1. Binder內存機制

首先我們來看(kan)下安卓應用進程在內(nei)存中(zhong)的分(fen)布，如下圖(tu)所示：

每個(ge)(ge)Android進(jin)(jin)程(cheng)，只能運行(xing)在(zai)(zai)自(zi)己的(de)(de)(de)進(jin)(jin)程(cheng)所擁有(you)的(de)(de)(de)虛擬地(di)址空(kong)(kong)(kong)(kong)間(jian)(jian)(jian)，如果是(shi)32位的(de)(de)(de)系統(tong)，對應(ying)一個(ge)(ge)4GB的(de)(de)(de)虛擬地(di)址空(kong)(kong)(kong)(kong)間(jian)(jian)(jian)，其中3GB是(shi)用(yong)(yong)戶(hu)空(kong)(kong)(kong)(kong)，1GB是(shi)內(nei)(nei)核(he)空(kong)(kong)(kong)(kong)間(jian)(jian)(jian)，而內(nei)(nei)核(he)空(kong)(kong)(kong)(kong)間(jian)(jian)(jian)的(de)(de)(de)大小是(shi)可(ke)(ke)以通(tong)過參(can)數配(pei)置的(de)(de)(de)。對于(yu)用(yong)(yong)戶(hu)空(kong)(kong)(kong)(kong)間(jian)(jian)(jian)，不(bu)同進(jin)(jin)程(cheng)之間(jian)(jian)(jian)彼此(ci)是(shi)不(bu)能共(gong)(gong)(gong)享的(de)(de)(de)，而內(nei)(nei)核(he)空(kong)(kong)(kong)(kong)間(jian)(jian)(jian)確實可(ke)(ke)以共(gong)(gong)(gong)享的(de)(de)(de)。Client進(jin)(jin)程(cheng)與(yu)Server進(jin)(jin)程(cheng)通(tong)信(xin)(xin)，恰(qia)恰(qia)是(shi)利(li)(li)用(yong)(yong)進(jin)(jin)程(cheng)間(jian)(jian)(jian)可(ke)(ke)共(gong)(gong)(gong)享的(de)(de)(de)內(nei)(nei)核(he)內(nei)(nei)空(kong)(kong)(kong)(kong)間(jian)(jian)(jian)來(lai)完成(cheng)(cheng)底層通(tong)信(xin)(xin)工(gong)作的(de)(de)(de)，Client端與(yu)Server端進(jin)(jin)程(cheng)往往采用(yong)(yong)ioctl等方法跟內(nei)(nei)核(he)空(kong)(kong)(kong)(kong)間(jian)(jian)(jian)的(de)(de)(de)驅動(dong)進(jin)(jin)行(xing)。（Binder是(shi)Android系統(tong)提供(gong)的(de)(de)(de)一種IPC機制(zhi)。每個(ge)(ge)Android的(de)(de)(de)進(jin)(jin)程(cheng)，都可(ke)(ke)以有(you)一塊用(yong)(yong)戶(hu)空(kong)(kong)(kong)(kong)間(jian)(jian)(jian)和(he)內(nei)(nei)核(he)空(kong)(kong)(kong)(kong)間(jian)(jian)(jian)。用(yong)(yong)戶(hu)空(kong)(kong)(kong)(kong)間(jian)(jian)(jian)在(zai)(zai)不(bu)同進(jin)(jin)程(cheng)間(jian)(jian)(jian)不(bu)能共(gong)(gong)(gong)享，內(nei)(nei)核(he)空(kong)(kong)(kong)(kong)間(jian)(jian)(jian)可(ke)(ke)以共(gong)(gong)(gong)享。Binder就是(shi)一個(ge)(ge)利(li)(li)用(yong)(yong)可(ke)(ke)以共(gong)(gong)(gong)享的(de)(de)(de)內(nei)(nei)核(he)空(kong)(kong)(kong)(kong)間(jian)(jian)(jian)，完成(cheng)(cheng)高性能的(de)(de)(de)進(jin)(jin)程(cheng)間(jian)(jian)(jian)通(tong)信(xin)(xin)的(de)(de)(de)方案。）

2. 和傳統IPC機制相比，谷歌為什么采用Binder

• 1、傳統IPC：匿名管道(PIPE)、信號(signal)、有名管道(FIFO)
• 2、AT&T Unix：共享內存，信號量，消息隊列
• 3、BSD Unix：Socket

