什么是Binder

　　Binder是Android中特有的一種跨進(jìn)程通訊的方式。 但我們?cè)谄綍r(shí)的開(kāi)發(fā)過(guò)程中， 可能很少用的。 而B(niǎo)inder的整個(gè)體系結(jié)構(gòu)又尤為復(fù)雜， 一般很難通過(guò)網(wǎng)上的一兩篇博客， 就能把Binder吃透， 我們需要通過(guò)源碼及Binder的一些架構(gòu)原理， 來(lái)進(jìn)行研究。 后面的章節(jié)我們將主要通過(guò)3個(gè)部分來(lái)由淺至深來(lái)了解Binder。 首先我們先看在實(shí)際的開(kāi)發(fā)中怎么來(lái)實(shí)現(xiàn)Binder通訊， 接著分析Binder框架的原理， 最后結(jié)合源碼進(jìn)行分析。

　　為什么感覺(jué)Binder很陌生？

　　1、項(xiàng)目業(yè)務(wù)簡(jiǎn)單， 不涉及多進(jìn)程通訊

　　2、涉及多進(jìn)程通訊， 只簡(jiǎn)單用AIDL， 沒(méi)深入了解

　　為什么要學(xué)習(xí)Binder？

　　Binder作為Android核心的跨進(jìn)程通訊方式。 如果我們要研究Android的源碼， Binder是一道需要跨過(guò)去的坎。 我們都知道系統(tǒng)的各種服務(wù)運(yùn)行在SystemServer進(jìn)程中， 我們應(yīng)用與系統(tǒng)的各種交互都涉及到跨進(jìn)程通訊。

　　例如最簡(jiǎn)單的啟動(dòng)一個(gè)Activity、啟動(dòng)一個(gè)Service。 到例如使用系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)、硬件、等各種Service， 其實(shí)都涉及到跨進(jìn)程通訊。 只是系統(tǒng)為我們做好了各種封裝調(diào)用而已。

　　所以如果你只希望一直停留在應(yīng)用層的業(yè)務(wù)開(kāi)發(fā)， 其實(shí)你可能一直永遠(yuǎn)都不知道Binder， 但是一旦你開(kāi)始了解Android的源碼， 那么你總會(huì)與Binder相遇。

　　Android為什么使用Binder作為主要進(jìn)程間通訊機(jī)制？

　　1、安全性：Binder機(jī)制從協(xié)議本身就支持對(duì)通信雙方做身份校檢， 安全性高。 傳統(tǒng)的進(jìn)程通信方式對(duì)于通信雙方的身份并沒(méi)有做出嚴(yán)格的驗(yàn)證， 只有在上層協(xié)議上進(jìn)行架設(shè)；比如Socket通信ip地址是客戶(hù)端手動(dòng)填入的， 都可以進(jìn)行偽造

　　2、性能：socket作為一款通用接口， 其傳輸效率低， 開(kāi)銷(xiāo)大， 主要用在跨網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)程間通信和本機(jī)上進(jìn)程間的低速通信， Binder其實(shí)通過(guò)Binder驅(qū)動(dòng)在內(nèi)核區(qū)域進(jìn)行了數(shù)據(jù)的傳輸， 性能高

　　如何實(shí)現(xiàn)一個(gè)Binder通訊？

　　1、在項(xiàng)目中新建一個(gè)aidl

　　// IBookManager.aidlpackagecom.jd.test.myapplication;importcom.jd.test.myapplication.Book; // Declare any non-default types here with import statementsinterfaceIBookManager{ /** * Demonstrates some basic types that you can use as parameters * and return values in AIDL. */voidbasicTypes(intanInt, longaLong, booleanaBoolean,floataFloat, doubleaDouble, String aString); List<Book> getBooks(); voidaddBook(in Book book);}

　　2、創(chuàng)建一個(gè)在獨(dú)立進(jìn)程的Service

　　<service android: name= ".BookManagerService"android:process= ":remote"/>publicclassBookManagerServiceextendsService{ privateCopyOnWriteArrayList<Book> mBookList=newCopyOnWriteArrayList<>(); @OverridepublicvoidonCreate(){ super.onCreate(); mBookList.add(newBook( 1, "Android")); mBookList.add( newBook( 2, "IOS")); } privateBinder mBinder=newIBookManager.Stub(){ @OverridepublicvoidbasicTypes(intanInt, longaLong,booleanaBoolean, floataFloat, doubleaDouble, String aString)throwsRemoteException { }@OverridepublicList<Book> getBooks()throwsRemoteException { returnmBookList; }@OverridepublicvoidaddBook(Book book)throwsRemoteException { mBookList.add(book); } };@Nullable@OverridepublicIBinder onBind(Intent intent){ returnmBinder; }}

