Binder通信采用C/S架構(gòu)，從組件視角來(lái)說(shuō)，包含Client、Server、ServiceManager以及binder驅(qū)動(dòng)。架構(gòu)圖如下所示：

binder_1.jpg

圖中的Client,Server,Service Manager之間交互都是虛線表示，是由于它們彼此之間不是直接交互的，而是都通過(guò)與Binder驅(qū)動(dòng)進(jìn)行交互的，從而實(shí)現(xiàn)IPC通信方式。

關(guān)于Binder驅(qū)動(dòng)設(shè)備

這部分涉及到Linux設(shè)備驅(qū)動(dòng)的開(kāi)發(fā)，如有興趣可參考Binder系列1—Binder Driver初探。這里僅簡(jiǎn)單闡述Binder驅(qū)動(dòng)的原理。

binder作為虛擬設(shè)備，沒(méi)有直接操作硬件，只是對(duì)設(shè)備內(nèi)存的處理。主要完成以下幾件事

• 初始化(binder_init)：創(chuàng)建/dev/binder設(shè)備節(jié)點(diǎn)
• 打開(kāi) (binder_open)：獲取Binder Driver的文件描述
• 映射(binder_mmap)：內(nèi)核中分配內(nèi)存，用于存放數(shù)據(jù)
• 數(shù)據(jù)操作(binder_ioctl)：將IPC數(shù)據(jù)作為參數(shù)傳給Binder Driver

binder_open創(chuàng)建了一個(gè)對(duì)象保存當(dāng)前進(jìn)程信息，并將這個(gè)對(duì)象加入一個(gè)全局鏈表。

binder_mmap首先在內(nèi)核虛擬地址空間，申請(qǐng)一塊與用戶虛擬內(nèi)存相同大小的內(nèi)存；然后再申請(qǐng)1個(gè)page大小的物理內(nèi)存，再將同一塊物理內(nèi)存分別映射到內(nèi)核虛擬地址空間和用戶虛擬內(nèi)存空間，從而實(shí)現(xiàn)了用戶空間的Buffer和內(nèi)核空間的Buffer同步操作的功能。

binder_2.jpg

經(jīng)常聽(tīng)說(shuō)Binder進(jìn)程間通信的高效率，正是源于binder_mmap。通過(guò)Binder進(jìn)行進(jìn)程間通信時(shí)，只會(huì)發(fā)生一次內(nèi)存拷貝。因?yàn)椋?dāng)Client端與Server端發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，Client先從自己的進(jìn)程空間把IPC通信數(shù)據(jù)拷貝到內(nèi)核空間，而Server與內(nèi)核共享數(shù)據(jù)，不再需要拷貝數(shù)據(jù)，而是通過(guò)內(nèi)存地址空間的偏移量，即可獲悉內(nèi)存地址，整個(gè)過(guò)程只發(fā)生一次內(nèi)存拷貝。

binder_ioctl負(fù)責(zé)在兩個(gè)進(jìn)程間收發(fā)IPC數(shù)據(jù)和IPC reply數(shù)據(jù)。

binder_3.jpg

關(guān)于ServiceManager

• 本身也是一個(gè)的Server
• 主要職責(zé)是管理其他Server
• 是Binder機(jī)制的守護(hù)進(jìn)程

ServiceManager啟動(dòng)流程：

1. 打開(kāi)binder驅(qū)動(dòng)，并調(diào)用mmap()方法分配128k的內(nèi)存映射空間
2. 通知binder驅(qū)動(dòng)使其成為守護(hù)進(jìn)程
3. 進(jìn)入循環(huán)狀態(tài)，等待Client端的請(qǐng)求

ServiceManager可以做什么:

1. 注冊(cè)服務(wù)（addService）
   • 驗(yàn)證selinux權(quán)限，判斷進(jìn)程是否有權(quán)注冊(cè)或查看指定服務(wù)
   • 如果服務(wù)已注冊(cè)，則不再添加
   • 注冊(cè)服務(wù)時(shí)，普通服務(wù)時(shí)作為Client，ServiceManager作為Server
2. 獲取服務(wù)（getService）
   • Client首先獲取ServiceManager
   • 再通過(guò)字符串名稱來(lái)查找對(duì)應(yīng)的Service
   • defaultServiceManager()是一個(gè)單例模式，用于獲取ServiceMananger

總結(jié)

到此為止，已經(jīng)基本講明了ServiceManager和Binder。如果對(duì)于一個(gè)普通的Server怎么注冊(cè)和被獲取感興趣，還可繼續(xù)閱讀Binder系列5—注冊(cè)服務(wù)(addService)
和Binder系列6—獲取服務(wù)(getService)

參考文章

• Binder系列—開(kāi)篇（系列文章）
• Binder系列1—Binder Driver初探