android binder設計與實現(xiàn) – 設計篇

1、roidroidBinderBinder設計與實現(xiàn)設計與實現(xiàn)–設計篇設計篇摘要摘要Binder是roid系統(tǒng)進程間通信（IPC）方式之一。Linux已經擁有管道、systemVIPC、socket等IPC手段，卻還要倚賴Binder來實現(xiàn)進程間通信，說明Binder具有無可比擬的優(yōu)勢。深入了解Binder并將之與傳統(tǒng)IPC做對比有助于我們深入領會進程間通信的實現(xiàn)和性能優(yōu)化。本文將對Binder的設計細節(jié)做一個全面的闡述，首先通過介紹Bi

2、nder通信模型和Binder通信協(xié)議了解Binder的設計需求；然后分別闡述Binder在系統(tǒng)不同部分的表述方式和起的作用；最后還會解釋Binder在數(shù)據(jù)接收端的設計考慮，包括線程池管理，內存映射和等待隊列管理等。通過本文對Binder的詳細介紹以及與其它IPC通信方式的對比，讀者將對Binder的優(yōu)勢和使用Binder作為roid主要IPC方式的原因有深入了解。1引言引言基于ClientServer的通信方式廣泛應用于從互聯(lián)網和數(shù)據(jù)

3、庫訪問到嵌入式手持設備內部通信等各個領域。智能手機平臺特別是roid系統(tǒng)中，為了向應用開發(fā)者提供豐富多樣的功能，這種通信方式更是無處不在，諸如媒體播放，視音頻捕獲，到各種讓手機更智能的傳感器（加速度、方位、溫度、光亮度等）都由不同的Server負責管理，應用程序只需作為Client與這些Server建立連接便可以使用這些服務，花很少的時間和精力就能開發(fā)出令人眩目的功能。ClientServer方式的廣泛采用對進程間通信（IPC）機制是一

4、個挑戰(zhàn)。目前l(fā)inux支持的IPC包括傳統(tǒng)的管道、SystemVIPC、即消息隊列共享內存信號量，以及socket中只有socket支持ClientServer的通信方式。當然也可以在這些底層機制上架設一套協(xié)議來實現(xiàn)ClientServer通信，但這樣增加了系統(tǒng)的復雜性，在手機這種條件復雜，資源稀缺的環(huán)境下可靠性也難以保證。另一方面是傳輸性能。socket作為一款通用接口，其傳輸效率低，開銷大，主要用在跨網絡的進程間通信和本機上進程間的

5、低速通信。消息隊列和管道采用存儲轉發(fā)方式，即數(shù)據(jù)先從發(fā)送方緩存區(qū)拷貝到內核開辟的緩存區(qū)中，然后通信必須實現(xiàn)以下兩點：一是server必須有確定的訪問接入點或者說地址來接受Client的請求，并且Client可以通過某種途徑獲知Server的地址；二是制定CommReply協(xié)議來傳輸數(shù)據(jù)。例如在網絡通信中Server的訪問接入點就是Server主機的IP地址端口號，傳輸協(xié)議為TCP協(xié)議。對Binder而言，Binder可以看成Server

6、提供的實現(xiàn)某個特定服務的訪問接入點，Client通過這個‘地址’向Server發(fā)送請求來使用該服務；對Client而言，Binder可以看成是通向Server的管道入口，要想和某個Server通信首先必須建立這個管道并獲得管道入口。與其它IPC不同，Binder使用了面向對象的思想來描述作為訪問接入點的Binder及其在Client中的入口：Binder是一個實體位于Server中的對象，該對象提供了一套方法用以實現(xiàn)對服務的請求，就像類

7、的成員函數(shù)。遍布于client中的入口可以看成指向這個binder對象的‘指針’，一旦獲得了這個‘指針’就可以調用該對象的方法訪問server。在Client看來，通過Binder‘指針’調用其提供的方法和通過指針調用其它任何本地對象的方法并無區(qū)別，盡管前者的實體位于遠端Server中，而后者實體位于本地內存中。‘指針’是C的術語，而更通常的說法是引用，即Client通過Binder的引用訪問Server。而軟件領域另一個術語‘句柄’也

8、可以用來表述Binder在Client中的存在方式。從通信的角度看，Client中的Binder也可以看作是ServerBinder的‘代理’，在本地代表遠端Server為Client提供服務。本文中會使用‘引用’或‘句柄’這個兩個廣泛使用的術語。面向對象思想的引入將進程間通信轉化為通過對某個Binder對象的引用調用該對象的方法，而其獨特之處在于Binder對象是一個可以跨進程引用的對象，它的實體位于一個進程中，而它的引用卻遍布于系統(tǒng)