Android系統(tǒng)中，涉及到多進(jìn)程間的通信底層都是依賴于Binder IPC機(jī)制。例如當(dāng)進(jìn) 程A中的Activity要向進(jìn)程B中的Service通信，這便需要依賴于Binder IPC。不僅于 此，整個(gè)Android系統(tǒng)架構(gòu)中，大量采用了Binder機(jī)制作為IPC（進(jìn)程間通信， Interprocess Communication）方案。
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當(dāng)然也存在部分其他的IPC方式，如管道、SystemV、Socket等。那么Android為什 么不使用這些原有的技術(shù)，而是要使開(kāi)發(fā)一種新的叫Binder的進(jìn)程間通信機(jī)制呢？
（順手留下GitHub鏈接，需要獲取相關(guān)面試等內(nèi)容的可以自己去找）
https://github.com/xiangjiana/Android-MS
(VX：mm14525201314)
為什么要使用Binder？
性能方面 在移動(dòng)設(shè)備上（性能受限制的設(shè)備，比如要省電），廣泛地使用跨進(jìn)程通信對(duì)通信 機(jī)制的性能有嚴(yán)格的要求，Binder相對(duì)于傳統(tǒng)的Socket方式，更加高效。Binder數(shù) 據(jù)拷貝只需要一次，而管道、消息隊(duì)列、Socket都需要2次，共享內(nèi)存方式一次內(nèi) 存拷貝都不需要，但實(shí)現(xiàn)方式又比較復(fù)雜。
安全方面
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，比如Socket通信 的IP地址是客戶端手動(dòng)填入，很容易進(jìn)行偽造。然而，Binder機(jī)制從協(xié)議本身就支 持對(duì)通信雙方做身份校檢，從而大大提升了安全性。
IPC原理
從進(jìn)程角度來(lái)看IPC（Interprocess Communication）機(jī)制
每個(gè)Android的進(jìn)程，只能運(yùn)行在自己進(jìn)程所擁有的虛擬地址空間。例如，對(duì)應(yīng)一 個(gè)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(guò)參數(shù)配置調(diào)整的。對(duì)于用戶空間，不同進(jìn)程之間是不能共享的，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(lái)完成底層通信工作的。Client端與Server端進(jìn)程往往采用ioctl等方 法與內(nèi)核空間的驅(qū)動(dòng)進(jìn)行交互。
Binder原理
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)，其中ServiceManager用于管理系統(tǒng)中的各種服務(wù)。架構(gòu)圖如下所 示：
Binder通信的四個(gè)角色
Client進(jìn)程：使用服務(wù)的進(jìn)程。
Server進(jìn)程：提供服務(wù)的進(jìn)程。
ServiceManager進(jìn)程：ServiceManager的作用是將字符形式的Binder名字轉(zhuǎn)化成 Client中對(duì)該Binder的引用，使得Client能夠通過(guò)Binder名字獲得對(duì)Server中Binder 實(shí)體的引用。
Binder驅(qū)動(dòng)：驅(qū)動(dòng)負(fù)責(zé)進(jìn)程之間Binder通信的建立，Binder在進(jìn)程之間的傳遞， Binder引用計(jì)數(shù)管理，數(shù)據(jù)包在進(jìn)程之間的傳遞和交互等一系列底層支持。
Binder運(yùn)行機(jī)制
圖中Client/Server/ServiceManage之間的相互通信都是基于Binder機(jī)制。既然基于 Binder機(jī)制通信，那么同樣也是C/S架構(gòu)，則圖中的3大步驟都有相應(yīng)的Client端與 Server端。
注冊(cè)服務(wù)(addService)：Server進(jìn)程要先注冊(cè)Service到ServiceManager。該過(guò) 程：Server是客戶端，ServiceManager是服務(wù)端。
獲取服務(wù)(getService)：Client進(jìn)程使用某個(gè)Service前，須先向ServiceManager中 獲取相應(yīng)的Service。該過(guò)程：Client是客戶端，ServiceManager是服務(wù)端。
使用服務(wù)：Client根據(jù)得到的Service信息建立與Service所在的Server進(jìn)程通信的通 路，然后就可以直接與Service交互。該過(guò)程：Client是客戶端，Server是服務(wù)端。
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 （Interprocess Communication）方式。其中Binder驅(qū)動(dòng)位于內(nèi)核空間，Client， Server，Service Manager位于用戶空間。Binder驅(qū)動(dòng)和Service Manager可以看做 是Android平臺(tái)的基礎(chǔ)架構(gòu)，而Client和Server是Android的應(yīng)用層，開(kāi)發(fā)人員只需自 定義實(shí)現(xiàn)Client、Server端，借助Android的基本平臺(tái)架構(gòu)便可以直接進(jìn)行IPC通 信。
Binder運(yùn)行的實(shí)例解釋
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(jiǎn)單示例，實(shí)現(xiàn)浮動(dòng)窗口部分代 碼：
重慶分公司
重慶分公司
//獲取WindowManager服務(wù)引用
WindowManager wm = (WindowManager) getSystemService(getApplicati on().WINDOW_SERVICE);
//布局參數(shù)layoutParams相關(guān)設(shè)置略...
