息队列
B. 共享内存
C. Socket
D. 信号
E. Activity跳转

6. 关于Binder机制的特点，以下说法正确的是？

A. 数据通过mmap只需一次拷贝
B. 每个Client通信会自动分配线程池
C. 可以对传输数据进行权限校验
D. 支持大容量bitmap数据无限制传输

三、判断题

7. 通过AIDL实现进程通信时，client和server端的aidl接口及包名路径必须完全一致。 （ ）

A. 正确
B. 错误

8. Binder机制支持Java和Native（C++）两种开发方式。 （ ）

A. 正确
B. 错误

9. Socket通信和Binder通信本质上都要经过内核空间。 （ ）

A. 正确
B. 错误

四、简答题

10. 请简述Binder相比传统IPC机制（如管道、消息队列、Socket）的优势。

11. 为什么传递大对象（如bitmap）时，Intent可能导致异常？如何规避？

五、编程题

12. 设计一个多进程AIDL服务注册/通信的伪代码结构，说明Stub/Proxy的典型角色。

// IMyAidlInterface.aidl
package com.example.aidl;
interface IMyAidlInterface {
    void doSomething();
}

// Service实现
public class MyService extends Service {
    private final IMyAidlInterface.Stub binder = new IMyAidlInterface.Stub() {
        public void doSomething() { /* 业务实现 */ }
    };
    @Override
    public IBinder onBind(Intent intent) { return binder; }
}

// ServiceConnection回调
public void onServiceConnected(ComponentName name, IBinder service) {
    IMyAidlInterface api = IMyAidlInterface.Stub.asInterface(service);
    api.doSomething();
}

六、应用与原理分析题

13. 简要描述App通过Binder机制从启动到调用系统服务（如AMS）的典型时序流程。