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简单聊聊AndroidIPC机制

IT知识androidIPC机制

别裁伪体亲风雅，转益多师是汝师。这篇文章主要讲述简单聊聊AndroidIPC机制相关的知识，希望能为你提供帮助。
前言：
首先，我们来看一下IPC是个啥意思。
IPC是英文Inter-process communication的缩写，顾名思义就是进程间通信或者说跨进程通信。
没错，是进程。所以咱们今天主要说的就是有关进程之间的事儿。
在android中，因为开发的需要我们可能需要跨应用去操作一些业务，或者项目较大的时候我们需要开启多个进程去完成。但是，Android中为了安全考虑呢，进程之间却又是不能进行数据交互的，为了解决这个问题所以就有了所谓的IPC机制。
 
其次，我们来说一下今天都会接触到哪些东西呢？
IPC的有哪些方式（一笔带过）
序列化（点到为止，不细说）
Binder机制（今天的主角儿)
AIDL（专为主角设计的模板）
一句话概括，在Android中实现进程间通信的方式有不少，但是最主要的就是Binder机制，同时Android为了快速实现这种功能专门设计了一种模板，叫做AIDL（Android Interface Definition Language 翻译为：Android接口定义语言）。
 
IPC有哪些方式：
1、通过Intent的putExtras()方法传递一个Bundle对象（如果只是简单的在进程间来回传递一些基本数据，这是一个很便捷的办法）。
2、通过共享文件来实现数据的共享（如果对该文件没有较高的数据同步要求的话，这也不失为一种很好的办法）。
3、使用四大组件之一的ContentProvider（Android专为进程间数据共享而生的，它的底层原理就是咱们今天的主角儿Binder，但它需要借助其他的数据存储方式来使用）。
4、使用信使Messenger（通过Messenger可以在进程间传递Message对象，因为它是串行的方式处理信息的，没有并发需求的话采用这个很不错，它的底层同样是今天的主角儿Binder）
5、使用Socket（它不但可以跨进程还可以跨设备，但是内存开销比较大，也不太安全）
6、Binder机制（今天的主角儿，性能高、安全）
 
序列化：
序列化也叫持久化。进程之间不可以传递对象，Binder也不行。我们要想传递，只能将对象做一下持久化，以便它可以写入到流。详细的咱就不说了，这里主要提一下两种序列化的方式。
1、实现Serializable接口（使用简单，但是开销较大）
2、实现Parcelable接口（使用较为复杂，一般用在内存序列化上，但是效率高）
 
Binder机制：
  咱们先来介绍一下进程空间，以及它的特点。
一个进程空间是分为两个部分的，分别是用户空间和内核空间。其中，用户空间之间数据是不可共享的，内核空间是可以数据共享的。
这样说可能比较抽象，我来举个例子。
我们可以把进程想象成一棵棵的大树，其中树地面以上部分我们可以理解成为用户空间，地下的或者说整个大地我们可以理解为内核空间。每棵大树都是独立的存在，但是大地却是大家所共享的。
在一个进程空间中，用户空间和内核空间之间可以通过ioctl等方法来进行数据的交互的。（copy_to_user/copy_from_user）
这样来回拷贝就需要两次。如图

