什么是Binder

Binder是Android系統(tǒng)中的IPC機(jī)制，它允許不同進(jìn)程之間進(jìn)行高效、安全的通信。Binder基于客戶端-服務(wù)器模型，其中一個(gè)進(jìn)程充當(dāng)服務(wù)器，另一個(gè)進(jìn)程充當(dāng)客戶端。客戶端可以獲取服務(wù)器進(jìn)程提供的Binder對(duì)象引用，通過(guò)該引用調(diào)用服務(wù)器進(jìn)程的方法。下面是Binder的基本工作原理：

• Binder對(duì)象：Binder通信的基本單元是IBinder接口，所有Binder對(duì)象都實(shí)現(xiàn)了這個(gè)接口。在系統(tǒng)內(nèi)核層，Binder對(duì)象是以C/C++結(jié)構(gòu)體的形式存在的，其中包括引用計(jì)數(shù)和標(biāo)識(shí)符等信息。

• Binder服務(wù)：服務(wù)器進(jìn)程通過(guò)Binder對(duì)象提供服務(wù)，服務(wù)器進(jìn)程通常是一個(gè)Android服務(wù)或系統(tǒng)組件。服務(wù)器進(jìn)程將Binder對(duì)象注冊(cè)到Binder驅(qū)動(dòng)程序中，以便客戶端可以獲取引用。

• Binder客戶端：客戶端進(jìn)程獲取服務(wù)器進(jìn)程的Binder對(duì)象引用，然后通過(guò)Binder驅(qū)動(dòng)程序?qū)崿F(xiàn)的IPC機(jī)制調(diào)用服務(wù)器進(jìn)程的方法。

• Binder驅(qū)動(dòng)程序：Binder IPC機(jī)制在Linux內(nèi)核中實(shí)現(xiàn)，它負(fù)責(zé)管理Binder對(duì)象的注冊(cè)、查找、引用計(jì)數(shù)、線程同步等。這部分代碼在Linux內(nèi)核源碼中。

Binder服務(wù)的注冊(cè)和使用

為了更好地理解Binder的工作方式，讓我們看一個(gè)簡(jiǎn)單的示例，其中一個(gè)應(yīng)用程序提供了一個(gè)服務(wù)，另一個(gè)應(yīng)用程序通過(guò)Binder與該服務(wù)進(jìn)行通信。

服務(wù)提供者

首先，我們創(chuàng)建一個(gè)服務(wù)提供者應(yīng)用程序。服務(wù)提供者需要以下步驟：

• 定義AIDL接口：使用AIDL（Android Interface Definition Language）來(lái)定義服務(wù)接口。例如，創(chuàng)建一個(gè)IMyService.aidl文件，定義服務(wù)的方法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

interface IMyService {
    int add(int a, int b);
}

• 實(shí)現(xiàn)服務(wù)：創(chuàng)建一個(gè)Service類(lèi)，實(shí)現(xiàn)AIDL接口中定義的方法。

public class MyService extends Service {
    private final IMyService.Stub mBinder = new IMyService.Stub() {
        @Override
        public int add(int a, int b) {
            return a + b;
        }
    };

    @Override
    public IBinder onBind(Intent intent) {
        return mBinder;
    }
}

• 注冊(cè)服務(wù)：在清單文件中注冊(cè)服務(wù)。

<service
    android:name=".MyService"
    android:exported="true">
    <intent-filter>
        <action android:name="com.example.IMyService" />
    </intent-filter>
</service>

客戶端

客戶端應(yīng)用程序需要以下步驟：

• 獲取服務(wù)引用：客戶端需要獲取服務(wù)的Binder對(duì)象引用。

Intent intent = new Intent("com.example.IMyService");
intent.setPackage("com.example.provider");
bindService(intent, serviceConnection, Context.BIND_AUTO_CREATE);

• 調(diào)用服務(wù)方法：通過(guò)Binder引用調(diào)用服務(wù)方法。

if (myService != null) {
    try {
        int result = myService.add(3, 4);
        Log.d(TAG, "Result: " + result);
    } catch (RemoteException e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

