binder 原理

binder机制比较复杂，学习梳理过程中基本把网上可以搜到的文章都看了一遍下面自己试着梳理一下，也会贴出参考的相关链接

https://blog.csdn.net/universus/article/details/6211589

为什么需要IPC

Android基于Linux，不同应用在不同的进程里，内存空间是隔开的，无法直接互相交互数据。但安卓是有进程间通讯IPC的需求，则系统提供了Binder方式进行IPC。

为什么选Binder

https://www.zhihu.com/question/39440766 Linux本身有IPC方案，共享内存、管道、socket等，但Android是取了一个性能、稳定型和安全性等的平衡点；共享内存：0次数据拷贝，但无法直接解决进程间同步问题管道/消息队列/socket：需要2次数据拷贝；

Binder机制下IPC的流程

因为是CS结构，所以分为Client和Server，我们日常使用中大部分是作为Client方的。 Android代码中直接context.getSystemtService(xxx)就是获取不同系统已封装好的Server的方法。如 InputMethod / Download / Windown + Manager，为什么都是manager？

但Client不是直接和Server交互的，Android中是通过一个ServiceManager进行统一管理分配， SM 主要负责Server的注册，和Client的查找。下图中：

灰色线 - 注册服务
紫色线 - 查询服务
蓝色+绿色线 - Client向Server端发起请求，并收到处理后的响应

binder1

传统的2次拷贝socket都是，用户空间发送方数据拷贝到内核空间，再内核空间拷贝到接受方的用户空间。

由于用户空间都是虚拟地址，实际会对应到物理内存的地址的~ 对于binder，会在接收方和内核之间做个映射，最终都指向同一个物理内存地址。因此当发送方拷贝到内核缓存区后，接受方直接从该地址取数据即可，无需再次拷贝操作。

所以上图共享内存部分可能会有点误解，应该是映射表

具体流程

以上是总体流程，下面是具体

图片来源于 https://blog.csdn.net/freekiteyu/article/details/70082302

参考文章 http://gityuan.com/2015/11/07/binder-start-sm/ http://gityuan.com/2015/11/14/binder-add-service/

1. ServiceManager的启动

binder2 系统的init.rc调用service_manager.c的main函数入口

binder_open 打开驱动并申请128k内存空间
1. 系统调用open打开驱动，并创建全局链表binder_procs
2. 系统调用mmap进行内存映射
  1. get_vm_area 分配一个连续的内核虚拟空间，大小和用户虚拟空间一致
  2. binder_update_page_range 分配物理空间，并将物理空间分别映射到内核和用户空间
binder_become_context_manager 设为管家
binder_loop 开始循环等待client请求

2.服务的注册添加（以MediaService为例）

binder3

ProcessState.self 单例创建PS对象
1. open_driver 打开Binder驱动
2. mmap 给binder分配一块虚拟地址空间并处理映射，大小为 1M-8K（同SM启动中的mmap）
3. 默认设置最大并发访问线程数未 16
defaultServiceManager 获取BpServiceManager对象
MediaService.instantiate 初始化注册所需服务
1. new MediaService() 新建服务的对象
2. BpServiceManager.addService(“media.player”, mediaService) 注册服务
  1. 创建数据包data，写入名字、service对象等信息
  2. BpBinder.transact(ADD_SERVICE_TRANSACTION, data)
    1. BpBinder是代理类？实际调用是交给 IPCThreadState.transact
ProcessState -> startThreadPool 启动Binder线程池
IPCThreadState:self -> joinThreadPool 当前线程加入到线程池
1. self 初始化创建IPCTS对象，并分配线程本地储存空间 TLS

3.获取服务

defaultServiceManager 获取BpSM对象
BpSM.getService(“media.player”) 通过名字获取服务
1. 和注册流程一样，也是通过代理最终调用 IPCThreadState.transact 传递消息
2. 传递的是一个 CHECK_SERVICE_TRANSACTION 命令，就是验证获取服务的
每隔0.5s循环获取一次，可能还没注册启动完成