Binder机制 在Android中的具体实现原理

1.实现步骤

Binder机制在 Android中的实现次要依附 Binder类,其实现了IBinder接口

  • 实例阐明: 即: Client过程 须要调用Server 过程的加法函数(将整数a和b相加)
  1. Client过程 须要传两个整数给 Server过程
  2. Server过程 须要把相加后的后果 返回给 Client过程
  • 具体步骤 上面,我会依据 Binder 跨过程通信机制 模型的步骤进行剖析

✔步骤1:注册服务

  • 过程形容 Server 过程 通过Binder 驱动 向Service Manager过程注册服务
  • 代码实现 Server 过程创立 一个 Binder对象

      1. Binder实体是Server过程 在Binder 驱动中的存在模式
      1. 该对象保留ServerService Manager的信息(保留在内核空间中)
      1. Binder驱动通过 内核空间的 Binder实体 找到用户空间的Server对象
  • 代码剖析
    Binder binder = new Stub();    // 步骤1:创立Binder对象 ->>剖析1    // 步骤2:创立 IInterface 接口类 的匿名类    // 创立前,须要事后定义 继承了IInterface 接口的接口 -->剖析3    IInterface plus = new IPlus(){        // 确定Client过程须要调用的办法        public int add(int a,int b){            return a+b;        }        // 实现IInterface接口中惟一的办法        public IBinder asBinder(){             return null ;        }    };    // 步骤3    binder.attachInterface(plus,"add two int");    // 1. 将(add two int,plus)作为(key,value)对存入到Binder对象中的一个Map<String,IInterface>对象中    // 2. 之后,Binder对象 可依据add two int通过queryLocalIInterface()取得对应IInterface对象(即plus)的援用,可依附该援用实现对申请办法的调用    // 剖析结束,跳出        <-- 剖析1:Stub类 -->    public class Stub extends Binder {    // 继承自Binder类 ->>剖析2    // 复写onTransact()    @Override    boolean onTransact(int code, Parcel data, Parcel reply, int flags){        // 具体逻辑等到步骤3再具体解说,此处先跳过        switch (code) {            case Stub.add: {                data.enforceInterface("add two int");                int arg0 = data.readInt();                int arg1 = data.readInt();                int result = this.queryLocalIInterface("add two int") .add(arg0, arg1);                reply.writeInt(result);                return true;            }        }        return super.onTransact(code, data, reply, flags);    }        // 回到下面的步骤1,持续看步骤2        <-- 剖析2:Binder 类 -->    public class Binder implement IBinder{        // Binder机制在Android中的实现次要依附的是Binder类,其实现了IBinder接口// IBinder接口:        //定义了近程操作对象的根本接口,代表了一种跨过程传输的能力        // 零碎会为每个实现了IBinder接口的对象提供跨过程传输能力        // 即Binder类对象具备了跨过程传输的能力                void attachInterface(IInterface plus, String descriptor);                // 作用:        // 1. 将(descriptor,plus)作为(key,value)对存入到Binder对象中的一个Map<String,IInterface>对象中        // 2. 之后,Binder对象 可依据descriptor通过queryLocalIInterface()取得对应IInterface对象(即plus)的援用,        //可依附该援用实现对申请办法的调用                IInterface queryLocalInterface(Stringdescriptor) ;        // 作用:依据 参数 descriptor 查找相应的IInterface对象(即plus援用)                boolean onTransact(int code, Parcel data, Parcel reply, int flags);        // 定义:继承自IBinder接口的        // 作用:执行Client过程所申请的指标办法(子类须要复写)        // 参数阐明:        // code:Client过程申请办法标识符。即Server过程依据该标识确定所申请的指标办法        // data:指标办法的参数。(Client过程传进来的,此处就是整数a和b)        // reply:指标办法执行后的后果(返回给Client过程)        // 注:运行在Server过程的Binder线程池中;当Client过程发动近程申请时,近程申请会要求零碎底层执行回调该办法                        final class BinderProxy implements IBinder {            // 即Server过程创立的Binder对象的代理对象类            // 该类属于Binder的外部类        }                // 回到剖析1原处            }        <-- 剖析3:IInterface接口实现类 -->    public interface IPlus extends IInterface {        // 继承自IInterface接口->>剖析4        // 定义须要实现的接口办法,即Client过程须要调用的办法        public int add(int a,int b);    // 返回步骤2    }        <-- 剖析4:IInterface接口类 -->    // 过程间通信定义的通用接口    // 通过定义接口,而后再服务端实现接口、客户端调用接口,就可实现跨过程通信。    public interface IInterface{        // 只有一个办法:返回以后接口关联的 Binder 对象。        public IBinder asBinder();    }    // 回到剖析3原处        

