Android进程间通信(IPC)机制Binder简要介绍和学习计划

简介:

在Android系统中,每一个应用程序都是由一些Activity和Service组成的,一般Service运行在独立的进程中,而Activity有可能运行在同一个进程中,也有可能运行在不同的进程中。那么,不在同一个进程的Activity或者Service是如何通信的呢?这就是本文中要介绍的Binder进程间通信机制了。

        我们知道,Android系统是基于Linux内核的,而Linux内核继承和兼容了丰富的Unix系统进程间通信(IPC)机制。有传统的管道(Pipe)、信号(Signal)和跟踪(Trace),这三项通信手段只能用于父进程与子进程之间,或者兄弟进程之间;后来又增加了命令管道(Named Pipe),使得进程间通信不再局限于父子进程或者兄弟进程之间;为了更好地支持商业应用中的事务处理,在AT&T的Unix系统V中,又增加了三种称为“System V IPC”的进程间通信机制,分别是报文队列(Message)、共享内存(Share Memory)和信号量(Semaphore);后来BSD Unix对“System V IPC”机制进行了重要的扩充,提供了一种称为插口(Socket)的进程间通信机制。若想进一步详细了解这些进程间通信机制,建议参考Android学习启动篇一文中提到《Linux内核源代码情景分析》一书。

        但是,Android系统没有采用上述提到的各种进程间通信机制,而是采用Binder机制,难道是因为考虑到了移动设备硬件性能较差、内存较低的特点?不得而知。Binder其实也不是Android提出来的一套新的进程间通信机制,它是基于OpenBinder来实现的。OpenBinder最先是由Be Inc.开发的,接着Palm Inc.也跟着使用。现在OpenBinder的作者Dianne Hackborn就是在Google工作,负责Android平台的开发工作。

        前面一再提到,Binder是一种进程间通信机制,它是一种类似于COM和CORBA分布式组件架构,通俗一点,其实是提供远程过程调用(RPC)功能。从英文字面上意思看,Binder具有粘结剂的意思,那么它把什么东西粘结在一起呢?在Android系统的Binder机制中,由一系统组件组成,分别是Client、Server、Service Manager和Binder驱动程序,其中Client、Server和Service Manager运行在用户空间,Binder驱动程序运行内核空间。Binder就是一种把这四个组件粘合在一起的粘结剂了,其中,核心组件便是Binder驱动程序了,Service Manager提供了辅助管理的功能,Client和Server正是在Binder驱动和Service Manager提供的基础设施上,进行Client-Server之间的通信。Service Manager和Binder驱动已经在Android平台中实现好,开发者只要按照规范实现自己的Client和Server组件就可以了。说起来简单,做起难,对初学者来说,Android系统的Binder机制是最难理解的了,而Binder机制无论从系统开发还是应用开发的角度来看,都是Android系统中最重要的组成,因此,很有必要深入了解Binder的工作方式。要深入了解Binder的工作方式,最好的方式莫过于是阅读Binder相关的源代码了,Linux的鼻祖Linus Torvalds曾经曰过一句名言RTFSC:Read The Fucking Source Code。

        虽说阅读Binder的源代码是学习Binder机制的最好的方式,但是也绝不能打无准备之仗,因为Binder的相关源代码是比较枯燥无味而且比较难以理解的,如果能够辅予一些理论知识,那就更好了。闲话少说,网上关于Binder机制的资料还是不少的,这里就不想再详细写一遍了,强烈推荐下面两篇文章:

        Android深入浅出之Binder机制

        Android Binder设计与实现 – 设计篇

        Android深入浅出之Binder机制一文从情景出发,深入地介绍了Binder在用户空间的三个组件Client、Server和Service Manager的相互关系,Android Binder设计与实现一文则是详细地介绍了内核空间的Binder驱动程序的数据结构和设计原理。非常感谢这两位作者给我们带来这么好的Binder学习资料。总结一下,Android系统Binder机制中的四个组件Client、Server、Service Manager和Binder驱动程序的关系如下图所示:

 

 1. Client、Server和Service Manager实现在用户空间中,Binder驱动程序实现在内核空间中

        2. Binder驱动程序和Service Manager在Android平台中已经实现,开发者只需要在用户空间实现自己的Client和Server

        3. Binder驱动程序提供设备文件/dev/binder与用户空间交互,Client、Server和Service Manager通过open和ioctl文件操作函数与Binder驱动程序进行通信

        4. Client和Server之间的进程间通信通过Binder驱动程序间接实现

        5. Service Manager是一个守护进程,用来管理Server,并向Client提供查询Server接口的能力

        至此,对Binder机制总算是有了一个感性的认识,但仍然感到不能很好地从上到下贯穿整个IPC通信过程,于是,打算通过下面四个情景来分析Binder源代码,以进一步理解Binder机制:

        1. Service Manager是如何成为一个守护进程的?即Service Manager是如何告知Binder驱动程序它是Binder机制的上下文管理者。

        2. Server和Client是如何获得Service Manager接口的?即defaultServiceManager接口是如何实现的。

        3. Server是如何把自己的服务启动起来的?Service Manager在Server启动的过程中是如何为Server提供服务的?即IServiceManager::addService接口是如何实现的。

        4  Service Manager是如何为Client提供服务的?即IServiceManager::getService接口是如何实现的。

        在接下来的四篇文章中,将按照这四个情景来分析Binder源代码,都将会涉及到用户空间到内核空间的Binder相关源代码。这里为什么没有Client和Server是如何进行进程间通信的情景呢? 这是因为Service Manager在作为守护进程的同时,它也充当Server角色。因此,只要我们能够理解第三和第四个情景,也就理解了Binder机制中Client和Server是如何通过Binder驱动程序进行进程间通信的了。

        为了方便描述Android系统进程间通信Binder机制的原理和实现,在接下来的四篇文章中,我们都是基于C/C++语言来介绍Binder机制的实现的,但是,我们在Android系统开发应用程序时,都是基于Java语言的,因此,我们会在最后一篇文章中,详细介绍Android系统进程间通信Binder机制在应用程序框架层的Java接口实现:

        5. Android系统进程间通信Binder机制在应用程序框架层的Java接口源代码分析。





本文转自 Luoshengyang 51CTO博客,原文链接:http://blog.51cto.com/shyluo/964526,如需转载请自行联系原作者

目录
相关文章
|
25天前
|
消息中间件 Unix Linux
Linux进程间通信(IPC)介绍:详细解析IPC的执行流程、状态和通信机制
Linux进程间通信(IPC)介绍:详细解析IPC的执行流程、状态和通信机制
38 1
|
1月前
|
XML 缓存 Android开发
Android开发,使用kotlin学习多媒体功能(详细)
Android开发,使用kotlin学习多媒体功能(详细)
89 0
|
3月前
|
缓存 负载均衡 Linux
内核:进程与调度机制(笔记)
内核:进程与调度机制(笔记)
57 0
|
25天前
|
资源调度 算法 Linux
Linux进程/线程的调度机制介绍:详细解析Linux系统中进程/线程的调度优先级规则
Linux进程/线程的调度机制介绍:详细解析Linux系统中进程/线程的调度优先级规则
41 0
|
2天前
|
算法 Linux 调度
深度解析:Linux内核的进程调度机制
【4月更文挑战第12天】 在多任务操作系统如Linux中,进程调度机制是系统的核心组成部分之一,它决定了处理器资源如何分配给多个竞争的进程。本文深入探讨了Linux内核中的进程调度策略和相关算法,包括其设计哲学、实现原理及对系统性能的影响。通过分析进程调度器的工作原理,我们能够理解操作系统如何平衡效率、公平性和响应性,进而优化系统表现和用户体验。
12 3
|
3月前
|
开发框架 物联网 数据库
89个android学习样例源码
89个android学习样例源码
75 0
|
3月前
|
Java Android开发 C++
2023安卓逆向 -- JNI学习(从开发到反编译)
2023安卓逆向 -- JNI学习(从开发到反编译)
19 0
|
3月前
|
Android开发
Android源码学习(五):AVB2.0-libavb库介绍2
Android源码学习(五):AVB2.0-libavb库介绍2
101 0
|
Java Android开发 C++
Android中的Binder概述
Android应用的开发离不开四大组件(Activity,Service,BroadcastReceiver,ContentProvider),而这四大组件所涉及的通信底层都是依赖于Binder IPC机制的。例如当进程A中的Activity要向进程B中的Service通信,这便需要依赖于Binder IPC。不仅如此,整个Android系统架构中,大量采用了Binder机制作为IPC方案,当然也存在部分其它的IPC方式,比如Zygote通信便是采用Socket。 概念:Binder是Android中的一种IPC方式,提供远程过程调用(RFC)功能。
|
Java 开发工具 Android开发
Android中的Binder学习笔记
Android中的Binder学习笔记
Android中的Binder学习笔记