• 性能：目前Linux支持的IPC包括傳統的管道，System V IPC(包括消息隊列/共享內存/信號量)以及socket，但是只有socket支持Client/Server的通信方式，由于socket是一套通用當初網絡通信方式，其效率低下，且消耗比較大(socket建立連接過程和中斷連接過程都有一定的開銷)，明顯在手機上不適合大面積使用socket。而消息隊列和管道采用"存儲-轉發" 方式，即數據先從發送方緩存區拷貝到內核開辟的緩存區中，然后再從內核緩存中拷貝到接收方緩存中，至少有兩次拷貝過程。共享內存雖然無需拷貝，但控制復雜，難以使用。
• 安全性：在安全性方面，Android作為一個開放式，擁有眾多開發者的平臺，應用程序的來源廣泛，確保智能終端的安全是非常重要的。終端用戶不希望從網上下載的程序在不知情的情況下偷窺隱私數據，連接無線網絡，長期操作底層設備導致電池很快耗盡的情況。傳統IPC沒有任何安全措施，完全依賴上層協議來去報。首先傳統IPC的接受方無法獲取對方進程可靠的UID/PID(用戶ID/進程ID)，從而無法鑒別對方身份。Android為每個安裝好的應用程序分配了自己的UID，故進程的UID是鑒別進程的身份的重要標志。使用傳統IPC只能由用戶在數據包里填入UID/PID，但這樣不可靠，容易被惡意程序利用。可靠的身份標記只由IPC機制本身在內核中添加。其次傳統IPC訪問接入點是開放的，無法建立私有通道。比如命名管道、system V的鍵值，socket的ip地址或者文件名都是開放的，只要知道這些接入點的程序都可以對端建立連接，不管怎樣都無法阻止惡意程序通過接收方地址獲得連接。

• 相比于傳統的跨進程通信手段，通信雙方必須要處理線程同步，內存管理等問題，工作量大，而且問題多，就像我們前面介紹的傳統IPC 命名管道(FIFO) 信號量(semaphore) 消息隊列已經從Android中去掉了，同其他IPC相比，Socket是一種比較成熟的通信手段了，同步控制也很容易實現。Socket用于網絡通信非常合適，但是用于進程間通信就效率很低。
• Android在架構上一直希望模糊進程的概念，取而代之以組件的概念。應用也不需要關心組件存放的位置、組件運行在那個進程中、組件的生命周期等問題。隨時隨地的，只要擁有Binder對象，就能使用組件的功能。Binder就像一張網，將整個系統的組件，跨進程和線程的組織在一起。

3. AIDL

/** Construct the stub at attach it to the interface. */
publicStub()
{
 this.attachInterface(this,DESCRIPTOR);
}
/**
* Cast an IBinder object into an android.content.pm.IPackageStatsObserver interface,
* generating a proxy if needed.
*/
public staticandroid.content.pm.IPackageStatsObserverasInterface(android.os.IBinder obj)
{
 if((obj==null)) {
   return null;
 }
  android.os.IInterface iin = obj.queryLocalInterface(DESCRIPTOR);
  if(((iin!=null)&&(iininstanceofandroid.content.pm.IPackageStatsObserver))) {
   return((android.content.pm.IPackageStatsObserver)iin);
 }
 return newandroid.content.pm.IPackageStatsObserver.Stub.Proxy(obj);}

4. Binder通信

一次(ci)Binder通(tong)信最(zui)大(da)可(ke)以傳輸(shu)多大(da)的(de)數據

1MB-8KB的(de)限制來源于哪里呢(ni)？（PS：8k是兩個(ge)pagesize，一個(ge)pagesize是申(shen)請物理內存的(de)最小單元(yuan)）

#defineBINDER_VM_SIZE ((1 * 1024 * 1024) - sysconf(_SC_PAGE_SIZE) * 2)//這里的限制是1MB-4KB*2


ProcessState::ProcessState(constchar*driver)
{
if(mDriverFD>=0){
// mmap the binder, providing a chunk of virtual address space to receive transactions.
// 調用mmap接口向Binder驅動中申請內核空間的內存
        mVMStart=mmap(0,BINDER_VM_SIZE,PROT_READ,MAP_PRIVATE|MAP_NORESERVE,mDriverFD,0);
if(mVMStart==MAP_FAILED){
// *sigh*
ALOGE("Using %s failed: unable to mmap transaction memory.\n",mDriverName.c_str());
close(mDriverFD);
            mDriverFD=-1;
            mDriverName.clear();
}
}
}

virtualvoidonZygoteInit()
{
        sp<ProcessState>proc=ProcessState::self();
ALOGV("App process: starting thread pool.\n");
        proc->startThreadPool();
    }

• 創建一個匿名共享內存(android.os.SharedMemory即android提供的匿名共享內存，一般使用android.os.MemoryFile，MemoryFile即是對SharedMemory的一個簡單封裝)
• 往這個共享內存中寫一個字符數據
• 將這個匿名共享內存的文件句柄(如FileDescriptor)通過binder機制傳遞給客戶端

• bindservice獲得服務端的binder對象
• 調用binder的接口獲得服務端匿名共享內存的文件句柄
• 通過文件句柄，直接訪問匿名共享內存中的數據，并打印出log。