View view = LayoutInflater.from(getApplication()).inflate(R.layo ut.float_layout, null);
//添加view
wm.addView(view, layoutParams);注冊(cè)服務(wù)(addService)：在Android開(kāi)機(jī)啟動(dòng)過(guò)程中，Android會(huì)初始化系統(tǒng)的各種 Service，并將這些Service向ServiceManager注冊(cè)（即讓ServiceManager管理）。 這一步是系統(tǒng)自動(dòng)完成的。
獲取服務(wù)(getService)：客戶端想要得到具體的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，通常是Service 引用的代理對(duì)象，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行一些處理操作。即第2行代碼中，得到的wm是 WindowManager對(duì)象的引用。
使用服務(wù)：通過(guò)這個(gè)引用向具體的服務(wù)端發(fā)送請(qǐng)求，服務(wù)端執(zhí)行完成后就返回。即 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(yùn)行在 systemServer進(jìn)程中的WindowManager的addView函數(shù)。
使用服務(wù)的具體執(zhí)行過(guò)程
- Client通過(guò)獲得一個(gè)Server的代理接口，對(duì)Server進(jìn)行調(diào)用。
- 代理接口中定義的方法與Server中定義的方法是一一對(duì)應(yīng)的。
- Client調(diào)用某個(gè)代理接口中的方法時(shí)，代理接口的方法會(huì)將Client傳遞的參數(shù)打 包成Parcel對(duì)象。
- 代理接口將Parcel發(fā)送給內(nèi)核中的Binder Driver。
- Server會(huì)讀取Binder Driver中的請(qǐng)求數(shù)據(jù)，如果是發(fā)送給自己的，解包Parcel 對(duì)象，處理并將結(jié)果返回。
- 整個(gè)的調(diào)用過(guò)程是一個(gè)同步過(guò)程，在Server處理的時(shí)候，Client會(huì)Block住。因 此Client調(diào)用過(guò)程不應(yīng)在主線程。
AIDL (Android Interface Definition Language) 是一種接口定義語(yǔ)言，用于生成可以 在Android設(shè)備上兩個(gè)進(jìn)程之間進(jìn)行進(jìn)程間通信(Interprocess Communication, IPC) 的代碼。如果在一個(gè)進(jìn)程中（例如Activity）要調(diào)用另一個(gè)進(jìn)程中（例如Service） 對(duì)象的操作，就可以使用AIDL生成可序列化的參數(shù)，來(lái)完成進(jìn)程間通信。
簡(jiǎn)言之，AIDL能夠?qū)崿F(xiàn)進(jìn)程間通信，其內(nèi)部是通過(guò)Binder機(jī)制來(lái)實(shí)現(xiàn)的，后面會(huì) 具體介紹，現(xiàn)在先介紹AIDL的使用。
AIDL的實(shí)現(xiàn)一共分為三部分，一部分是客戶端，調(diào)用遠(yuǎn)程服務(wù)。一部分是服務(wù)端， 提供服務(wù)。最后一部分，也是最關(guān)鍵的是AIDL接口，用來(lái)傳遞的參數(shù)，提供進(jìn)程間 通信。
先在服務(wù)端創(chuàng)建AIDL部分代碼。
AIDL文件 通過(guò)如下方式新建一個(gè)AIDL文件
默認(rèn)生成格式
interface IBookManager {
/**
* Demonstrates some basic types that you can use as paramet ers
* and return values in AIDL.
