Android进程间通信（IPC）机制Binder简介和学习计划

在Android系统，每个应用程序是由多个Activity和Service部件，这些Activity和Service有可能在相同的处理被执行，此外，还可以在不同的过程中进行。

然后。不是在同一个过程Activity或者Service是怎样通信的呢？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）。这三项通信手段仅仅能用于父进程与子进程之间，或者兄弟进程之间。后来又添加了命令管道（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。又添加了三种称为“System V IPC”的进程间通信机制。各自是报文队列（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。若想进一步具体了解这些进程间通信机制，建议參考Android学习启动篇一文中提到《Linux内核源码情景分析》一书。

可是。Android系统没有採用上述提到的各种进程间通信机制。而是採用Binder机制，难道是由于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事实上也不是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。如今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，它是一种相似于COM和CORBA分布式组件架构，通俗一点，事实上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，各自是Client、Server、Service Manager和Binder驱动程序，当中Client、Server和Service Manager执行在用户空间，Binder驱动程序执行内核空间。Binder就是一种把这四个组件粘合在一起的粘结剂了，当中。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，开发人员仅仅要依照规范实现自己的Client和Server组件就行了。说起来简单，做起难，对刚開始学习的人来说，Android系统的Binder机制是最难理解的了，而Binder机制不管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。非常有必要深入了解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相关的源码了，Linux的鼻祖Linus Torvalds以前曰过一句名言RTFSC：Read The Fucking Source Code。

虽说阅读Binder的源码是学习Binder机制的最好的方式。可是也绝不能打无准备之仗，由于Binder的相关源码是比較枯燥无味并且比較难以理解的，假设可以辅予一些理论知识，那就更好了。闲话少说，网上关于Binder机制的资料还是不少的，这里就不想再具体写一遍了。强烈推荐以下两篇文章：

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具体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驱动程序的关系例如以下图所看到的：

1. Client、Server和Service Manager实如今用户空间中，Binder驱动程序实如今内核空间中

2. Binder驱动程序和Service Manager在Android平台中已经实现。开发人员仅仅须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，但仍然感到不能非常好地从上到下贯穿整个IPC通信过程，于是。打算通过以下四个情景来分析Binder源码，以进一步理解Binder机制：

1. Service Manager是怎样成为一个守护进程的？即Service Manager是怎样告知Binder驱动程序它是Binder机制的上下文管理者。

2. Server和Client是怎样获得Service Manager接口的？即defaultServiceManager接口是怎样实现的。

3. Server是怎样把自己的服务启动起来的？Service Manager在Server启动的过程中是怎样为Server提供服务的？即IServiceManager::addService接口是怎样实现的。

4  Service Manager是怎样为Client提供服务的？即IServiceManager::getService接口是怎样实现的。

在接下来的四篇文章中，将依照这四个情景来分析Binder源码。都将会涉及到用户空间到内核空间的Binder相关源码。

这里为什么没有Client和Server是怎样进行进程间通信的情景呢？ 这是由于Service Manager在作为守护进程的同一时候，它也充当Server角色。

因此。仅仅要我们可以理解第三和第四个情景，也就理解了Binder机制中Client和Server是怎样通过Binder驱动程序进行进程间通信的了。

为了方便描写叙述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，可是，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。具体介绍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接口源码分析。

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