Android Binder設計與實現 – 設計篇

AndroidBinder設計與實現–設計篇摘要Binder是Android系統(tǒng)進程間通信（IPC）方式之一。Linux已經擁有管道、systemVIPC、socket等IPC手段，卻還要倚賴Binder來實現進程間通信，說明Binder具有無可比擬的優(yōu)勢。深入了解Binder并將之與傳統(tǒng)IPC做對比有助于我們深入領會進程間通信的實現和性能優(yōu)化。本文將對Binder的設計細節(jié)做一個全面的闡述，首先通過介紹Binder通信模型和Binder通信協(xié)議了解Binder的設計需求；然后分別闡述Binder在系統(tǒng)不同部分的表述方式和起的作用；最后還會解釋Binder在數據接收端的設計考慮，包括線程池管理，內存映射和等待隊列管理等。通過本文對Binder的詳細介紹以及與其它IPC通信方式的對比，讀者將對Binder的優(yōu)勢和使用Binder作為Android主要IPC方式的原因有深入了解。1．引言基于Client-Server的通信方式廣泛應用于從互聯(lián)網和數據庫訪問到嵌入式手持設備內部通信等各個領域。智能手機平臺特別是Android系統(tǒng)中，為了向應用開發(fā)者提供豐富多樣的功能，這種通信方式更是無處不在，諸如媒體播放，視音頻捕獲，到各種讓手機更智能的傳感器（加速度、方位、溫度、光亮度等）都由不同的Server負責管理，應用程序只需作為Client與這些Server建立連接便可以使用這些服務，花很少的時間和精力就能開發(fā)出令人眩目的功能。Client-Server方式的廣泛采用對進程間通信（IPC）機制是一個挑戰(zhàn)。目前l(fā)inux支持的IPC包括傳統(tǒng)的管道、SystemVIPC、即消息隊列/共享內存/信號量，以及socket中只有socket支持Client-Server的通信方式。當然也可以在這些底層機制上架設一套協(xié)議來實現Client-Server通信，但這樣增加了系統(tǒng)的復雜性，在手機這種條件復雜，資源稀缺的環(huán)境下可靠性也難以保證。另一方面是傳輸性能。socket作為一款通用接口，其傳輸效率低，開銷大，主要用在跨網絡的進程間通信和本機上進程間的低速通信。消息隊列和管道采用存儲-轉發(fā)方式，即數據先從發(fā)送方緩存區(qū)拷貝到內核開辟的緩存區(qū)中，然后再從內核緩存區(qū)拷貝到接收方緩存區(qū)，至少有兩次拷貝過程。共享內存雖然無需拷貝，但控制復雜，難以使用。表1各種IPC方式數據拷貝次數IPC數據拷貝次數共享內存0Binder1Socket/管道/消息隊列2還有一點是出于安全性考慮。Android作為一個開放式，擁有眾多開發(fā)者的平臺，應用程序的來源廣泛，確保智能終端的安全是非常重要的。終端用戶不希望從網上下載的程序在不知情的情況下偷窺隱私數據，連接無線網絡，長期操作底層設備導致電池很快耗盡等等。傳統(tǒng)IPC沒有任何安全措施，完全依賴上層協(xié)議來確保。首先傳統(tǒng)IPC的接收方無法獲得對方進程可靠的UID/PID（用戶ID/進程ID），從而無法鑒別對方身份。Android為每個安裝好的應用程序分配了自己的UID，故進程的UID是鑒別進程身份的重要標志。使用傳統(tǒng)IPC只能由用戶在數據包里填入UID/PID，但這樣不可靠，容易被惡意程序利用?？煽康纳矸輼擞浿挥杏蒊PC機制本身在內核中添加。其次傳統(tǒng)IPC訪問接入點是開放的，無法建立私有通道。比如命名管道的名稱、systemV的鍵值、socket的ip地址或文件名都是開放的，只要知道這些接入點的程序都可以和對端建立連接，不管怎樣都無法阻止惡意程序通過猜測接收方地址獲得連接?；谝陨显?，Android需要建立一套新的IPC機制來滿足系統(tǒng)對通信方式，傳輸性能和安全性的要求，這就是Binder。