Android系統(tǒng)的成功離不開其強(qiáng)大的IPC（Inter-Process Communication）機(jī)制，其中最引人注目的就是Binder。本文將深入探討B(tài)inder的技術(shù)原理，解釋其工作方式以及相關(guān)的關(guān)鍵概念。

什么是Binder

Binder是Android系統(tǒng)中的IPC機(jī)制，它允許不同進(jìn)程之間進(jìn)行高效、安全的通信。Binder基于客戶端-服務(wù)器模型，其中一個(gè)進(jìn)程充當(dāng)服務(wù)器，另一個(gè)進(jìn)程充當(dāng)客戶端?？蛻舳丝梢垣@取服務(wù)器進(jìn)程提供的Binder對(duì)象引用，通過該引用調(diào)用服務(wù)器進(jìn)程的方法。下面是Binder的基本工作原理：

1.Binder對(duì)象：Binder通信的基本單元是IBinder接口，所有Binder對(duì)象都實(shí)現(xiàn)了這個(gè)接口。在系統(tǒng)內(nèi)核層，Binder對(duì)象是以C/C++結(jié)構(gòu)體的形式存在的，其中包括引用計(jì)數(shù)和標(biāo)識(shí)符等信息。

2.Binder服務(wù)：服務(wù)器進(jìn)程通過Binder對(duì)象提供服務(wù)，服務(wù)器進(jìn)程通常是一個(gè)Android服務(wù)或系統(tǒng)組件。服務(wù)器進(jìn)程將Binder對(duì)象注冊(cè)到Binder驅(qū)動(dòng)程序中，以便客戶端可以獲取引用。

3.Binder客戶端：客戶端進(jìn)程獲取服務(wù)器進(jìn)程的Binder對(duì)象引用，然后通過Binder驅(qū)動(dòng)程序?qū)崿F(xiàn)的IPC機(jī)制調(diào)用服務(wù)器進(jìn)程的方法。

4.Binder驅(qū)動(dòng)程序：Binder IPC機(jī)制在Linux內(nèi)核中實(shí)現(xiàn)，它負(fù)責(zé)管理Binder對(duì)象的注冊(cè)、查找、引用計(jì)數(shù)、線程同步等。這部分代碼在Linux內(nèi)核源碼中。

Binder服務(wù)的注冊(cè)和使用

為了更好地理解Binder的工作方式，讓我們看一個(gè)簡單的示例，其中一個(gè)應(yīng)用程序提供了一個(gè)服務(wù)，另一個(gè)應(yīng)用程序通過Binder與該服務(wù)進(jìn)行通信。
服務(wù)提供者
首先，我們創(chuàng)建一個(gè)服務(wù)提供者應(yīng)用程序。服務(wù)提供者需要以下步驟：

1.定義AIDL接口：使用AIDL（Android Interface Definition Language）來定義服務(wù)接口。例如，創(chuàng)建一個(gè)IMyService.aidl文件，定義服務(wù)的方法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

interface IMyService {int add(int a, int b);
}

2.實(shí)現(xiàn)服務(wù)：創(chuàng)建一個(gè)Service類，實(shí)現(xiàn)AIDL接口中定義的方法。

public class MyService extends Service {private final IMyService.Stub mBinder = new IMyService.Stub() {@Overridepublic int add(int a, int b) {return a + b;}};@Overridepublic IBinder onBind(Intent intent) {return mBinder;}
}

3.注冊(cè)服務(wù)：在清單文件中注冊(cè)服務(wù)。

<serviceandroid:name=".MyService"android:exported="true"><intent-filter><action android:name="com.example.IMyService" /></intent-filter>
</service>

客戶端

客戶端應(yīng)用程序需要以下步驟：

1.獲取服務(wù)引用：客戶端需要獲取服務(wù)的Binder對(duì)象引用。

Intent intent = new Intent("com.example.IMyService");
intent.setPackage("com.example.provider");
bindService(intent, serviceConnection, Context.BIND_AUTO_CREATE);

2.調(diào)用服務(wù)方法：通過Binder引用調(diào)用服務(wù)方法。

if (myService != null) {try {int result = myService.add(3, 4);Log.d(TAG, "Result: " + result);} catch (RemoteException e) {e.printStackTrace();}
}

Binder的內(nèi)部工作原理

Android Binder IPC機(jī)制的內(nèi)部實(shí)現(xiàn)涉及以下重要組件和工作流程：

1. Binder對(duì)象注冊(cè)：服務(wù)器進(jìn)程將其Binder對(duì)象注冊(cè)到Binder驅(qū)動(dòng)程序中。Binder驅(qū)動(dòng)程序會(huì)為每個(gè)Binder對(duì)象分配一個(gè)唯一的標(biāo)識(shí)符，以便客戶端可以通過標(biāo)識(shí)符查找對(duì)象。

2.Binder引用計(jì)數(shù)：Binder對(duì)象具有引用計(jì)數(shù)，確保只有在不再需要時(shí)才會(huì)被回收。

3.線程同步：Binder驅(qū)動(dòng)程序處理多線程同步，以確保多個(gè)線程可以安全地訪問Binder對(duì)象。

4.客戶端查詢：客戶端使用標(biāo)識(shí)符查詢Binder對(duì)象，獲得對(duì)其的引用。這是通過android.os.ServiceManager和android.os.BinderProxy來實(shí)現(xiàn)的。