　　3、另外一個(gè)進(jìn)程， 啟用遠(yuǎn)程的Service， 并調(diào)用接口方法， 進(jìn)行通訊

　　public classMainActivityextendsActivity{ @Overrideprotectedvoid onCreate(BundlesavedInstanceState) { super.onCreate(savedInstanceState); setContentView(R.layout.activity_main); Intentintent= newIntent( this, BookManagerService. class); bindService(intent,mConnection, Context. BIND_AUTO_CREATE); }privateServiceConnectionmConnection= newServiceConnection() { @Overridepublic void onServiceConnected( ComponentNamecomponentName, IBinderiBinder) {IBookManagermanager= IBookManager. Stub.asInterface(iBinder); try{ List< Book> books=manager.getBooks(); System.out.println( "books:"+books); } catch( RemoteExceptione) { e.printStackTrace(); } } @Overridepublic void onServiceDisconnected(ComponentNamecomponentName) { } };}

　　只能說(shuō)so easy。 Android提供了優(yōu)秀的API， 使得我們可以很方便的通過(guò)AIDL實(shí)現(xiàn)進(jìn)程間的通訊。 貌似我們實(shí)現(xiàn)了進(jìn)程間通訊， 但是連Binder的身影都沒(méi)看到， 這也就是上面的Binder對(duì)很多童鞋都很陌生的原因。

　　Binder的原理

　　我們定義了AIDI后， 默認(rèn)系統(tǒng)都會(huì)生成一個(gè)集成了IInterface的接口的類(lèi)， eclipse默認(rèn)是在gen目錄下。