Binder基于Client-Server通信模式，傳輸過程只需一次拷貝，為發(fā)送發(fā)添加UID/PID身份，既支持實名Binder也支持匿名Binder，安全性高。2．面向對象的BinderIPCBinder使用Client-Server通信方式：一個進程作為Server提供諸如視頻/音頻解碼，視頻捕獲，地址本查詢，網絡連接等服務；多個進程作為Client向Server發(fā)起服務請求，獲得所需要的服務。要想實現Client-Server通信必須實現以下兩點：一是server必須有確定的訪問接入點或者說地址來接受Client的請求，并且Client可以通過某種途徑獲知Server的地址；二是制定Command-Reply協(xié)議來傳輸數據。例如在網絡通信中Server的訪問接入點就是Server主機的IP地址+端口號，傳輸協(xié)議為TCP協(xié)議。對Binder而言，Binder可以看成Server提供的實現某個特定服務的訪問接入點，Client通過這個‘地址’向Server發(fā)送請求來使用該服務；對Client而言，Binder可以看成是通向Server的管道入口，要想和某個Server通信首先必須建立這個管道并獲得管道入口。與其它IPC不同，Binder使用了面向對象的思想來描述作為訪問接入點的Binder及其在Client中的入口：Binder是一個實體位于Server中的對象，該對象提供了一套方法用以實現對服務的請求，就像類的成員函數。遍布于client中的入口可以看成指向這個binder對象的‘指針’，一旦獲得了這個‘指針’就可以調用該對象的方法訪問server。在Client看來，通過Binder‘指針’調用其提供的方法和通過指針調用其它任何本地對象的方法并無區(qū)別，盡管前者的實體位于遠端Server中，而后者實體位于本地內存中?！羔槨荂++的術語，而更通常的說法是引用，即Client通過Binder的引用訪問Server。而軟件領域另一個術語‘句柄’也可以用來表述Binder在Client中的存在方式。從通信的角度看，Client中的Binder也可以看作是ServerBinder的‘代理’，在本地代表遠端Server為Client提供服務。本文中會使用‘引用’或‘句柄’這個兩個廣泛使用的術語。面向對象思想的引入將進程間通信轉化為通過對某個Binder對象的引用調用該對象的方法，而其獨特之處在于Binder對象是一個可以跨進程引用的對象，它的實體位于一個進程中，而它的引用卻遍布于系統(tǒng)的各個進程之中。最誘人的是，這個引用和java里引用一樣既可以是強類型，也可以是弱類型，而且可以從一個進程傳給其它進程，讓大家都能訪問同一Server，就像將一個對象或引用賦值給另一個引用一樣。Binder模糊了進程邊界，淡化了進程間通信過程，整個系統(tǒng)仿佛運行于同一個面向對象的程序之中。形形色色的Binder對象以及星羅棋布的引用仿佛粘接各個應用程序的膠水，這也是Binder在英文里的原意。當然面向對象只是針對應用程序而言，對于Binder驅動和內核其它模塊一樣使用C語言實現，沒有類和對象的概念。Binder驅動為面向對象的進程間通信提供底層支持。3．Binder通信模型Binder框架定義了四個角色：Server，Client，ServiceManager（以后簡稱SMgr）以及驅動。其中Server，Client，SMgr運行于用戶空間，驅動運行于內核空間。這四個角色的關系和互聯(lián)網類似：Server是服務器，Client是客戶終端，SMgr是域名服務器（DNS），驅動是路由器。3.1Binder驅動和路由器一樣，Binder驅動雖然默默無聞，卻是通信的核心。盡管名叫“驅動”，實際上和硬件設備沒有任何關系，只是實現方式和設備驅動程序是一樣的：它工作于內核態(tài)，提供open()，mmap()，poll()，ioctl()等標準文件操作，以字符驅動設備中的misc設備注冊在設備目錄/dev下，用戶通過/dev/binder訪問該它。