android binder機制之–（我是binder）

 

（一）什麼是ｂｉｎｄｅｒ

    隨著android行動裝置平台系統的發展，Binder機製得到越來越多人的關注的。什麼是binder，總體上說，Binder是一個輕量級的IPC組件架構，binder是一個分布式的組件架構，它類似於COM和CORBA。一個叫做open-binder的開源項目，在Android的作業系統上的實現後，就成了現在人們在android上看到的binder。

   所以binder不是一個新技術和新想法，Binder在android之前就存在了。它最在開發在BeOS上，後來在Palm OS Cobalt得到產品化。andorid裡的binder基本上binder的作者按照binder最初的設計思想參考Palmsource開放出來的 開源項目openbinder在android裡面重新實現的。

（二）ｂｉｎｄｅｒ機制的特點

Android雖然構建在Linux上面，但是在IPC機制方面，沒有利用Linux提供IPC機制，而是自己實現了一套輕量級的IPC機制——binder機制。ｂｉｎｄｅｒ的如下特性，使得它成為android不可或缺的一部分：

（１） 具有分布式的架構。

（２）面向系統級的開發。

   面向系統層的，而不是面嚮應用層的。openbinder的目標是進程和IPC，而不是面向跨網路通訊。

（３）本身使用C++語言實現。

（４）多線程編程的支援。

   支援多線程編程的各種執行緒模式。不強制使用特定的執行緒模式。

（５） 可支援多作業系統平台。

   從BeOS開始, 到Windows和Palm OS Cobalt，再到android。binder都是可以在這些不同平台實現和使用的。binder使用一些組件和對象來呈現一些基本的系統服務，比如進程和共用記憶體。它沒有試圖取代和隱藏作業系統中那些傳統的概念，而是擁抱和超越它們。這使得binder可以支援大多數的傳統作業系統平台。

（６）良好的硬體伸縮性。

   對硬體要求很低。從50MHz ARM 7 CPU (without memory protection) 到 400MHz ARM 9 CPU，以及更強大的CPU。

（7）. 使用者可定製性高。

   作為IPC的機制實現，串聯了系統裡的大部分組件，並且將各個組件之間的耦合行降到最低。各個組件的可以自由修改和替換，提高了使用者的可定製性。

（８）Binder對硬體要求很低，這正好符合android的實際情況，android的產品線廣泛，晶片主頻各個層次的都有，要在低端的機器上跑的順暢，軟體本身的效能要求還是很重要。

（三）ｂｉｎｄｅｒ應用程式模型

    一個IPC通訊我們可以簡單理解成用戶端-伺服器模式，用戶端請求服務，服務端接收到用戶端請求後處理相應，或可能帶回結果返回給用戶端。ｂｉｎｄｅｒ機制在android系統的進程間通訊模型總結如下：

（１）用戶端通過某種方式得到伺服器端的代理對象。從用戶端角度看來代理對象和他的本機物件沒有什麼差別。它可以像其他本機物件一樣調用其方法，訪問其變數。

（２）用戶端通過調用代理對象的方法向伺服器端發送請求資訊。

（３）代理對象通過ｂｉｎｄｅｒ裝置節點（／ｄｅｖ／ｂｉｎｄｅｒ），把使用者請求資訊發送到Linux核心空間（實際上是記憶體共用），由Binder驅動擷取並發送到服務進程。

（４）服務進程處理使用者請求，並通過Linux核心的Binder驅動返回處理結果給用戶端的代理對象。

（５）用戶端收到服務端的返回結果。

    整個過程大致如上所述，可以想象一下ｂｉｎｇｄｅｒ機制的引入，給進程間的通訊帶來什麼好處？沒錯，就是“線程遷移”，就像是一個線程帶著參數，進入另一個進程執行，然後帶著結果返回，和調用自己的函數一樣的效果。

本文暫不對ｂｉｎｄｅｒ機制的細節進行描述，在後續文章中會有對ｂｉｎｄｅｒ機制進行詳細分析。這裡我們先來看看ｂｉｎｄｅｒ機制的架構組成。

（四）Binder機制的組成

（１）Binder驅動

    binder是核心中的一個字元驅動裝置位於/dev/binder。這個裝置是Android系統IPC的核心部分，用戶端的服務代理用來通過它向伺服器（server）發送請求，伺服器也是通過它把處理結果返回給用戶端的服務代理對象。這部分內容，在Android中通過一個IPCThreadState對象封裝了對Binder驅動的操作。

（２）Service Manager

    這個東西主要用來負責管理服務。Android中提供的系統服務都要通過Service Manager註冊自己，將自己添加進服務管理鏈表中，為用戶端提供服務。而用戶端如果要和特定的系統服務端通訊，就需要向Service Manager來查詢和獲得所需要服務。可以看出Service Manager是系統服務物件的管理中心。

（３）服務（Server）

    需要強調的是這裡服務是指的是System Server，而不是SDK server，向用戶端提供服務。

（４）用戶端

    一般是指Android系統上面的應用程式。它可以請求Server中的服務。

（５）代理對象

是指在用戶端應用程式中擷取產生的Server代理（proxy）類對象。從應用程式角度看代理對象和本機物件沒有差別，都可以調用其方法，方法都是同步的，並且返回相應的結果。

    ｂｉｎｄｅｒ機制的實現使用Ｃ／Ｃ＋＋實現的，但在android的應用程式中，也會有ｊａｖａ部分的內容。下面會介紹binder機制中的“服務管家”--service manager。