我的CSDN博客同步發(fā)布：簡單明了，徹底地理解Binder
你是不是看過很多Binder文章但是還是對Binder沒有一個深刻理解？不是那些文章講得不夠好，主要是存在兩種情況，一種是講的深，全C代碼，對我這種專做Java的人來說沒有心情往下看；另一種是只講framework層，Binder驅(qū)動并沒有具體提，導致我們會用Binder，也大致能說的出一些原理，可并沒有一個完整的深刻認知。那么接下來讓我們一起學習Binder吧，相信接下來的內(nèi)容會讓你有一定的收獲
什么是Binder
這個問題很多文章都有解釋，比如：Binder是Android跨進程通信方式，它實現(xiàn)了IBinder接口，是ServiceManager連接各種Manager(如WindowManager、ActivityManager等)的橋梁。但是我覺得這些說法還是過于抽象。剛接觸Binder時，看到這些定義還是一頭霧水，只是內(nèi)心覺得Binder很牛逼、很底層，僅此而已。
那么應該怎么去理解Binder呢？我不打算介紹這個概念，而是介紹Binder是怎么來到Android世界的。我是這樣理解的：Android團隊想要實現(xiàn)進程之間的通信，需要解決以下幾個問題：
- 如何知道客戶端需要調(diào)用哪個進程以及該進程中的函數(shù)
- 客戶端如何將函數(shù)形參發(fā)送給遠程進程中的函數(shù)，以及如何將遠程進程函數(shù)計算結果返回客戶端
- 如何去屏蔽底層通信細節(jié)，讓實現(xiàn)客戶端調(diào)用遠程函數(shù)就像調(diào)用本地函數(shù)一樣
第一個問題，很容易解決，只要給每個需要遠程通信的類唯一標識就可以通過包名+類名的字符串就可以做到，然后在類里面給每個函數(shù)編號即可對函數(shù)唯一編碼。第二個問題，定義一個可打包的接口Parcelable，這個接口提供2個重要函數(shù)，分別是將對象中的屬性寫入到數(shù)組和從數(shù)組中的數(shù)據(jù)還原對象，每個可以發(fā)送到遠程函數(shù)作為形參的對象只需實現(xiàn)Parcelable對象即可。Parcelable具體使用不再本文討論范圍。第三個問題，為了屏蔽進程之間的通信細節(jié)，那么Android團隊肯定在想，定義一個類，由這個類來實現(xiàn)這些細節(jié)。這個類應該做哪些事情呢？首先，這個類得幫用戶發(fā)送遠程請求并將拿到返回結果提交給用戶，這是最重要的功能了，有了這個功能，媽媽再也不用擔心我的進程通信。其次，如果我想實現(xiàn)服務端，什么時候客戶端調(diào)用我了，這些細節(jié)不用用戶操心。當然，這個類還要幫用戶封裝更多細節(jié)。既然打算定義這個類了，那總得取個響當當?shù)拿Q吧，什么？你說取名為Binder，好吧，那就叫Binder吧。Binder類既然封裝很多功能，那該怎么用這個類呢？讓客戶端去繼承還是服務端繼承呢？答案是服務端。接下來有個約定，本文后面所指的Binder類都是指遠程服務端的對象。服務端想要實現(xiàn)被跨進程訪問，就必須繼承Binder類。
首先我們看看我們的程序跨進程調(diào)用系統(tǒng)服務的簡單示例，實現(xiàn)浮動窗口部分代碼：
//獲取WindowManager服務引用
WindowManager wm = (WindowManager)getSystemService(getApplication().WINDOW_SERVICE);
//布局參數(shù)layoutParams相關設置略...
