Binder 是客户端和服务端进行通讯的媒介，当bindService的时候，Service会返回一个包含Srevice业务调用的Binder对象，通过Binder对象，客户端就可以获取Service提供的服务或者数据，这里Service包括普通的Service和基于AIDl服务。
Android开发中，Binder主要在Service中，包括AIDl和Messenger
，其中普通的Service不涉及进程间通讯，而Messenger的底层其实是AIDL，所以分析Binder选中使用AIDL分析Binder的工作机制，
一、创建三个文件Book.java、Book.aidl、IBookManager.aidl，为什么需要定义Book.aidl？因为aidl中只支持：
- 基本数据类型（int、long、char、boolean、double）；
- String和CharSequence；
- List ，只支持ArrayList，并且元素得是AIDL支持的；
- Map，只支持HashMap，并且元素得是AIDL支持的，包括key和value；
- Parcelable，所有实现Parcelable接口的对象；
- AIDl，所有的AIDL接口本身也可以在AIDL文件中使用，比如自定义类型；
代码如下：
//Book.java
package com.wfy.article.entity;
import android.os.Parcel;
import android.os.Parcelable;
public class Book implements Parcelable {
private String id;
private String name;
public Book(String id, String name) {
this.id = id;
this.name = name;
}
protected Book(Parcel in) {
id = in.readString();
name = in.readString();
}
@Override
public void writeToParcel(Parcel dest, int flags) {
dest.writeString(id);
dest.writeString(name);
}
@Override
public int describeContents() {
return 0;
}
public static final Creator<Book> CREATOR = new Creator<Book>() {
@Override
public Book createFromParcel(Parcel in) {
return new Book(in);
}
@Override
public Book[] newArray(int size) {
return new Book[size];
}
};
}
需要主要的是Book.aidl的包必须和Book.java相同，Book.aidl是Book.java的定义；
// Book.aidl
package com.wfy.article.entity;
// Declare any non-default types here with import statements
parcelable Book;
定义相关操作：
// IBookManager.aidl
package com.wfy.article;
import com.wfy.article.entity.Book;
interface IBookManager {
void addBook(in Book book);
List<Book> getBooks();
}
开始分析Binder，分析由系统生成 IBookManager.aidl的java文件：
/*
* This file is auto-generated. DO NOT MODIFY.
* Original file: E:\\AndroidStudioprojects\\qihe\\AndroidArticleFind\\app\\src\\main\\aidl\\com\\wfy\\article\\IBookManager.aidl
*/
package com.wfy.article;
public interface IBookManager extends android.os.IInterface {
/**
* Local-side IPC implementation stub class.
*/
public static abstract class Stub extends android.os.Binder implements com.wfy.article.IBookManager {
/**
* Binder 的唯一标识
*/
private static final java.lang.String DESCRIPTOR = "com.wfy.article.IBookManager";
/**
* Construct the stub at attach it to the interface.
*/
public Stub() {
this.attachInterface(this, DESCRIPTOR);
}
/**
* 用于将Service的Binder对象转换成客户端所需的AIDL接口类型的对象，转换过程是区分进程的，
* <p>
* 如果客户端的进程和Service进程位于同一个进程，那么此方法返回Stub对象本身，否则返回的是系统封装的Stub.proxy对象来完成transact过程
* <p>
* <p>
* Cast an IBinder object into an com.wfy.article.IBookManager interface,
* generating a proxy if needed.