*/
void basicTypes(int anInt, long aLong, boolean aBoolean, flo at aFloat, double aDouble, String aString);
}默認(rèn)如下格式，由于本例要操作Book類，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)方法，添加書(shū)本和返回書(shū)本列 表。
定義一個(gè)Book類，實(shí)現(xiàn)Parcelable接口。
public class Book implements Parcelable {
public int bookId;
public String bookName;
public Book() {
}
public Book(int bookId, String bookName) {
this.bookId = bookId;
this.bookName = bookName;
}
public int getBookId() {
return bookId;
}
public void setBookId(int bookId) {
this.bookId = bookId;
}
public String getBookName() {
return bookName;
}
public void setBookName(String bookName) {
this.bookName = bookName;
}
@Override
public int describeContents() {
return 0;
}
@Override
public void writeToParcel(Parcel dest, int flags) {
dest.writeInt(this.bookId);
dest.writeString(this.bookName);
}
protected Book(Parcel in) {
this.bookId = in.readInt();
this.bookName = in.readString();
}
public static final Parcelable.Creator CREATOR = new P arcelable.Creator() {
@Override
public Book createFromParcel(Parcel source) {
return new Book(source);
}
@Override
public Book[] newArray(int size) {
return new Book[size];
}
};
} 由于AIDL只支持?jǐn)?shù)據(jù)類型:基本類型（int，long，char，boolean等），String， CharSequence，List，Map，其他類型必須使用import導(dǎo)入，即使它們可能在同一 個(gè)包里，比如上面的Book。 最終IBookManager.aidl 的實(shí)現(xiàn)
// Declare any non-default types here with import statements import com.lvr.aidldemo.Book;
interface IBookManager {
/**
* Demonstrates some basic types that you can use as paramet ers
* and return values in AIDL.
*/
void basicTypes(int anInt, long aLong, boolean aBoolean, flo at aFloat, double aDouble, String aString);
void addBook(in Book book); List getBookList();
} 注意：如果自定義的Parcelable對(duì)象，必須創(chuàng)建一個(gè)和它同名的AIDL文件，并在其 中聲明它為parcelable類型。
Book.aidl
// Book.aidl
package com.lvr.aidldemo;
parcelable Book;以上就是AIDL部分的實(shí)現(xiàn)，一共三個(gè)文件。 然后Make Project ，SDK為自動(dòng)為我們生成對(duì)應(yīng)的Binder類。 在如下路徑下：
其中該接口中有個(gè)重要的內(nèi)部類Stub ，繼承了Binder 類，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了 IBookManager接口。 這個(gè)內(nèi)部類是接下來(lái)的關(guān)鍵內(nèi)容。
public static abstract class Stub extends android.os.Binder impl ements com.lvr.aidldemo.IBookManager{}服務(wù)端 服務(wù)端首先要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)Service用來(lái)監(jiān)聽(tīng)客戶端的連接請(qǐng)求。然后在Service 中實(shí)現(xiàn)Stub 類，并定義接口中方法的具體實(shí)現(xiàn)。
//實(shí)現(xiàn)了AIDL的抽象函數(shù)
private IBookManager.Stub mbinder = new IBookManager.Stub() {
@Override
public void basicTypes(int anInt, long aLong, boolean aBoole an, float aFloat, double aDouble, String aString) throws RemoteE xception {
//什么也不做
}
@Override
public void addBook(Book book) throws RemoteException {
//添加書(shū)本
if (!mBookList.contains(book)) {
mBookList.add(book); }
}
@Override
public List getBookList() throws RemoteException {
