Android Binder机制总结

知识要点：

1. Binder通信机制的架构

2. 实现进程间通信的步骤

3. 完整的Binder通信过程

4. Binder驱动的内核空间和用户空间的数据传输

5. AIDL工具的原理

6. Binder通信过程中进程和线程的切换，什么是Binder线程

应用实现进程间通信的类图

应用发起进程间通信调用的流程图

AIDL文件编译生成后的java文件

package com.xiaopeng.montecarlo.root;
// Declare any non-default types here with import statementspublic interface IMyAidlInterface extends android.os.IInterface {/*** Demonstrates some basic types that you can use as parameters* and return values in AIDL.*/public void interfaceA(int type) throws android.os.RemoteException;public void interfaceB(int type) throws android.os.RemoteException;/*** Local-side IPC implementation stub class.* 表示服务端的内部类Stub*/public static abstract class Stub extends android.os.Binder implements com.xiaopeng.montecarlo.root.IMyAidlInterface {static final int TRANSACTION_interfaceA = (android.os.IBinder.FIRST_CALL_TRANSACTION + 0);static final int TRANSACTION_interfaceB = (android.os.IBinder.FIRST_CALL_TRANSACTION + 1);private static final java.lang.String DESCRIPTOR = "com.xiaopeng.montecarlo.root.IMyAidlInterface";/*** Construct the stub at attach it to the interface.*/public Stub() {this.attachInterface(this, DESCRIPTOR);}/*** Cast an IBinder object into an com.xiaopeng.montecarlo.root.IMyAidlInterface interface,* generating a proxy if needed.*/public static com.xiaopeng.montecarlo.root.IMyAidlInterface asInterface(android.os.IBinder obj) {if ((obj == null)) {return null;}android.os.IInterface iin = obj.queryLocalInterface(DESCRIPTOR);if (((iin != null) && (iin instanceof com.xiaopeng.montecarlo.root.IMyAidlInterface))) {return ((com.xiaopeng.montecarlo.root.IMyAidlInterface) iin);}return new com.xiaopeng.montecarlo.root.IMyAidlInterface.Stub.Proxy(obj);}@Overridepublic android.os.IBinder asBinder() {return this;}@Overridepublic boolean onTransact(int code, android.os.Parcel data, android.os.Parcel reply, int flags) throws android.os.RemoteException {java.lang.String descriptor = DESCRIPTOR;switch (code) {case INTERFACE_TRANSACTION: {reply.writeString(descriptor);return true;}case TRANSACTION_interfaceA: {data.enforceInterface(descriptor);int _arg0;_arg0 = data.readInt();this.interfaceA(_arg0);reply.writeNoException();return true;}case TRANSACTION_interfaceB: {data.enforceInterface(descriptor);int _arg0;_arg0 = data.readInt();this.interfaceB(_arg0);reply.writeNoException();return true;}default: {return super.onTransact(code, data, reply, flags);}}}//表示客户端的内部类Proxyprivate static class Proxy implements com.xiaopeng.montecarlo.root.IMyAidlInterface {private android.os.IBinder mRemote;Proxy(android.os.IBinder remote) {mRemote = remote;}@Overridepublic android.os.IBinder asBinder() {return mRemote;}public java.lang.String getInterfaceDescriptor() {return DESCRIPTOR;}/*** Demonstrates some basic types that you can use as parameters* and return values in AIDL.*/@Overridepublic void interfaceA(int type) throws android.os.RemoteException {android.os.Parcel _data = android.os.Parcel.obtain();android.os.Parcel _reply = android.os.Parcel.obtain();try {_data.writeInterfaceToken(DESCRIPTOR);_data.writeInt(type);mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_interfaceA, _data, _reply, 0);_reply.readException();} finally {_reply.recycle();_data.recycle();}}@Overridepublic void interfaceB(int type) throws android.os.RemoteException {android.os.Parcel _data = android.os.Parcel.obtain();android.os.Parcel _reply = android.os.Parcel.obtain();try {_data.writeInterfaceToken(DESCRIPTOR);_data.writeInt(type);mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_interfaceB, _data, _reply, 0);_reply.readException();} finally {_reply.recycle();_data.recycle();}}}}
}

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“总而言之，常规文件操作需要从磁盘到页缓存再到用户主存的两次数据拷贝。而mmap操控文件，只需要从磁盘到用户主存的一次数据拷贝过程。说白了，

1、mmap的关键点是实现了用户空间和内核空间的数据直接交互而效率更高。

2、mmap还提供了两个进程间共享内存及相互通信的一种方式。同时，如果进程A和进程B都映射了区域C，当A第一次读取C时通过缺页从磁盘复制文件页到内存中；但当B再读C的相同页面时，虽然也会产生缺页异常，但是不再需要从磁盘中复制文件过来，而可直接使用已经保存在内存中的文件数据。

3、可用于实现高效的大规模数据传输。内存空间不足，是制约大数据操作的一个方面，解决方案往往是借助硬盘空间协助操作，补充内存的不足。但是进一步会造成大量的文件I/O操作，极大影响效率。这个问题可以通过mmap映射很好的解决。换句话说，但凡是需要用磁盘空间代替内存的时候，mmap都可以发挥其功效。”

总结：

1. Binder机制基于Client/Service架构

2. Binder机制由Client端、Service端、Service Manager、Binder驱动构成，所以的Binder服务必须向Service Manager注册，Service Manager本身就是一个Binder服务。

3. AIDL将Binder的实现标准化，帮助快速生成客户端和服务端的实现方法。服务端需定义好提供给外部的接口文件.AIDL，编译后即生成Binder服务的实现和客户端的调用类，并在服务端继承该新生成类的内部抽象类：Stub，实现定义好的接口。然后把接口文件拷贝到客户端。

4. 该类是一个interface，继承于android.os.IInterface。其中有静态抽象类Stub继承于Binder并实现服务接口，客户端通过先要向ServiceManager查询所要调用的服务，ServiceManager返回注册过的Binder句柄，然后通过客户端通过Stub.asInterface方法得到该服务的Proxy代理类，在该类中会将客户端对服务接口的调用通过Binder.transact方法转换到Binder驱动的内核调用，继而转换到该接口服务端的Stub.onTransact调用到具体实现，并通过Binder驱动将结果返回

5. Binder驱动的实现原理是基于mmap，mmap只需要禁行一次拷贝，效率更高，实现了用户空间和内核空间的直接数据传递。他为每个Binder服务维护一个Binder线程和相应的上下文信息。

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