Android中怎么利用Binder实现跨进程通信
Android中怎么利用Binder实现跨进程通信,相信很多没有经验的人对此束手无策,为此本文总结了问题出现的原因和解决方法,通过这篇文章希望你能解决这个问题。
目录
Binder到底是什么?
中文即 粘合剂,意思为粘合了两个不同的进程
网上有很多对
Binder
的定义,但都说不清楚:Binder
是跨进程通信方式、它实现了IBinder
接口,是连接ServiceManager
的桥梁blabla,估计大家都看晕了,没法很好的理解我认为:对于
Binder
的定义,在不同场景下其定义不同
在本文的讲解中,按照 大角度 -> 小角度 去分析Binder
,即:
-
先从 机制、模型的角度 去分析 整个
Binder
跨进程通信机制的模型其中,会详细分析模型组成中的
Binder
驱动 再 从源码实现角度,分析
Binder
在Android
中的具体实现
从而全方位地介绍 Binder
,希望你们会喜欢。
2. 知识储备
在讲解Binder
前,我们先了解一些基础知识
2.1 进程空间分配
一个进程空间分为 用户空间 & 内核空间(
Kernel
),即把进程内 用户 & 内核 隔离开来二者区别:
进程间,用户空间的数据不可共享,所以用户空间 = 不可共享空间
进程间,内核空间的数据可共享,所以内核空间 = 可共享空间
进程内 用户 与 内核 进行交互 称为系统调用
2.2 进程隔离
为了保证 安全性 & 独立性,一个进程 不能直接操作或者访问另一个进程,即Android
的进程是相互独立、隔离的
2.3 跨进程通信( IPC
)
隔离后,由于某些需求,进程间 需要合作 / 交互
跨进程间通信的原理
先通过 进程间 的内核空间进行 数据交互
-
再通过 进程内 的用户空间 & 内核空间进行 数据交互,从而实现 进程间的用户空间 的数据交互
而Binder
,就是充当 连接 两个进程(内核空间)的通道。
3. Binder 跨进程通信机制 模型
3.1 模型原理
Binder
跨进程通信机制 模型 基于 Client - Server
模式,模型原理图如下:
相信我,一张图就能解决问题
3.2 额外说明
说明1:Client
进程、Server
进程 & Service Manager
进程之间的交互都必须通过Binder
驱动(使用 open
和 ioctl
文件操作函数),而非直接交互 **
原因:
Client
进程、Server
进程 &Service Manager
进程属于进程空间的用户空间,不可进行进程间交互Binder
驱动 属于 进程空间的 内核空间,可进行进程间 & 进程内交互
所以,原理图可表示为以下:
虚线表示并非直接交互
说明2:
Binder
驱动 & Service Manager
进程 属于 Android
基础架构(即系统已经实现好了);而Client
进程 和 Server
进程 属于Android
应用层(需要开发者自己实现)
所以,在进行跨进程通信时,开发者只需自定义Client
& Server
进程 并 显式使用上述3个步骤,最终借助 Android
的基本架构功能就可完成进程间通信
说明3:Binder请求的线程管理
Server
进程会创建很多线程来处理Binder
请求-
管理
Binder
模型的线程是采用Binder
驱动的线程池,并由Binder
驱动自身进行管理而不是由
Server
进程来管理的 -
一个进程的
Binder
线程数默认最大是16,超过的请求会被阻塞等待空闲的Binder线程。所以,在进程间通信时处理并发问题时,如使用
ContentProvider
时,它的CRUD
(创建、检索、更新和删除)方法只能同时有16个线程同时工作
至此,我相信大家对
Binder
跨进程通信机制 模型 已经有了一个非常清晰的定性认识-
下面,我将通过一个实例,分析
Binder
跨进程通信机制 模型在Android
中的具体代码实现方式即分析 上述步骤在
Android
中具体是用代码如何实现的
4. Binder机制 在Android中的具体实现原理
-
Binder
机制在Android
中的实现主要依靠Binder
类,其实现了IBinder
接口下面会详细说明
-
实例说明:
Client
进程 需要调用Server
进程的加法函数(将整数a和b相加)即:
Client
进程 需要传两个整数给Server
进程-
Server
进程 需要把相加后的结果 返回给Client
进程
具体步骤
下面,我会根据Binder
跨进程通信机制 模型的步骤进行分析
步骤1:注册服务
过程描述
Server
进程 通过Binder
驱动 向Service Manager
进程 注册服务代码实现
Server
进程 创建 一个Binder
对象
Binder
实体是Server
进程 在Binder
驱动中的存在形式该对象保存
Server
和ServiceManager
的信息(保存在内核空间中)-
Binder
驱动通过 内核空间的Binder
实体 找到用户空间的Server
对象
注册服务后,Binder
驱动持有 Server
进程创建的Binder
实体
步骤2:获取服务
Client
进程 使用 某个service
前(此处是 相加函数),须 通过Binder
驱动 向ServiceManager
进程 获取相应的Service
信息具体代码实现过程如下:
此时,Client
进程与 Server
进程已经建立了连接
步骤3:使用服务
Client
进程 根据获取到的 Service
信息(Binder
代理对象),通过Binder
驱动 建立与 该Service
所在Server
进程通信的链路,并开始使用服务
过程描述
Client
进程 将参数(整数a和b)发送到Server
进程Server
进程 根据Client
进程要求调用 目标方法(即加法函数)Server
进程 将目标方法的结果(即加法后的结果)返回给Client
进程
代码实现过程
步骤1: Client
进程 将参数(整数a和b)发送到Server
进程
步骤2:Server
进程根据Client
进要求 调用 目标方法(即加法函数)
步骤3:Server
进程 将目标方法的结果(即加法后的结果)返回给Client
进程
总结
下面,我用一个原理图 & 流程图来总结步骤3的内容
原理图
5. 优点
对比 Linux
(Android
基于Linux
)上的其他进程通信方式(管道/消息队列/共享内存/信号量/Socket),Binder
机制的优点有:
高效
Binder
数据拷贝只需要一次,而管道、消息队列、Socket
都需要2次通过驱动在内核空间拷贝数据,不需要额外的同步处理
安全性高Binder
机制为每个进程分配了 UID/PID
来作为鉴别身份的标示,并且在 Binder
通信时会根据 UID/PID
进行有效性检测
传统的进程通信方式对于通信双方的身份并没有做出严格的验证
如,
Socket
通信ip
地址是客户端手动填入,容易出现伪造
使用简单
采用
Client/Server
架构实现 面向对象 的调用方式,即在使用
Binder
时就和调用一个本地对象实例一样
6. 总结
本文主要详细讲解 跨进程通信模型
Binder
机制 ,总结如下:
定义
看完上述内容,你们掌握Android中怎么利用Binder实现跨进程通信的方法了吗?如果还想学到更多技能或想了解更多相关内容,欢迎关注行业资讯频道,感谢各位的阅读!