注册服务后, Binder驱动持有 Server过程创立的 Binder实体

✔步骤2:获取服务(Client)

  • Client 过程 应用 某个service 前(此处是 相加函数),须通过Binder驱动向ServiceManager 过程 获取相应的 Service信息
  • 具体代码实现过程如下:

此时, Client过程与Server 过程曾经建设了连贯

✔步骤3:应用服务(Client)

Client 过程 依据获取到的 service信息( Binder 代理对象),通过Binder驱动建设与该Service 所在Server过程通信的链路,并开始应用服务

  • 过程形容

    1. Client过程通信的链路,并开始应用服务 过程 将参数(整数a和b)发送到Server 过程
    2. Server过程 依据Client 过程要求调用 指标办法(即加法函数)
    3. Server过程 将指标办法的后果(即加法后的后果)返回给Client过程
  • 代码实现过程

    3.1: Client过程 将参数(整数a和b)发送到 Server过程

        // 1. Client过程 将须要传送的数据写入到Parcel对象中    // data = 数据 = 指标办法的参数(Client过程传进来的,此处就是整数a和b)+ IInterface接口对象的标识符descriptor    android.os.Parcel data = android.os.Parcel.obtain();    data.writeInt(a);    data.writeInt(b);        data.writeInterfaceToken("add two int");        // 办法对象标识符让Server过程在Binder对象中依据"add two int"通过queryLocalIInterface()    // 查找相应的IInterface对象(即Server创立的plus),Client过程须要调 用的相加办法就在该对象中        android.os.Parcel reply = android.os.Parcel.obtain();    // reply:指标办法执行后的后果(此处是相加后的后果)            // 2. 通过 调用代理对象的transact() 将 上述数据发送到Binder驱动    binderproxy.transact(Stub.add, data, reply, 0)    // 参数阐明:    // 1. Stub.add:指标办法的标识符(Client过程 和 Server过程 本身约定,可为任意)// 2. data :上述的Parcel对象    // 3. reply:返回后果    // 0:可不论            // 注:在发送数据后,Client过程的该线程会临时被挂起    // 所以,若Server过程执行的耗时操作,请不要应用主线程,以避免ANR                // 3. Binder驱动依据 代理对象 找到对应的真身Binder对象所在的Server 过程(零碎主动执行)    // 4. Binder驱动把 数据 发送到Server 过程中,并告诉Server 过程执行解包(零碎主动执行)            123456789101112131415161718192021222324252627      

3.2: Server 过程依据 Client 过程要求 调用 指标办法(即加法函数)

    // 1. 收到Binder驱动告诉后,Server 过程通过回调Binder对象onTransact()进行数据解包&调用指标办法  public class Stub extends Binder {      // 复写onTransact()      @Override      boolean onTransact(int code, Parcel data, Parcel reply, int flags){          // code即在transact()中约定的指标办法的标识符          switch (code) {              case Stub.add: {                                // a. 解包Parcel中的数据                  data.enforceInterface("add two int");                  // a1. 解析指标办法对象的标识符                  int arg0 = data.readInt();                  int arg1 = data.readInt();                  // a2. 取得指标办法的参数                                    // b. 依据"add two int"通过queryLocalIInterface()获取相应的IInterface对象                  //(即Server创立的plus)的援用,通过该对象援用调用办法                  int result = this.queryLocalIInterface("add two int") .add(arg0, arg1);                                    // c. 将计算结果写入到reply                  reply.writeInt(result);                  return true;              }          }      return super.onTransact(code, data, reply, flags);      // 2. 将结算后果返回 到Binder驱动             

3.3: 过程 将指标办法的后果(即加法后的后果)返回给过程

           // 2. 将结算后果返回 到Binder驱动               // 1. Binder驱动依据 代理对象 沿原路 将后果返回 并告诉Client过程获取返回后果           // 2. 通过代理对象 接管后果(之前被挂起的线程被唤醒)           binderproxy.transact(Stub.ADD, data, reply, 0);           reply.readException();;           result = reply.readInt();   }}12345678

2.原理图 & 流程图

  • 总结 上面,我用一个原理图 & 流程图来总结步骤3的内容

3. 长处

比照 LinuxAndroid 基于 Linux )上的其余过程通信形式(管道、音讯队列、共享内存、信号量、 Socket ), Binder 机制的长处有:

4. 总结

本文次要具体解说 跨过程通信模型 Binder 机制 ,总结如下:

特地地,对于从模型构造组成的Binder驱动来说:

  • 整个 Binder模型的原理步骤 & 源码剖析