　　/* * This file is auto-generated. DO NOT MODIFY. * Original file: G:SourceDemoMyApplicationappsrcmainaidlcomjdtestmyapplicationIBookManager.aidl */packagecom.jd.test.myapplication; // Declare any non-default types here with import statementspublicinterfaceIBookManagerextendsandroid.os.IInterface{ /** Local-side IPC implementation stub class. */publicstaticabstractclassStubextendsandroid.os.Binderimplementscom.jd.test.myapplication.IBookManager{ privatestaticfinaljava.lang.String DEOR = "com.jd.test.myapplication.IBookManager";/** Construct the stub at attach it to the interface. */publicStub(){ this.attachInterface( this, DEOR);}/** * Cast an IBinder object into an com.jd.test.myapplication.IBookManager interface, * generating a proxy if needed. */publicstaticcom.jd.test.myapplication. IBookManagerasInterface(android.os.IBinder obj){ if((obj== null)) { returnnull;}android.os.IInterface iin = obj.queryLocalInterface(DEOR); if(((iin!= null)&&(iininstanceofcom.jd.test.myapplication.IBookManager))) {return((com.jd.test.myapplication.IBookManager)iin);}returnnewcom.jd.test.myapplication.IBookManager.Stub.Proxy(obj);} @Overridepublicandroid.os.IBinder asBinder(){ returnthis;} @OverridepublicbooleanonTransact(intcode, android.os.Parcel data, android.os.Parcel reply, intflags)throwsandroid.os.RemoteException{ switch(code){caseINTERFACE_TRANSACTION:{reply.writeString(DEOR); returntrue;}caseTRANSACTION_basicTypes:{data.enforceInterface(DEOR); int_arg0;_arg0 = data.readInt();long_arg1;_arg1 = data.readLong(); boolean_arg2;_arg2 = ( 0!=data.readInt()); float_arg3;_arg3 = data.readFloat(); double_arg4;_arg4 = data.readDouble();java.lang.String _arg5;_arg5 = data.readString(); this.basicTypes(_arg0, _arg1, _arg2, _arg3, _arg4, _arg5);reply.writeNoException();returntrue;} caseTRANSACTION_getBooks:{data.enforceInterface(DEOR);java.util.List<com.jd.test.myapplication.Book> _result =this.getBooks();reply.writeNoException();reply.writeTypedList(_result); returntrue;}caseTRANSACTION_addBook:{data.enforceInterface(DEOR);com.jd.test.myapplication.Book _arg0;if(( 0!=data.readInt())) {_arg0 = com.jd.test.myapplication.Book.CREATOR.createFromParcel(data);}else{_arg0 = null;} this.addBook(_arg0);reply.writeNoException(); returntrue;}}returnsuper.onTransact(code, data, reply, flags);}privatestaticclassProxyimplementscom.jd.test.myapplication.IBookManager{privateandroid.os.IBinder mRemote;Proxy(android.os.IBinder remote){mRemote = remote;}@Overridepublicandroid.os. IBinder asBinder(){ returnmRemote;} publicjava.lang. StringgetInterfaceDeor(){ returnDEOR;} /** * Demonstrates some basic types that you can use as parameters * and return values in AIDL. */@OverridepublicvoidbasicTypes(intanInt, longaLong,booleanaBoolean, floataFloat, doubleaDouble, java.lang.String aString)throwsandroid.os.RemoteException{android.os.Parcel _data = android.os.Parcel.obtain();android.os.Parcel _reply = android.os.Parcel.obtain();try{_data.writeInterfaceToken(DEOR);_data.writeInt(anInt);_data.writeLong(aLong);_data.writeInt(((aBoolean)?( 1):(0)));_data.writeFloat(aFloat);_data.writeDouble(aDouble);_data.writeString(aString);mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_basicTypes, _data, _reply, 0);_reply.readException();}finally{_reply.recycle();_data.recycle();}}@Overridepublicjava.util.List<com.jd.test.myapplication.Book> getBooks()throwsandroid.os.RemoteException{android.os.Parcel _data = android.os.Parcel.obtain();android.os.Parcel _reply = android.os.Parcel.obtain();java.util.List<com.jd.test.myapplication.Book> _result;try{_data.writeInterfaceToken(DEOR);mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_getBooks, _data, _reply, 0);_reply.readException();_result = _reply.createTypedArrayList(com.jd.test.myapplication.Book.CREATOR);}finally{_reply.recycle();_data.recycle();} return_result;}@OverridepublicvoidaddBook(com.jd.test.myapplication.Book book)throwsandroid.os.RemoteException{android.os.Parcel _data = android.os.Parcel.obtain();android.os.Parcel _reply = android.os.Parcel.obtain();try{_data.writeInterfaceToken(DEOR); if((book!= null)) {_data.writeInt( 1);book.writeToParcel(_data,0);} else{_data.writeInt( 0);}mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_addBook, _data, _reply,0);_reply.readException();} finally{_reply.recycle();_data.recycle();}}}staticfinalintTRANSACTION_basicTypes = (android.os.IBinder.FIRST_CALL_TRANSACTION + 0);staticfinalintTRANSACTION_getBooks = (android.os.IBinder.FIRST_CALL_TRANSACTION + 1);staticfinalintTRANSACTION_addBook = (android.os.IBinder.FIRST_CALL_TRANSACTION + 2);} /** * Demonstrates some basic types that you can use as parameters * and return values in AIDL. */publicvoidbasicTypes(intanInt, longaLong, booleanaBoolean, floataFloat, doubleaDouble, java.lang.String aString)throwsandroid.os.RemoteException;publicjava.util.List<com.jd.test.myapplication.Book> getBooks()throwsandroid.os.RemoteException; publicvoidaddBook(com.jd.test.myapplication.Book book)throwsandroid.os.RemoteException;}

　　這個(gè)類(lèi)也就是我們?cè)趏nServiceConnected中使用的接口。 在這個(gè)IBookManager中我們有幾個(gè)關(guān)鍵的類(lèi)Stub、Proxy， 也見(jiàn)到了久違的Binder。 那么糾結(jié)Binder是怎么樣來(lái)進(jìn)行間通訊的呢？下面我們先通過(guò)一個(gè)示例圖來(lái)簡(jiǎn)單描述一下該流程。

　　IInterface結(jié)構(gòu)分析

　　首先變量DEOR定義了接口和對(duì)應(yīng)方法的唯一標(biāo)示。 因?yàn)锽inder其實(shí)是一種底層的通訊方式， Google工程師將Binder包裝成了一種對(duì)象的引用。 所以這里的標(biāo)識(shí)是告訴底層的Binder驅(qū)動(dòng)， 我的Binder引用標(biāo)識(shí)， 對(duì)應(yīng)的方法標(biāo)識(shí)。 這樣Binder驅(qū)動(dòng)才能在進(jìn)程間進(jìn)行裝換。

　　Proxy：實(shí)現(xiàn)了IBookManager接口， 這個(gè)代理類(lèi)是往Binder驅(qū)動(dòng)里面寫(xiě)數(shù)據(jù)， 通過(guò)調(diào)用Binder的transact方法往Binder驅(qū)動(dòng)寫(xiě)Parcel數(shù)據(jù)。 可以理解為告訴Binder驅(qū)動(dòng)我們要調(diào)用什么方法

　　mRemote.transact( Stub.TRANSACTION_addBook, _ data, _ reply, 0);

