在Android開發(fā)過程中，Binder的身影無處無處不在，我們編寫的程序都使用過Binder機制（例如startActivity的執(zhí)行過程）但是請問你知道什么是Binder么？在開發(fā)過程中你察覺到它的存在了么？
什么是Binder
Biner翻譯過來是“膠水“的意思，這個翻譯分形象。Binder的主要工作就是淡化了進(jìn)程邊界，淡化了進(jìn)程間通信的過程。要是想更好的理解Binder就必須從Linux進(jìn)程談起。
Linux進(jìn)程
為了保護(hù)進(jìn)程空間不被別的進(jìn)程破壞或者干擾，Linux中的進(jìn)程是相互獨立的，也就是所謂的進(jìn)程隔離。（而且一個進(jìn)程的內(nèi)存空間還被分為了用戶空間和內(nèi)核空間，二者也是相互隔離的。這里不做探討）所以在Linux中，進(jìn)程與進(jìn)程之間是相互隔離的，而且進(jìn)程中的用戶和內(nèi)核空間也是隔離的。
也就是說為了安全和獨立，一個進(jìn)程是不能直接操作或者訪問另外一個進(jìn)程的內(nèi)存空間的。他們之間既然是隔離的，在需要通信、協(xié)作的時候就需要使用進(jìn)程間通信技術(shù)（即IPC，也稱跨進(jìn)程通信），我們都知道Android框架是建立在Linux之上的，當(dāng)然也會面對進(jìn)程間通訊的問題。
為什么使用Binder
在Linux系統(tǒng)中為了達(dá)到進(jìn)程間通訊的目的，我們可以選用諸如管道、Socket等技術(shù)手段，那么為什么Android選用了Binder這種新型的IPC技術(shù)，放棄了原有成熟的技術(shù)呢？
主要有如下兩個方面：
- 性能角度
由于在移動設(shè)備諸如省電等性能的考慮，廣泛地使用進(jìn)程間通訊對于通信機制的性能有嚴(yán)格的要求，Binder相對于傳統(tǒng)的Socket、管道方式更加高效。Bidner數(shù)據(jù)拷貝只需要一次，而管道、消息隊列、Socket都需要2次，內(nèi)存共享方式一次內(nèi)存拷貝都不需要，但是實現(xiàn)起來難度高，復(fù)雜性大。
2.穩(wěn)定性角度
傳統(tǒng)的進(jìn)程通信方式對于通信雙方的身份并沒有做出嚴(yán)格的驗證，比如Socket通信ip地址是客戶端手動填入，很容易進(jìn)行偽造，而Binder機制從協(xié)議本身就支持對通信雙方做身份校檢，因而大大提升了安全性。
Binder機制
IPC機制簡單描述
每個Android的進(jìn)程，只能運行在自己進(jìn)程所擁有的虛擬地址空間。對應(yīng)一個4GB的虛擬地址空間，其中3GB是用戶空間，1GB是內(nèi)核空間，當(dāng)然內(nèi)核空間的大小是可以通過參數(shù)配置調(diào)整的。對于用戶空間，不同進(jìn)程之間彼此是不能共享的，而內(nèi)核空間卻是可共享的。Client進(jìn)程向Server進(jìn)程通信，恰恰是利用進(jìn)程間可共享的內(nèi)核內(nèi)存空間來完成底層通信工作的，Client端與Server端進(jìn)程往往采用ioctl等方法跟內(nèi)核空間的驅(qū)動進(jìn)行交互。
舉例分析
首先我們看看我們的程序跨進(jìn)程調(diào)用系統(tǒng)服務(wù)的簡單示例，實現(xiàn)浮動窗口部分代碼：
//獲取WindowManager服務(wù)引用
WindowManager wm = (WindowManager)getSystemService(getApplication().WINDOW_SERVICE);
//布局參數(shù)layoutParams相關(guān)設(shè)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(wù)都是運行在systemServer進(jìn)程中，因此我們調(diào)用系統(tǒng)服務(wù)都是跨進(jìn)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(yuǎn)程調(diào)用，調(diào)用的是運行在systemServer進(jìn)程中的WindowManager的addView函數(shù)。那么addView函數(shù)做了什么呢?我們繼續(xù)看。
代碼執(zhí)行過程
假設(shè)你已經(jīng)創(chuàng)建好服務(wù)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：
代碼調(diào)用過程
看了這個圖以后，相信你對你的代碼在調(diào)用遠(yuǎn)程進(jìn)程函數(shù)時有個全局的認(rèn)識。這張圖有一點很重要，就是客戶端當(dāng)前線程會被掛起！因此，如果遠(yuǎn)程進(jìn)程是執(zhí)行長時間的運算，請不要使用主線程去調(diào)用遠(yuǎn)程函數(shù)，以防止ANR。
Binder的C/S架構(gòu)
上面一節(jié)我們對遠(yuǎn)程進(jìn)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(wù)，并且讓用戶跨進(jìn)程調(diào)用這些服務(wù)呢？首先我們看看調(diào)用系統(tǒng)服務(wù)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。客戶端首先向ServiceManager查詢得到具體的Service引用，然后通過這個引用向具體的服務(wù)端發(fā)送請求，服務(wù)端執(zhí)行完成后就返回。
Binder驅(qū)動實現(xiàn)原理
服務(wù)端跨進(jìn)程的類都要繼承Binder類。我們所持有的Binder引用(即服務(wù)端的類引用)并不是實際真實的遠(yuǎn)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(shè)備驅(qū)動根據(jù)我們的引用對象找到對應(yīng)的遠(yuǎn)程進(jìn)程?？蛻舳艘{(diào)用遠(yuǎn)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(biāo)識符（標(biāo)記遠(yuǎn)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(yīng)的遠(yuǎn)程進(jìn)程的共享內(nèi)存，把數(shù)據(jù)拷貝到遠(yuǎn)程進(jìn)程的共享內(nèi)存中，并通知遠(yuǎn)程進(jìn)程執(zhí)行onTransact()函數(shù)，這個函數(shù)也是屬于Binder類。遠(yuǎn)程進(jìn)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(yuǎn)程進(jìn)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(wù)引用
WindowManager wm = (WindowManager)getSystemService(getApplication().WINDOW_SERVICE);
//布局參數(shù)layoutParams相關(guān)設(shè)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(biāo)識符為getApplication().WINDOW_SERVICE的遠(yuǎn)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。