return mBookList;
}
}; 當(dāng)客戶端連接服務(wù)端，服務(wù)端就會(huì)調(diào)用如下方法：
public IBinder onBind(Intent intent) {
return mbinder;
}就會(huì)把Stub實(shí)現(xiàn)對(duì)象返回給客戶端，該對(duì)象是個(gè)Binder對(duì)象，可以實(shí)現(xiàn)進(jìn)程間通 信。 本例就不真實(shí)模擬兩個(gè)應(yīng)用之間的通信，而是讓Service另外開(kāi)啟一個(gè)進(jìn)程來(lái) 模擬進(jìn)程間通信。
android:process=":remote"設(shè)置為另一個(gè)進(jìn)程。 <action android:name="com.lvr.aidldemo.MyService"/> 是為了能讓其他apk隱式 bindService。通過(guò)隱式調(diào)用的方式來(lái)連接service，需要把category設(shè)為default， 這是因?yàn)?，隱式調(diào)用的時(shí)候，intent中的category默認(rèn)會(huì)被設(shè)置為default。
客戶端
首先將服務(wù)端工程中的aidl文件夾下的內(nèi)容整個(gè)拷貝到客戶端工程的對(duì)應(yīng)位置下， 由于本例的使用在一個(gè)應(yīng)用中，就不需要拷貝了，其他情況一定不要忘記這一步。
客戶端需要做的事情比較簡(jiǎn)單，首先需要綁定服務(wù)端的Service。
Intent intentService = new Intent();
intentService.setAction("com.lvr.aidldemo.MyService");
intentService.setPackage(getPackageName());
intentService.setFlags(Intent.FLAG_ACTIVITY_NEW_TASK);
MyClient.this.bindService(intentService, mServiceConnection, BIN
D_AUTO_CREATE);
Toast.makeText(getApplicationContext(), "綁定了服務(wù)", Toast.LENGTH _SHORT).show();將服務(wù)端返回的Binder對(duì)象轉(zhuǎn)換成AIDL接口所屬的類型，接著就可以調(diào)用AIDL中的 方法了。
if (mIBookManager != null) {
try {
mIBookManager.addBook(new Book(18, "新添加的書(shū)"));
Toast.makeText(getApplicationContext(), mIBookManager.ge
tBookList().size() + "", Toast.LENGTH_SHORT).show();
} catch (RemoteException e) {
e.printStackTrace();
}
}Binder機(jī)制的運(yùn)行主要包括三個(gè)部分：注冊(cè)服務(wù)、獲取服務(wù)和使用服務(wù)。 其中注冊(cè) 服務(wù)和獲取服務(wù)的流程涉及C的內(nèi)容，由于個(gè)人能力有限，就不予介紹了。
本篇文章主要介紹使用服務(wù)時(shí)，AIDL的工作原理。
①.Binder對(duì)象的獲取
Binder是實(shí)現(xiàn)跨進(jìn)程通信的基礎(chǔ)，那么Binder對(duì)象在服務(wù)端和客戶端是共享的，是 同一個(gè)Binder對(duì)象。在客戶端通過(guò)Binder對(duì)象獲取實(shí)現(xiàn)了IInterface接口的對(duì)象來(lái)調(diào) 用遠(yuǎn)程服務(wù)，然后通過(guò)Binder來(lái)實(shí)現(xiàn)參數(shù)傳遞。
那么如何維護(hù)實(shí)現(xiàn)了IInterface接口的對(duì)象和獲取Binder對(duì)象呢？
服務(wù)端獲取Binder對(duì)象并保存IInterface接口對(duì)象 Binder中兩個(gè)關(guān)鍵方法：
public class Binder implement IBinder {
void attachInterface(IInterface plus, String descriptor)
IInterface queryLocalInterface(Stringdescriptor) //從IBinder 中繼承而來(lái)
......
}Binder具有被跨進(jìn)程傳輸?shù)哪芰κ且驗(yàn)樗鼘?shí)現(xiàn)了IBinder接口。系統(tǒng)會(huì)為每個(gè)實(shí)現(xiàn)了 該接口的對(duì)象提供跨進(jìn)程傳輸，這是系統(tǒng)給我們的一個(gè)很大的福利。
Binder具有的完成特定任務(wù)的能力是通過(guò)它的IInterface的對(duì)象獲得的，我們可以 簡(jiǎn)單理解attachInterface方法會(huì)將（descriptor，plus）作為（key,value）對(duì)存入 Binder對(duì)象中的一個(gè)Map對(duì)象中，Binder對(duì)象可通過(guò)attachInterface方法持有一個(gè) IInterface對(duì)象（即plus）的引用，并依靠它獲得完成特定任務(wù)的能力。 queryLocalInterface方法可以認(rèn)為是根據(jù)key值（即參數(shù) descriptor）查找相應(yīng)的 IInterface對(duì)象。 在服務(wù)端進(jìn)程，通過(guò)實(shí)現(xiàn) private IBookManager.Stub mbinder = new IBookManager.Stub() {}抽象類，獲得Binder對(duì)象。 并保存了IInterface對(duì)象。
public Stub() {
this.attachInterface(this, DESCRIPTOR);