简单聊聊AndroidIPC机制

文章图片

 
  而Binder  则是基于C/S架构（  Client - Server），并且通过内存映射来实现IPC通信的，下面咱们具体的介绍一下。

内存映射：Binder IPC 机制中涉及到的内存映射通过 mmap() 来实现的，mmap() 是操作系统中一种内存映射的方法。内存映射简单的讲就是将用户空间的一块内存区域映射到内核空间。映射关系建立后，用户对这块内存区域的修改可以直接反应到内核空间；反之内核空间对这段区域的修改也能直接反应到用户空间。   Binder IPC 通信过程：1、首先 Binder 驱动在内核空间创建一个数据接收缓存区。
2、接着在内核空间开辟一块内核缓存区。 3、建立内核缓存区和内核中数据接收缓存区之间的映射关系，以及内核中数据接收缓存区和接收进程用户空间地址的映射关系。（在此之前都没有数据的拷贝操作） 4、发送方进程通过系统调用 copy_from_user() 将数据 copy 到内核中的内核缓存区，由于内核缓存区和接收进程的用户空间存在内存映射，因此也就相当于把数据发送到了接收进程的用户空间，这样便完成了一次进程间的通信。 
Binder通讯模型：1、Client：客户端（发送请求的进程）
2、Server：服务端（接受请求的进程）
3、Binder驱动：类似网络通信中的路由器，负责将Client的请求转发到具体的Server中执行，并将Server返回的数据传回给Client。
4、ServiceManager：管理所有的需要提供Binder服务的Server的注册与查询，将字符形式的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实体的引用。
这里咱们着重说一下ServiceManager:
流程：
【简单聊聊AndroidIPC机制】1、Server向ServiceManager注册。Server通过Binder驱动向ServiceManager注册，声明可以对外提供服务。ServiceManager中会保留一份映射表。
2、Client向ServiceManager请求Server的Binder引用。Client想要请求Server的数据时，需要先通过Binder驱动向ServiceManager请求Server的Binder引用（代理对象）。再向具体的Server发送请求。Client拿到这个Binder代理对象后，就可以通过Binder驱动和Server进行通信了。
3、Server返回结果。Server响应请求后，需要再次通过Binder驱动将结果返回给Client。
原理：
ServiceManager是一个单独的进程，那么Server与ServiceManager通讯是靠什么呢？当Android系统启动后，会创建一个名称为Servicemanager的进程，这个进程通过一个约定的命令BINDERSETCONTEXT_MGR向Binder驱动注册，申请成为为ServiceManager，Binder驱动会自动为ServiceManager创建一个Binder实体。并且这个Binder实体的引用在所有的Client中都为0，也就说各个Client通过这个0号引用就可以和ServiceManager进行通信。Server通过0号引用向ServiceManager进行注册，Client通过0号引用就可以获取到要通信的Server的Binder引用。
这里我们用一个形象的实例，来讲讲这一块过程： 1、 Server进程向ServiceManager注册，告诉ServiceManager我是谁，我有什么，我能做什么。就好比徐同学（Server进程）有一台笔记本（computer对象），这台笔记本有个add方法。这时映射关系表就生成了。
2、 Client进程向ServiceManager查询，我要调用Server进程的computer对象的add方法，可以看到这个过程经过Binder驱动，这时候Binder驱动就开始发挥他的作用了。当向ServiceManager查询完毕，是返回一个computer对象给Client进程吗？其实不然，Binder驱动将computer对象转换成了computerProxy对象，并转发给了Client进程，因此，Client进程拿到的并不是真实的computer对象，而是一个代理对象，即computerProxy对象。很容易理解这个computerProxy对象也是有add方法，（如果连add方法都没有，岂不是欺骗了Client？），但是这个add方法只是对参数进行一些包装而已。
3、当Client进程调用add方法，这个消息发送给Binder驱动，这时驱动发现，原来是computerProxy，那么Client进程应该是需要调用computer对象的add方法的，这时驱动通知Server进程，调用你的computer对象的add方法，将结果给我。然后Server进程就将计算结果发送给驱动，驱动再转发给Client进程，这时Client进程还蒙在了鼓里，他以为自己调用的是真实的computer对象的add方法，其实他只是调用了代理而已。不过Client最终还是拿到了计算结果。   AIDL： 
AIDL (Android Interface Definition Language) 是一种接口定义语言，用于生成可以在Android设备上两个进程之间进行进程间通信(interprocess communication, IPC)的代码。如果在一个进程中（例如Activity）要调用另一个进程中（例如Service）对象的操作，就可以使用AIDL生成可序列化的参数，来完成进程间通信。 咱们简单说一下AIDL使用过程 1、首先创建我们需要的实体类，并且该实体类必须要是继承Parcelable接口。 2、创建一个aidl文件。 3、创一个和实体类同名的aidl文件，并在其中声明它为Parcelable类型 4、执行一下make project操作，这时候SDK会为我们生成对应的Binder类 5、在服务端创建一个用于接收请求的service，并在内部实现Binder类中的Stub类，并在对应的接口中作出具体的实现。 6、将服务端工程中的aidl文件夹下的内容整个拷贝到客户端工程的对应位置下。 7、客户端通过Intent进行bindService绑定服务端的Service 8、实例化ServiceConnection，在内部就可以拿到我们需要的数据了。     感谢巨人的肩膀
本文也就是作者学习当中，做的一个随笔，借鉴了很多优秀的文章，算是自己IPC这块的一个笔记吧，当然啦，在这些博文里或多或少的都向我们展示代码，大家多读读代码理解的肯定会更加的深刻。（见下面的参考）           参考：图文详解 Android Binder跨进程通信的原理 简单理解Binder机制的原理 Binder机制 详细说说Binder通信原理与机制 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

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