*/
public static com.wfy.article.IBookManager asInterface(android.os.IBinder obj) {
if ((obj == null)) {
return null;
}
/**
* 尝试检索实现Binder的本地接口的对象，如果返回空值，则需要将代理类实例化调用transact方法
*
* 具体可以输出Log，同进程返回Stub，否则返回Stub.Proxy（用于transact）
*/
android.os.IInterface iin = obj.queryLocalInterface(DESCRIPTOR);
if (((iin != null) && (iin instanceof com.wfy.article.IBookManager))) {
return ((com.wfy.article.IBookManager) iin);
}
return new com.wfy.article.IBookManager.Stub.Proxy(obj);
}
/**
* 返回当前Binder对象
*
* @return
*/
@Override
public android.os.IBinder asBinder() {
return this;
}
/**
* 此方法运行在Binder线程池中
* <p>
* Service通过code可以确定客户端所请求的目标方法是什么，接着从data中取出目标方法所需的参数，然后执行目标方法。
* <p>
* 当目标方法执行完毕后，就向reply中写入返回值
* <p>
* <p>
* <p>
* 如果此方法返回 false，那么客户端请求会失败
*
* @param code
* @param data
* @param reply
* @param flags
* @return
* @throws android.os.RemoteException
*/
@Override
public boolean onTransact(int code, android.os.Parcel data, android.os.Parcel reply, int flags) throws android.os.RemoteException {
java.lang.String descriptor = DESCRIPTOR;
switch (code) {
case INTERFACE_TRANSACTION: {
reply.writeString(descriptor);
return true;
}
case TRANSACTION_addBook: {
data.enforceInterface(descriptor);
com.wfy.article.entity.Book _arg0;
if ((0 != data.readInt())) {
_arg0 = com.wfy.article.entity.Book.CREATOR.createFromParcel(data);
} else {
_arg0 = null;
}
this.addBook(_arg0);
reply.writeNoException();
return true;
}
case TRANSACTION_getBooks: {
data.enforceInterface(descriptor);
java.util.List<com.wfy.article.entity.Book> _result = this.getBooks();
reply.writeNoException();
reply.writeTypedList(_result);
return true;
}
default: {
return super.onTransact(code, data, reply, flags);
}
}
}
private static class Proxy implements com.wfy.article.IBookManager {
private android.os.IBinder mRemote;
Proxy(android.os.IBinder remote) {
mRemote = remote;
}
@Override
public android.os.IBinder asBinder() {
return mRemote;
}
public java.lang.String getInterfaceDescriptor() {
return DESCRIPTOR;
}
/**
* 和getBooks()一样
*
* @param book
* @throws android.os.RemoteException
*/
@Override
public void addBook(com.wfy.article.entity.Book book) throws android.os.RemoteException {
// 创建输入对象（该方法的参数信息等）
android.os.Parcel _data = android.os.Parcel.obtain();
// 创建输出对象（RPC过程返回数据）
android.os.Parcel _reply = android.os.Parcel.obtain();
try {
_data.writeInterfaceToken(DESCRIPTOR);
if ((book != null)) {
_data.writeInt(1);
// 写入参数数据
book.writeToParcel(_data, 0);
} else {
_data.writeInt(0);
}
//发起RPC过程 ，这里是会阻塞的，等待transact结束
mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_addBook, _data, _reply, 0);
_reply.readException();
// 因为没有返回值，所以不需要从_reply中取出RPC过程数据
} finally {
_reply.recycle();
_data.recycle();
}
}
/**
* 此方法运行在客户端
*
* @return
* @throws android.os.RemoteException
*/
@Override
public java.util.List<com.wfy.article.entity.Book> getBooks() throws android.os.RemoteException {
