Android中怎么利用Binder实现跨进程通信,相信很多没有经验的人对此束手无策,为此本文总结了问题出现的原因和解决方法,通过这篇文章希望你能解决这个问题。
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中文即 粘合剂,意思为粘合了两个不同的进程
网上有很多对Binder的定义,但都说不清楚:Binder是跨进程通信方式、它实现了IBinder接口,是连接 ServiceManager的桥梁blabla,估计大家都看晕了,没法很好的理解
我认为:对于Binder的定义,在不同场景下其定义不同

在本文的讲解中,按照 大角度 -> 小角度去分析Binder,即:
先从 机制、模型的角度去分析 整个Binder跨进程通信机制的模型
其中,会详细分析模型组成中的
Binder驱动
再 从源码实现角度,分析 Binder在 Android中的具体实现
从而全方位地介绍 Binder,希望你们会喜欢。
在讲解Binder前,我们先了解一些基础知识
一个进程空间分为 用户空间 & 内核空间(Kernel),即把进程内 用户 & 内核 隔离开来
二者区别:
进程间,用户空间的数据不可共享,所以用户空间 = 不可共享空间
进程间,内核空间的数据可共享,所以内核空间 = 可共享空间
进程内 用户 与 内核 进行交互 称为系统调用

为了保证 安全性 & 独立性,一个进程 不能直接操作或者访问另一个进程,即Android的进程是相互独立、隔离的
IPC )隔离后,由于某些需求,进程间 需要合作 / 交互
跨进程间通信的原理
先通过 进程间 的内核空间进行 数据交互
再通过 进程内 的用户空间 & 内核空间进行 数据交互,从而实现 进程间的用户空间 的数据交互

而Binder,就是充当 连接 两个进程(内核空间)的通道。
Binder 跨进程通信机制 模型 基于 Client - Server 模式,模型原理图如下:
相信我,一张图就能解决问题

Client进程、Server进程 & Service Manager 进程之间的交互都必须通过Binder驱动(使用 open 和 ioctl文件操作函数),而非直接交互**原因:
Client进程、Server进程 & Service Manager进程属于进程空间的用户空间,不可进行进程间交互
Binder驱动 属于 进程空间的 内核空间,可进行进程间 & 进程内交互
所以,原理图可表示为以下:
虚线表示并非直接交互

Binder驱动 & Service Manager进程 属于 Android基础架构(即系统已经实现好了);而Client 进程 和 Server 进程 属于Android应用层(需要开发者自己实现)所以,在进行跨进程通信时,开发者只需自定义Client & Server 进程 并 显式使用上述3个步骤,最终借助 Android的基本架构功能就可完成进程间通信

Server进程会创建很多线程来处理Binder请求
管理Binder模型的线程是采用Binder驱动的线程池,并由Binder驱动自身进行管理
而不是由
Server进程来管理的
一个进程的Binder线程数默认最大是16,超过的请求会被阻塞等待空闲的Binder线程。
所以,在进程间通信时处理并发问题时,如使用
ContentProvider时,它的CRUD(创建、检索、更新和删除)方法只能同时有16个线程同时工作
至此,我相信大家对Binder 跨进程通信机制 模型 已经有了一个非常清晰的定性认识
下面,我将通过一个实例,分析Binder跨进程通信机制 模型在 Android中的具体代码实现方式
即分析 上述步骤在
Android中具体是用代码如何实现的
Binder机制在 Android中的实现主要依靠 Binder类,其实现了IBinder 接口
下面会详细说明
实例说明:Client进程 需要调用 Server进程的加法函数(将整数a和b相加)
即:
Client进程 需要传两个整数给 Server进程
Server进程 需要把相加后的结果 返回给Client进程
具体步骤
下面,我会根据Binder 跨进程通信机制 模型的步骤进行分析
过程描述Server进程 通过Binder驱动 向 Service Manager进程 注册服务
代码实现Server进程 创建 一个 Binder 对象
Binder 实体是 Server进程 在 Binder 驱动中的存在形式
该对象保存 Server 和 ServiceManager 的信息(保存在内核空间中)
Binder 驱动通过 内核空间的Binder 实体 找到用户空间的Server对象
注册服务后,Binder驱动持有 Server进程创建的Binder实体
Client进程 使用 某个 service前(此处是 相加函数),须 通过Binder驱动 向 ServiceManager进程 获取相应的Service信息
具体代码实现过程如下:

此时,Client进程与 Server进程已经建立了连接
Client进程 根据获取到的 Service信息(Binder代理对象),通过Binder驱动 建立与 该Service所在Server进程通信的链路,并开始使用服务
过程描述
Client进程 将参数(整数a和b)发送到Server进程
Server进程 根据Client进程要求调用 目标方法(即加法函数)
Server进程 将目标方法的结果(即加法后的结果)返回给Client进程
代码实现过程
步骤1: Client进程 将参数(整数a和b)发送到Server进程
步骤2:Server进程根据Client进要求 调用 目标方法(即加法函数)
步骤3:Server进程 将目标方法的结果(即加法后的结果)返回给Client进程
总结
下面,我用一个原理图 & 流程图来总结步骤3的内容

原理图

对比 Linux (Android基于Linux)上的其他进程通信方式(管道/消息队列/共享内存/信号量/Socket),Binder 机制的优点有:
高效
Binder数据拷贝只需要一次,而管道、消息队列、Socket都需要2次
通过驱动在内核空间拷贝数据,不需要额外的同步处理
安全性高Binder 机制为每个进程分配了 UID/PID 来作为鉴别身份的标示,并且在 Binder 通信时会根据 UID/PID 进行有效性检测
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
如,Socket通信 ip地址是客户端手动填入,容易出现伪造
使用简单
采用Client/Server 架构
实现 面向对象的调用方式,即在使用Binder时就和调用一个本地对象实例一样
本文主要详细讲解 跨进程通信模型 Binder机制 ,总结如下:

定义

看完上述内容,你们掌握Android中怎么利用Binder实现跨进程通信的方法了吗?如果还想学到更多技能或想了解更多相关内容,欢迎关注创新互联行业资讯频道,感谢各位的阅读!