理解Binder系列：开篇

综述

如果要对Android系统进行深入的了解，而不仅仅停留在对Framework层的理解，那么Binder是必须跨越的一部分内容，笔者认为，Android的消息事件机(Handler)和Binder是Android整个系统的骨骼架构，所有的血肉都依存这个骨骼架构建立起了庞大的Android系统，虽然从Linux的角度来讲，Android可能仅仅只是位于其上层的一个大型软件系统，但Binder的内容可以说是和Linux系统结合最为紧密的部分，它属于Linux Kernel层，实现了一套完整的进程通讯机制，而Android系统依赖于该机制提供各种服务。

基于Binder的分析，很多文章都会从kernel层，runtime层，framework层来进行分析，但往往一介绍就牵一发而动全身，各层相互交织，各种抽象的类，方法都需要了解透彻才能弄懂Binder的设计精髓。为了方便读者更好更快的理解Binder子系统，我打算采用自顶向下的方式结合具体的场景功能来解释Binder在其中是如何发挥作用的，而不仅仅是贴出相关的源码做简要的描述。另外，由于要理解kernel层binder部分的内容，要对linux系统和驱动部分有深刻的理解，而且这部分内容比较晦涩难以理解，所以kernel层的具体实现和细节我会单独进行分析，而对于它的上层，我们只需要知道Binder在kernel层提供了哪些功能以及如何这些提供给上层使用即可。

什么是Binder

Binder顾名思义粘合剂，它的目的在于粘合住不同的进程，使之实现通信。准确的来说，Binder将粘接的进程分成了Server进程和Client进程。Client进程通过Binder来使用Server进程提供的服务，从而完成一系列的工作。这便是Binder存在的原因。

为什么是Binder

进程间的通信方式多种多样，常见的有共享内存，Socket，管道，消息队列，信号量等等，但Android为什么要另起炉灶开发出Binder作为IPC通信的方式，主要是因为以下几个原因：

从性能上来讲，Binder的效率比较好，一次完整的通信只需要一次数据拷贝
从架构上来讲，Binder采用的是C/S架构，结构比较简单和明确。
从安全性能上来讲，Binder在Server进程会根据权限策略进行控制访问。

Binder的架构

前面我们说过Binder是C/S架构，Client进程要访问Server端的进程来提供服务，Server进程一般在系统只存在一个，多个Client进程可以通过Server进程的句柄来和其进行通信，这个句柄是由Binder提供的，通过它可以和Server进程进行通信，这个也是由Binder保证的。

Android系统在此基础了上为了方便使用Binder机制，分别针对Framework层和Native层做了封装。

Java framework：Server端继承于Binder类，Client端继承于BinderProxy类。
Native Framework层：Server端继承于BBinder类，Client端继承于BpBinder。

为什么会针对不同层做不同的封装？实际上是由于Binder Server不仅在Native层存在(如SufaceFlinger，CameraService等)，同时在Framework层有有Binder Server(如ActivityManagerService,WindowManagerService等)为了方便各层能够更好的使用Binder机制，所以在每一层都对Binder进行了封装以方便使用。

但无论是Framework还是Native层的Binder Server，它们最终都要被Client端使用，因此必须有一个能够管理这些Server的大管家，它就是ServiceManager，而为了方便管理Server进程，Android系统提供了ServiceManager这个服务大管家，所有的实名Binder Server都需要在ServiceManager中注册了才能被Client进程使用。Client进程使用实名的Server服务也需要到ServiceManager取获取其对应的句柄，随后通过这个句柄和Server进程进行通信。这就是Binder IPC最基本的操作。我们可以将Android 的Binder机制同DNS机制做一个类比，Client请求Server进程进行IPC调用的过程就像是浏览器请求DNS进行域名解析的过程，在这个过程中，Client就是浏览器负责发起请求，ServiceManager就如DNS域名服务器，Server就像我们要访问的服务器，而Binder呢就是我们进行通信的路由器，浏览器请求访问服务器的过程需要知道服务器的Ip地址，有了这个IP地址才能够和服务器建立链接，然后进行通信，同样，Client同样需要从ServerManager得到Server进程的句柄，有了这个句柄，就可以通过它和Server进行进行通信了。