// 创建输入对象（该方法的参数信息等）
android.os.Parcel _data = android.os.Parcel.obtain();
// 创建输出对象（RPC过程返回数据）
android.os.Parcel _reply = android.os.Parcel.obtain();
//返回值
java.util.List<com.wfy.article.entity.Book> _result;
try {
//参数信息写入_data中
_data.writeInterfaceToken(DESCRIPTOR);
// 发起RPC请求，同时当前线程挂起，然后Service端的onTransact方法会被调用，直到RPC过程返回后，线程继续执行，
mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_getBooks, _data, _reply, 0);
// 接着从_reply中取出RPC过程返回的结果
_reply.readException();
// 最后返回_reply中的数据
_result = _reply.createTypedArrayList(com.wfy.article.entity.Book.CREATOR);
} finally {
_reply.recycle();
_data.recycle();
}
return _result;
}
}
/**
* 各方法的id
*/
static final int TRANSACTION_addBook = (android.os.IBinder.FIRST_CALL_TRANSACTION + 0);
static final int TRANSACTION_getBooks = (android.os.IBinder.FIRST_CALL_TRANSACTION + 1);
}
public void addBook(com.wfy.article.entity.Book book) throws android.os.RemoteException;
public java.util.List<com.wfy.article.entity.Book> getBooks() throws android.os.RemoteException;
}
来一波图
Binder工作机制.png
1、当客户端发起请求，当前线程挂起直至Service进程返回数据，如果远程方法耗时，不能再UI线程中执行；
2、由于Binder方法运行在Binder线程池中，所以Binder方法不管是否耗时都应该采用同步的方式去实现；
3、IBookManager 中声明了两个整形id分别用于标识getBooks和addBook这两个方法，内部还有一个Stub，Stub是一个Binder的实现类，当客户端和Service同一个进程时，此方法不会走跨进程transact过程，否则走进程transact过程，由Stub.proxy来完成该过程，可以详细可以看看Stub中asInterface方法，同一个进程直接返回Stub对象，否则返回Stub.proxy。
Binder机制引用此文章Android Bander设计与实现 - 设计篇
Binder框架定义了四个角色：Server，Client，ServiceManager（以后简称SMgr）以及Binder驱动。其中Server，Client，SMgr运行于用户空间，驱动运行于内核空间。这四个角色的关系和互联网类似：Server是服务器，Client是客户终端，SMgr是域名服务器（DNS），驱动是路由器。
Binder 驱动
和路由器一样，Binder驱动虽然默默无闻，却是通信的核心。尽管名叫‘驱动’，实际上和硬件设备没有任何关系，只是实现方式和设备驱动程序是一样的。它工作于内核态，驱动负责进程之间Binder通信的建立，Binder在进程之间的传递，Binder引用计数管理，数据包在进程之间的传递和交互等一系列底层支持。
ServiceManager 与实名Binder
和DNS类似，SMgr的作用是将字符（域名）形式的Binder名字转化成Client中对该Binder的引用，使得Client能够通过Binder名字获得对Server中Binder实体（IP）的引用。注册了名字的Binder叫实名Binder，就象每个网站除了有IP地址外还有自己的网址。Server创建了Binder实体，为其取一个字符形式，可读易记的名字，将这个Binder连同名字以数据包的形式通过Binder驱动发送给SMgr，通知SMgr注册一个名叫张三的Binder，它位于某个Server中。驱动为这个穿过进程边界的Binder创建位于内核中的实体节点以及SMgr对实体的引用，将名字及新建的引用打包传递给SMgr。SMgr收数据包后，从中取出名字和引用填入一张查找表中。
Client 获得实名Binder的引用
Server向SMgr注册了Binder实体（IP）及其名字（域名）后，Client就可以通过名字（域名）获得该Binder的引用了。Client也利用保留的0号引用向SMgr请求访问某个Binder。SMgr收到这个连接请求，从请求数据包里获得Binder的名字，在查找表里找到该名字对应的条目，从条目中取出Binder的引用，将该引用作为回复发送给发起请求的Client。从面向对象的角度，这个Binder对象现在有了两个引用：一个位于SMgr中，一个位于发起请求的Client中。如果接下来有更多的Client请求该Binder，系统中就会有更多的引用指向该Binder，就象java里一个对象存在多个引用一样。而且类似的这些指向Binder的引用是强类型，从而确保只要有引用Binder实体就不会被释放掉。
看一张图压压惊：
binder原理.png
具体内存映射：
Linux内核实际上没有从一个用户空间到另一个用户空间直接拷贝的函数，需要先用copy_from_user()拷贝到内核空间，再用copy_to_user()拷贝到另一个用户空间。为了实现用户空间到用户空间的拷贝，划重点mmap()分配的内存除了映射进了接收方进程里，还映射进了 内核空。所以调用copy_from_user()将数据拷贝进内核空间也相当于拷贝进了接收方的用户空间，这就是Binder只需一次拷贝的‘秘密’。
binder内存映射.png
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