View view=LayoutInflater.from(getApplication()).inflate(R.layout.float_layout, null);
//添加view
wm.addView(view, layoutParams);
系統(tǒng)服務都是運行在systemServer進程中，因此我們調(diào)用系統(tǒng)服務都是跨進程的調(diào)用。第2行代碼中，得到的wm是WindowManager對象的引用，第6行調(diào)用WindowManager的addView函數(shù)，將觸發(fā)遠程調(diào)用，調(diào)用的是運行在systemServer進程中的WindowManager的addView函數(shù)。是不是很想知道addView發(fā)生了什么？我們先看看Binder機制吧！看完Binder原理，再解釋！
Binder機制
先看看一般執(zhí)行過程
代碼執(zhí)行過程
假設你已經(jīng)創(chuàng)建好服務端類MyService、客戶端類MyClient。在客戶端持有MyService的引用，并且調(diào)用了MyService的func函數(shù)，那么Android內(nèi)部調(diào)用過程如下：
看了這個圖以后，相信你對你的代碼在調(diào)用遠程進程函數(shù)時有個全局的認識。這張圖有一點很重要，就是客戶端當前線程會被掛起！因此，如果遠程進程是執(zhí)行長時間的運算，請不要使用主線程去調(diào)用遠程函數(shù)，以防止ANR。
Binder的C/S架構
上面一節(jié)我們對遠程進程調(diào)用代碼執(zhí)行過程有個初步了解，在Android開發(fā)中，我們大量使用到了系統(tǒng)Service，比如媒體播放、各種傳感器以及WindowManagerService等等等等（太多了~）。那么Android是怎么管理這些服務，并且讓用戶跨進程調(diào)用這些服務呢？首先我們看看調(diào)用系統(tǒng)服務的過程。在Android開機啟動過程中，Android會初始化系統(tǒng)的各種Service，并將這些Service向ServiceManager注冊（即讓ServiceManager管理）?？蛻舳讼胍玫骄唧w的Service直接向ServiceManager要即可?？蛻舳耸紫认騍erviceManager查詢得到具體的Service引用，然后通過這個引用向具體的服務端發(fā)送請求，服務端執(zhí)行完成后就返回。
Binder驅(qū)動實現(xiàn)原理
一直以來，我有個困惑?。。∵@個困惑讓我迷茫了很久：客戶端持有遠程進程的某個對象引用，然后調(diào)用引用類中的函數(shù)，遠程進程的函數(shù)就執(zhí)行了。我在想，憑什么？學過操作系統(tǒng)都知道，不同的進程之間是不共享資源的。也就是說，客戶端持有的這個對象跟遠程進程中的實際對象完全是兩個不同的對象。客戶端調(diào)用引用的對象跟遠程進程半毛錢關系都沒有，憑啥遠程進程就調(diào)用了執(zhí)行了？相信也有一部分人跟我有同樣的困惑！仔細研讀一下下面這張圖，相信你會豁然開朗！
服務端跨進程的類都要繼承Binder類。我們所持有的Binder引用(即服務端的類引用)并不是實際真實的遠程Binder對象，我們的引用在Binder驅(qū)動里還要做一次映射。也就是說，設備驅(qū)動根據(jù)我們的引用對象找到對應的遠程進程?？蛻舳艘{(diào)用遠程對象函數(shù)時，只需把數(shù)據(jù)寫入到Parcel，在調(diào)用所持有的Binder引用的transact()函數(shù)，transact函數(shù)執(zhí)行過程中會把參數(shù)、標識符（標記遠程對象及其函數(shù)）等數(shù)據(jù)放入到Client的共享內(nèi)存，Binder驅(qū)動從Client的共享內(nèi)存中讀取數(shù)據(jù)，根據(jù)這些數(shù)據(jù)找到對應的遠程進程的共享內(nèi)存，把數(shù)據(jù)拷貝到遠程進程的共享內(nèi)存中，并通知遠程進程執(zhí)行onTransact()函數(shù)，這個函數(shù)也是屬于Binder類。遠程進程Binder對象執(zhí)行完成后，將得到的寫入自己的共享內(nèi)存中，Binder驅(qū)動再將遠程進程的共享內(nèi)存數(shù)據(jù)拷貝到客戶端的共享內(nèi)存，并喚醒客戶端線程。
Binder機制運用
好了，現(xiàn)在對Binder機制已經(jīng)理解了，我們再看看Android是怎么運用Binder的。再現(xiàn)前面代碼：
//獲取WindowManager服務引用
WindowManager wm = (WindowManager)getSystemService(getApplication().WINDOW_SERVICE);
//布局參數(shù)layoutParams相關設置略...
View view=LayoutInflater.from(getApplication()).inflate(R.layout.float_layout, null);
//添加view
wm.addView(view, layoutParams);
這段代碼前面已經(jīng)出現(xiàn)過。getSystemService(getApplication().WINDOW_SERVICE);函數(shù)內(nèi)部原理就是向ServiceManager查詢標識符為getApplication().WINDOW_SERVICE的遠程對象的引用。即WindowManager對象的引用，這個引用的真正實現(xiàn)是WindowManager的某個代理。得到這個引用后，在調(diào)用addView時，真正的實現(xiàn)是在代理里面，代理把參數(shù)打包到Parcel對象中，然后調(diào)用transact函數(shù)（該函數(shù)繼承自Binder），再觸發(fā)Binder驅(qū)動的一系列調(diào)用過程，在Binder驅(qū)動實現(xiàn)原理一節(jié)中有具體介紹，忘記了的同學可以返回繼續(xù)看。關于Binder的代理對象，可以參考AIDL工具生成的代碼，這里不再具體介紹。
相信到現(xiàn)在，你收獲不少吧如果你喜歡就給我一個贊吧有疑問歡迎評論~