5.IPC調(diào)用：客戶端通過Binder引用調(diào)用服務(wù)器進(jìn)程的方法。IPC調(diào)用會(huì)觸發(fā)內(nèi)核模式切換，將控制權(quán)交給服務(wù)器進(jìn)程。

6.Binder驅(qū)動(dòng)程序處理：Binder驅(qū)動(dòng)程序在內(nèi)核中處理IPC請(qǐng)求，包括數(shù)據(jù)傳輸和線程同步。

7.服務(wù)響應(yīng)：服務(wù)器進(jìn)程執(zhí)行方法，并將結(jié)果返回給客戶端，再次通過Binder IPC機(jī)制。

Binder池

Binder池是一種機(jī)制，用于重復(fù)使用Binder對(duì)象，以提高性能。這對(duì)于減少創(chuàng)建和銷毀Binder對(duì)象的開銷非常有幫助。

在典型的Android應(yīng)用中，創(chuàng)建和銷毀Binder對(duì)象是一項(xiàng)資源密集型任務(wù)，會(huì)導(dǎo)致額外的開銷。為了減輕這種開銷，Android引入了Binder池的概念。

Binder池的工作方式如下：

1.Binder對(duì)象創(chuàng)建：在應(yīng)用程序啟動(dòng)時(shí)，一組Binder對(duì)象被創(chuàng)建并注冊(cè)到Binder池中。

2.客戶端使用：當(dāng)客戶端需要與一個(gè)Binder對(duì)象通信時(shí)，它可以從Binder池中獲取一個(gè)可用的Binder對(duì)象引用。

3.通信完成后歸還：通信結(jié)束后，客戶端將Binder對(duì)象歸還給Binder池，而不是銷毀它。

4.重用：下一個(gè)客戶端可以再次獲取相同的Binder對(duì)象引用，而不必再次創(chuàng)建新的Binder對(duì)象。

這種重用機(jī)制減少了資源分配和銷毀的開銷，從而提高了性能。在高并發(fā)應(yīng)用中，Binder池尤為有用，因?yàn)樗梢詼p少競(jìng)爭(zhēng)和資源爭(zhēng)奪。

結(jié)論

Binder是Android系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)IPC通信的核心技術(shù)之一。通過深入了解其工作原理和使用方法，開發(fā)者可以更好地理解Android應(yīng)用程序之間的通信方式，并創(chuàng)建功能強(qiáng)大的跨進(jìn)程應(yīng)用程序。

如果你還沒有掌握Framework版塊，現(xiàn)在想要在最短的時(shí)間里吃透它，可以參考一下《Android Framework核心知識(shí)點(diǎn)》，里面內(nèi)容包含了：Init、Zygote、SystemServer、Binder、Handler、AMS、PMS、Launcher……等知識(shí)點(diǎn)記錄。

《Framework 核心知識(shí)點(diǎn)匯總手冊(cè)》:https://qr18.cn/AQpN4J

Handler 機(jī)制實(shí)現(xiàn)原理部分：
1.宏觀理論分析與Message源碼分析
2.MessageQueue的源碼分析
3.Looper的源碼分析
4.handler的源碼分析
5.總結(jié)

Binder 原理：
1.學(xué)習(xí)Binder前必須要了解的知識(shí)點(diǎn)
2.ServiceManager中的Binder機(jī)制
3.系統(tǒng)服務(wù)的注冊(cè)過程
4.ServiceManager的啟動(dòng)過程
5.系統(tǒng)服務(wù)的獲取過程
6.Java Binder的初始化
7.Java Binder中系統(tǒng)服務(wù)的注冊(cè)過程

Zygote ：

1. Android系統(tǒng)的啟動(dòng)過程及Zygote的啟動(dòng)過程
2. 應(yīng)用進(jìn)程的啟動(dòng)過程

AMS源碼分析 ：

1. Activity生命周期管理
2. onActivityResult執(zhí)行過程
3. AMS中Activity棧管理詳解

深入PMS源碼：

1.PMS的啟動(dòng)過程和執(zhí)行流程
2.APK的安裝和卸載源碼分析
3.PMS中intent-filter的匹配架構(gòu)

WMS：
1.WMS的誕生
2.WMS的重要成員和Window的添加過程
3.Window的刪除過程

《Android Framework學(xué)習(xí)手冊(cè)》：https://qr18.cn/AQpN4J

1. 開機(jī)Init 進(jìn)程
2. 開機(jī)啟動(dòng) Zygote 進(jìn)程
3. 開機(jī)啟動(dòng) SystemServer 進(jìn)程
4. Binder 驅(qū)動(dòng)
5. AMS 的啟動(dòng)過程
6. PMS 的啟動(dòng)過程
7. Launcher 的啟動(dòng)過程
8. Android 四大組件
9. Android 系統(tǒng)服務(wù) - Input 事件的分發(fā)過程
10. Android 底層渲染 - 屏幕刷新機(jī)制源碼分析
11. Android 源碼分析實(shí)戰(zhàn)