该文章是一个系列文章,是本人在Android开发的漫漫长途上的一点感想和记录,我会尽量按照先易后难的顺序进行编写该系列。该系列引用了《Android开发艺术探索》以及《深入理解Android 卷Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ》中的相关知识,另外也借鉴了其他的优质博客,在此向各位大神表示感谢,膜拜!!!另外,本系列文章知识可能需要有一定Android开发基础和项目经验的同学才能更好理解,也就是说该系列文章面向的是Android中高级开发工程师。
前言我们在上一篇中比较详尽的介绍了Android的消息机制,不过有一些内容我们在不理解Android Binder的话是无法讲解清楚的。对于初学Android的朋友而言,最难却又最想掌握的恐怕就是Binder机制了,因为Android系统基本上可以看作是一个基于Binder通信的C/S架构。 Binder就像网络一样,把系统的各个部分连接在了一起,因此它是非常重要的。我们下面会Android Binder机制进行从上到下从易到难的分层次讲解,从而既能让初学者对Binder有一定认识,也能让有一定Android基础的人获得收获。
注:下文中的源码均出自android-6.0.0_r5
对于初学者来说,深入Android Binder机制是非常不明智的。Android Binder机制大都涉及Java层、Native层、驱动层这三三个方面,对于初学者来说想啃这三块硬骨头很容易磕着牙。我们这这一节概述从以下几个方面让你从比较宏观的角度理解Android Binder。
进程在该系列博客中的第一章我们就说起了Android进程相关问题,Android故意弱化了进程的概念,而用相对容易理解的四大组件。可是我们在稍微深入Android的时候,那么进程是绕不过的。默认情况下,同一个应用程序中的所有组件运行在同一个进程中,而且绝大多数的应用程序也都是这样的。这个默认进程是用这个应用的包名来命名的。
进程间通信我们在运行App的时候经常需要使用一些系统服务,比如剪切板服务,而剪切板服务是运行在SystemServer进程中的。那我们的App是怎么使用剪切板服务的呢,我们都知道进程是相互独立的,静态变量等等都无法共用。这就涉及到进程间的通信了,即IPC。我们都知道Android是基于Linux内核的,那我们简单介绍下Linux下的几种IPC机制。
管道(Pipe)管道是由内核管理的一个缓冲区,相当于我们放入内存中的一个纸条。管道的一端连接一个进程的输出。这个进程会向管道中放入信息。管道的另一端连接一个进程的输入,这个进程取出被放入管道的信息。
管道是半双工的,数据只能向一个方向流动;需要双方通信时,需要建立起两个管道
只能用于父子进程或者兄弟进程之间(具有亲缘关系的进程)。比如fork或exec创建的新进程,在使用exec创建新进程时,需要将管道的文件描述符作为参数传递给exec创建的新进程。当父进程与使用fork创建的子进程直接通信时,发送数据的进程关闭读端,接受数据的进程关闭写端。
管道只能在本地计算机中使用,而不可用于网络间的通信。
命名管道(FIFO)命名管道是一种特殊类型的文件,它在系统中以文件形式存在。这样克服了管道的弊端,他可以允许没有亲缘关系的进程间通信。
共享内存(Share Memory)共享内存是在多个进程之间共享内存区域的一种进程间的通信方式,由IPC为进程创建的一个特殊地址范围,它将出现在该进程的地址空间中。其他进程可以将同一段共享内存连接到自己的地址空间中。所有进程都可以访问共享内存中的地址,如果一个进程向共享内存中写入了数据,所做的改动将立刻被其他进程看到。
共享内存是IPC最快捷的方式,共享内存方式直接将某段内存段进行映射,多个进程间的共享内存是同一块的物理空间,仅仅映射到各进程的地址不同而已,因此不需要进行复制,可以直接使用此段空间。
共享内存本身并没有同步机制,需要程序员自己控制。
内存映射(Memory Map)内存映射是由一个文件到一块内存的映射,在此之后进程操作文件,就像操作进程空间里的内存地址一样了。
套接字(Socket)套接字机制不但可以单机的不同进程通信,而且使得跨网机器间进程可以通信。
套接字的创建和使用与管道是有区别的,套接字明确地将客户端与服务器区分开来,可以实现多个客户端连到同一服务器。
作为Android系统下的一种IPC机制,其本质上与上面罗列出的IPC机制并无本质上的不同,都是作为进程间通信的一种手段。并且在Android系统中也不是只存在Binder这一种进程间通信的方式,在有些地方也使用了Socket。既然Linux已经提供了众多IPC机制,那么Android 为何还要使用Binder作为主要的进程间通信的方式呢,那么当然有他的优点存在。
采用C/S的通信模式。而在linux通信机制中,目前只有socket支持C/S的通信模式,但socket有其劣势,具体参看第二条。