　　Stub：繼承了Binder， 實(shí)現(xiàn)了IBookManager接口。 Binder驅(qū)動(dòng)調(diào)用遠(yuǎn)程方法成功后， 要回調(diào)告訴執(zhí)行的結(jié)果。 通過(guò)回調(diào)onTransact方法。 將Binder驅(qū)動(dòng)中的Parcel數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為我們的回調(diào)數(shù)據(jù)。

　　IBinder引用是什么時(shí)候注冊(cè)到了Binder驅(qū)動(dòng)中呢？

　　我們知道Stub繼承了Binder， 那么當(dāng)Stub實(shí)例化的時(shí)候， 這個(gè)時(shí)候Binder無(wú)參構(gòu)造被調(diào)用， 執(zhí)行了一個(gè)native 的init方法。 這個(gè)時(shí)候向Binder驅(qū)動(dòng)注冊(cè)了IBinder的引用

　　publicBinder(){ init(); if(FIND_POTENTIAL_LEAKS) { finalClass<? extendsBinder> klass = getClass(); if((klass.isAnonymousClass() || klass.isMemberClass() || klass.isLocalClass()) && (klass.getModifiers() & Modifier.STATIC) == 0) { Log.w(TAG, "The following Binder class should be static or leaks might occur: "+ klass.getCanonicalName()); } } } privatenativefinalvoidinit();transact方法（往Binder驅(qū)動(dòng)寫(xiě)數(shù)據(jù)）最后調(diào)用為BinderProxy代理類(lèi)的transactpublicbooleantransact(intcode, Parcel data, Parcel reply,intflags)throwsRemoteException { Binder.checkParcel( this, code, data, "Unreasonably large binder buffer"); returntransactNative(code, data, reply, flags); }publicnativebooleantransactNative(intcode, Parcel data, Parcel reply,intflags)throwsRemoteException; onTransact方法 （Binder驅(qū)動(dòng)回調(diào)數(shù)據(jù)）

　　根據(jù)定義的常量標(biāo)識(shí)， 解析Parcel數(shù)據(jù)， 回調(diào)本地方法

　　@ Overridepublic boolean onTransact(int code, android.os. Parceldata, android.os.Parcelreply, int flags) throws android.os.RemoteException{ switch(code) { caseINTERFACE_TRANSACTION: {reply.writeString(DEOR); returntrue; }caseTRANSACTION_basicTypes: {data.enforceInterface(DEOR);int _arg0; _arg0 = data.readInt();long _arg1; _arg1 =data.readLong();boolean _arg2; _arg2 = ( 0!= data.readInt());float _arg3; _arg3 =data.readFloat();double _arg4; _arg4 = data.readDouble();java.lang. String_arg5; _arg5 =data.readString();this.basicTypes(_arg0, _arg1, _arg2, _arg3, _arg4, _arg5); reply.writeNoException(); return true; } caseTRANSACTION_getBooks: { data.enforceInterface(DEOR);java.util.List<com.jd.test.myapplication. Book> _result = this.getBooks(); reply.writeNoException(); reply.writeTypedList(_result); return true; } caseTRANSACTION_addBook: {data.enforceInterface(DEOR);com.jd.test.myapplication. Book_arg0; if(( 0!= data.readInt())) { _arg0=com.jd.test.myapplication.Book.CREATOR.createFromParcel(data); } else { _arg0= null; }this.addBook(_arg0); reply.writeNoException(); return true; } } return super.onTransact(code, data, reply, flags);} Binder應(yīng)用層源碼實(shí)現(xiàn)流程分析

　　我們了解了Binder通訊的一些基礎(chǔ)原理后， 通過(guò)應(yīng)用層的調(diào)用來(lái)追蹤整個(gè)執(zhí)行的流程。 下面我們通過(guò)一個(gè)表格索引來(lái)描述Binder通訊的結(jié)構(gòu)

　　1、本文對(duì)Bidner做了一些整體的介紹， 主要是基于應(yīng)用層的流程進(jìn)行分析， 如果要徹底搞清楚Bidner， 可能還需閱讀Binder驅(qū)動(dòng)的源碼及Bidner的協(xié)議等

　　2、Binder在Android體系中， 有著非常重要的地位， 是核心的IPC方式。 如果希望學(xué)習(xí)Android源碼， Binder是一道需要越過(guò)去的坎。