}客戶端獲取Binder對(duì)象并獲取IInterface接口對(duì)象 通過(guò)bindService獲得Binder對(duì)象
MyClient.this.bindService(intentService, mServiceConnection, BIN D_AUTO_CREATE);然后通過(guò)Binder對(duì)象獲得IInterface對(duì)象。
private ServiceConnection mServiceConnection = new ServiceConnec tion() {
@Override
public void onServiceConnected(ComponentName name, IBinder b inder) {
//通過(guò)服務(wù)端onBind方法返回的binder對(duì)象得到IBookManager的實(shí)例， 得到實(shí)例就可以調(diào)用它的方法了
mIBookManager = IBookManager.Stub.asInterface(binder);
}
@Override
public void onServiceDisconnected(ComponentName name) {
mIBookManager = null;
}
};其中 asInterface(binder)方法如下：
public static com.lvr.aidldemo.IBookManager asInterface(android. os.IBinder obj) {
if ((obj == null)) {
return null;
}
android.os.IInterface iin = obj.queryLocalInterface(DESCRIPT OR);
if (((iin != null) && (iin instanceof com.lvr.aidldemo.IBook Manager))) {
return ((com.lvr.aidldemo.IBookManager) iin);
}
return new com.lvr.aidldemo.IBookManager.Stub.Proxy(obj);
}先通過(guò) queryLocalInterface(DESCRIPTOR);查找到對(duì)應(yīng)的IInterface對(duì)象，然后 判斷對(duì)象的類型，如果是同一個(gè)進(jìn)程調(diào)用則返回IBookManager對(duì)象，由于是跨進(jìn) 程調(diào)用則返回Proxy對(duì)象，即Binder類的代理對(duì)象。
②.調(diào)用服務(wù)端方法
獲得了Binder類的代理對(duì)象，并且通過(guò)代理對(duì)象獲得了IInterface對(duì)象，那么就可以 調(diào)用接口的具體實(shí)現(xiàn)方法了，來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)用服務(wù)端方法的目的。 以addBook方法為例，調(diào)用該方法后，客戶端線程掛起，等待喚醒：
@Override public void addBook(com.lvr.aidldemo.Book book) th rows android.os.RemoteException
{
..........
//第一個(gè)參數(shù)：識(shí)別調(diào)用哪一個(gè)方法的ID
//第二個(gè)參數(shù)：Book的序列化傳入數(shù)據(jù)
//第三個(gè)參數(shù)：調(diào)用方法后返回的數(shù)據(jù) //最后一個(gè)不用管
mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_addBook, _data, _reply , 0);
_reply.readException();
}
..........
}省略部分主要完成對(duì)添加的Book對(duì)象進(jìn)行序列化工作，然后調(diào)用 transact 方 法。
Proxy對(duì)象中的transact調(diào)用發(fā)生后，會(huì)引起系統(tǒng)的注意，系統(tǒng)意識(shí)到Proxy對(duì)象想 找它的真身Binder對(duì)象（系統(tǒng)其實(shí)一直存著B(niǎo)inder和Proxy的對(duì)應(yīng)關(guān)系）。于是系統(tǒng) 將這個(gè)請(qǐng)求中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給Binder對(duì)象，Binder對(duì)象將會(huì)在onTransact中收到Proxy 對(duì)象傳來(lái)的數(shù)據(jù)，于是它從data中取出客戶端進(jìn)程傳來(lái)的數(shù)據(jù)，又根據(jù)第一個(gè)參數(shù) 確定想讓它執(zhí)行添加書(shū)本操作，于是它就執(zhí)行了響應(yīng)操作，并把結(jié)果寫(xiě)回reply。代 碼概略如下：
case TRANSACTION_addBook: {
data.enforceInterface(DESCRIPTOR);
com.lvr.aidldemo.Book _arg0;
if ((0 != data.readInt())) {
_arg0 = com.lvr.aidldemo.Book.CREATOR.createFromParcel(d ata);
} else {
_arg0 = null;
}
//這里調(diào)用服務(wù)端實(shí)現(xiàn)的addBook方法
this.addBook(_arg0);
reply.writeNoException();
return true;
}然后在 transact 方法獲得 _reply 并返回結(jié)果，本例中的addList方法沒(méi)有返回 值。
客戶端線程被喚醒。因此調(diào)用服務(wù)端方法時(shí)，應(yīng)開(kāi)啟子線程，防止UI線程堵塞，導(dǎo) 致ANR。
（順手留下GitHub鏈接，需要獲取相關(guān)面試等內(nèi)容的可以自己去找）
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