Binder的內(nèi)部工作原理

Android Binder IPC機(jī)制的內(nèi)部實(shí)現(xiàn)涉及以下重要組件和工作流程：

• Binder對(duì)象注冊(cè)：服務(wù)器進(jìn)程將其Binder對(duì)象注冊(cè)到Binder驅(qū)動(dòng)程序中。Binder驅(qū)動(dòng)程序會(huì)為每個(gè)Binder對(duì)象分配一個(gè)唯一的標(biāo)識(shí)符，以便客戶端可以通過(guò)標(biāo)識(shí)符查找對(duì)象。

• Binder引用計(jì)數(shù)：Binder對(duì)象具有引用計(jì)數(shù)，確保只有在不再需要時(shí)才會(huì)被回收。

• 線程同步：Binder驅(qū)動(dòng)程序處理多線程同步，以確保多個(gè)線程可以安全地訪問(wèn)Binder對(duì)象。

• 客戶端查詢(xún)：客戶端使用標(biāo)識(shí)符查詢(xún)Binder對(duì)象，獲得對(duì)其的引用。這是通過(guò)android.os.ServiceManager和android.os.BinderProxy來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

• IPC調(diào)用：客戶端通過(guò)Binder引用調(diào)用服務(wù)器進(jìn)程的方法。IPC調(diào)用會(huì)觸發(fā)內(nèi)核模式切換，將控制權(quán)交給服務(wù)器進(jìn)程。

• Binder驅(qū)動(dòng)程序處理：Binder驅(qū)動(dòng)程序在內(nèi)核中處理IPC請(qǐng)求，包括數(shù)據(jù)傳輸和線程同步。

• 服務(wù)響應(yīng)：服務(wù)器進(jìn)程執(zhí)行方法，并將結(jié)果返回給客戶端，再次通過(guò)Binder IPC機(jī)制。

Binder池

Binder池是一種機(jī)制，用于重復(fù)使用Binder對(duì)象，以提高性能。這對(duì)于減少創(chuàng)建和銷(xiāo)毀Binder對(duì)象的開(kāi)銷(xiāo)非常有幫助。

在典型的Android應(yīng)用中，創(chuàng)建和銷(xiāo)毀Binder對(duì)象是一項(xiàng)資源密集型任務(wù)，會(huì)導(dǎo)致額外的開(kāi)銷(xiāo)。為了減輕這種開(kāi)銷(xiāo)，Android引入了Binder池的概念。

Binder池的工作方式如下：

• Binder對(duì)象創(chuàng)建：在應(yīng)用程序啟動(dòng)時(shí)，一組Binder對(duì)象被創(chuàng)建并注冊(cè)到Binder池中。

• 客戶端使用：當(dāng)客戶端需要與一個(gè)Binder對(duì)象通信時(shí)，它可以從Binder池中獲取一個(gè)可用的Binder對(duì)象引用。

• 通信完成后歸還：通信結(jié)束后，客戶端將Binder對(duì)象歸還給Binder池，而不是銷(xiāo)毀它。

• 重用：下一個(gè)客戶端可以再次獲取相同的Binder對(duì)象引用，而不必再次創(chuàng)建新的Binder對(duì)象。

這種重用機(jī)制減少了資源分配和銷(xiāo)毀的開(kāi)銷(xiāo)，從而提高了性能。在高并發(fā)應(yīng)用中，Binder池尤為有用，因?yàn)樗梢詼p少競(jìng)爭(zhēng)和資源爭(zhēng)奪。

結(jié)論

Binder是Android系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)IPC通信的核心技術(shù)之一。通過(guò)深入了解其工作原理和使用方法，開(kāi)發(fā)者可以更好地理解Android應(yīng)用程序之間的通信方式，并創(chuàng)建功能強(qiáng)大的跨進(jìn)程應(yīng)用程序。

以上就是深度剖析Android Binder IPC機(jī)制的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于Android Binder IPC機(jī)制的資料請(qǐng)關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！

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