Binder IPC跨进程通讯学习记录

IPC跨进程通讯的方式有 socket/管道/广播/binder，在android 中用的最广泛的就是binder几乎底层通讯都是使用binder来处理的例如：ActivityThread 和 IApplication等等，少数使用了socket 例如在zogit系统启动的时候。

binder通讯原理

代码调用流程

binder优点

binder通讯原理

在手机系统中我们可以创建很多app，每一个app就是一个进程，每个进程/线程的内存都是独立的，不是数据共享的。
但是在系统内核中内存是共享的，所以我们要想实现夸进程就需要通过内核层的内存实现数据交互/共享。
内核中内存的数据共享就是通过binder驱动来实现的。

不同进程之间数据交互是通过内核层的‘内存共享’实现的，个人理解他的思想就和我们的多线程开发道理很相似：多个线程之间是不能直接交互数据的，每个线程都有自己的工作内存，每个线程工作完后就会把数据拷贝到主内存中，然后其他线程才能获取到新数据。

binder在android系统中分为三层：
1.java层就是我们的Application层。
2.jni层过度层，帮助我们java层和c/c++层传递数据
3.c/c++层 binder 驱动层核心层

我们重点需要了解的有java层和 binder驱动层，java层也就是我们直接使用的层面主要有 IBinder 接口和 Binder类以及IInterface接口，Binder实现了 IBinder 接口，有些重要的方法，接下来在做分析。
binder驱动层有binder.c 和 binder.h 文件，binder在底层有很多结构体比如binder_node等等。
我们应用层每创建一个service，底层就对应创建一个binder实体，binder实体链接了我们的serve端和client端，并且根据具体的discriptor去通知serviceManager去返回对应的service对象给client使用。

代码调用流程

service的注册
我们需要注意的是两个接口和一个类1.IInterface 2. IBinder 3. Binder
1. IInterface

/**
 * Base class for Binder interfaces.  When defining a new interface,
 * you must derive it from IInterface.
翻译：必须要实现的接口，当创建binder子类时候
 */
public interface IInterface
{
    /**
     * Retrieve the Binder object associated with this interface.
     * You must use this instead of a plain cast, so that proxy objects
     * can return the correct result.
     */
    public IBinder asBinder();
}

通过注释我们可以看到我们创建binder子类时候，必须要实现的接口。所以：创建一个接口IClient

public interface IClient extends android.os.IInterface {
    public void take(com.parrot.car.aidl.Book x) throws android.os.RemoteException;

    /** Local-side IPC implementation stub class. */
    public static abstract class Stub extends android.os.Binder implements com.parrot.car.aidl.IClient {

绑定当前binder对象到IInterface接口

 /** Construct the stub at attach it to the interface. */
        public Stub() {
            this.attachInterface(this, DESCRIPTOR);
        }

2. IBinder 接口有一个重要的方法

public boolean transact(int code, @NonNull Parcel data, @Nullable Parcel reply, int flags)
        throws RemoteException;

3. Binder 类
BInder类中有一个内部类BinderProxy这个内部类主要是链接Jni层的代理类
binder中实现的Ibinder接口的方法

    /**
     * Default implementation rewinds the parcels and calls onTransact.  On
     * the remote side, transact calls into the binder to do the IPC.
     */
    public final boolean transact(int code, @NonNull Parcel data, @Nullable Parcel reply,
            int flags) throws RemoteException {
        if (false) Log.v("Binder", "Transact: " + code + " to " + this);
        Log.e("---bbb-----","----transact----");
        if (data != null) {
            data.setDataPosition(0);
        }
        boolean r = onTransact(code, data, reply, flags);
        if (reply != null) {
            reply.setDataPosition(0);
        }
        return r;
    }

这个方法是被我们客户端直接调用的。

// Entry point from android_util_Binder.cpp's onTransact
//翻译：被jni 层的 android_util_Binder.cpp 的 onTransact 方法调用
    private boolean execTransact(int code, long dataObj, long replyObj,
            int flags) {
        BinderCallsStats binderCallsStats = BinderCallsStats.getInstance();
        BinderCallsStats.CallSession callSession =  
        ....
            res = onTransact(code, data, reply, flags);
        } catch (RemoteException|RuntimeException e) {
  
        ...
      
        return res;
    }

这个方法是被系统底层jni层调用的，application层不直接调用
关于BinderProxy是底层的代理类，直接访问的是JNI层

/**
 * Java proxy for a native IBinder object.
 * Allocated and constructed by the native javaObjectforIBinder function. Never allocated
 * directly from Java code.
 */
final class BinderProxy implements IBinder {

上面是java层重要的类，整个通讯的开始是从serve端向serviceManager注册service对象，首先serve端的Stub构造方法中会根据这个DISCRIPPOR字段把当前的service绑定到IInterface上。service对象会被注册到serviceManager中根据，在native层service是以binder实体存在，每个service在binder驱动中都有一个binder实体。

client获取service对象
客户端通过binderService()调用

     /**
         * Cast an IBinder object into an com.parrot.car.aidl.IClient interface,
         * generating a proxy if needed.
         */
        public static com.parrot.car.aidl.IClient asInterface(android.os.IBinder obj) {
            if ((obj == null)) {
                return null;
            }
            android.os.IInterface iin = obj.queryLocalInterface(DESCRIPTOR);
            if (((iin != null) && (iin instanceof com.parrot.car.aidl.IClient))) {
                return ((com.parrot.car.aidl.IClient) iin);
            }
            return new com.parrot.car.aidl.IClient.Stub.Proxy(obj);
        }

会根据这ESCRIPTOR到serviceManager中获取service对象。

调用方法传递数据

binder优点

1.binder的数据传输的时候只需要拷贝一次，而其他通讯需要拷贝两次，所以极大的降低了底层的耗时。
2.binder的安全性，因为binder在通讯时系统会先通过uid和pid的验证，然后才通讯。
3.binder是使用C/S的通讯，client和serve通讯简单方便，而且binder是liunx自带的通讯方式。

Binder 实例： https://github.com/WangRain1/aidl

参考学习： https://www.cnblogs.com/xinmengwuheng/p/7070167.html
https://www.cnblogs.com/mingfeng002/p/10696023.html

WangRain1 博客专家

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