驅動負責進程之間Binder通信的建立，Binder在進程之間的傳遞，Binder引用計數管理，數據包在進程之間的傳遞和交互等一系列底層支持。驅動和應用程序之間定義了一套接口協(xié)議，主要功能由ioctl()接口實現，不提供read()，write()接口，因為ioctl()靈活方便，且能夠一次調用實現先寫后讀以滿足同步交互，而不必分別調用write()和read()。3.2ServiceManager與實名Binder和DNS類似，SMgr的作用是將字符形式的Binder名字轉化成Client中對該Binder的引用，使得Client能夠通過Binder名字獲得對Server中Binder實體的引用。注冊了名字的Binder叫實名Binder，就像每個網站除了有IP地址外都有自己的網址。Server創(chuàng)建了Binder實體，為其取一個字符形式，可讀易記的名字，將這個Binder連同名字以數據包的形式通過Binder驅動發(fā)送給SMgr，通知SMgr注冊一個名叫張三的Binder，它位于某個Server中。驅動為這個穿過進程邊界的Binder創(chuàng)建位于內核中的實體節(jié)點以及SMgr對實體的引用，將名字及新建的引用傳遞給SMgr。SMgr收數據包后，從中取出名字和引用填入一張查找表中。細心的讀者可能會發(fā)現其中的蹊蹺：SMgr是一個進程，Server是另一個進程，Server向SMgr注冊Binder必然會涉及進程間通信。當前實現的是進程間通信卻又要用到進程間通信，這就好像蛋可以孵出雞前提卻是要找只雞來孵蛋。Binder的實現比較巧妙：預先創(chuàng)造一只雞來孵蛋。SMgr和其它進程同樣采用Binder通信，SMgr是Server端，有自己的Binder實體，其它進程都是Client，需要通過這個Binder的引用來實現Binder的注冊，查詢和獲取。SMgr提供的Binder比較特殊，它沒有名字也不需要注冊，當一個進程使用BINDER_SET_CONTEXT_MGR命令將自己注冊成SMgr時Binder驅動會自動為它創(chuàng)建Binder實體（這就是那只預先造好的雞）。其次這個Binder的引用在所有Client中都固定為0而無須通過其它手段獲得。也就是說，一個Server若要向SMgr注冊自己Binder就必需通過0這個引用和SMgr的Binder通信。類比網絡通信，0號引用就好比域名服務器的地址，你必須手工或動態(tài)配置好。要注意這里說的Client是相對SMgr而言的，一個應用程序是個提供服務的Server，但對SMgr來說它仍然是個Client。3.3Client獲得實名Binder的引用Server向SMgr注冊了Binder實體及其名字后，Client就可以通過名字獲得該Binder的引用了。Client也利用保留的0號引用向SMgr請求訪問某個Binder：我申請獲得名字叫張三的Binder的引用。SMgr收到這個連接請求，從請求數據包里獲得Binder的名字，在查找表里找到該名字對應的條目，從條目中取出Binder的引用，將該引用作為回復發(fā)送給發(fā)起請求的Client。從面向對象的角度，這個Binder對象現在有了兩個引用：一個位于SMgr中，一個位于發(fā)起請求的Client中。如果接下來有更多的Client請求該Binder，系統(tǒng)中就會有更多的引用指向該Binder，就象java里一個對象存在多個引用一樣。而且類似的這些指向Binder的引用是強類型，從而確保只要有引用Binder實體就不會被釋放掉。通過以上過程可以看出，SMgr象個火車票代售點，收集了所有火車的車票，可以通過它購買到乘坐各趟火車的票，即得到某個Binder的引用。3.4匿名Binder并不是所有Binder都需要注冊給SMgr廣而告之的。Server端可以通過已經建立的Binder連接將創(chuàng)建的Binder實體傳給Client，當然這條已經建立的Binder連接必須是通過實名Binder實現。由于這個Binder沒有向SMgr注冊名字，所以是個匿名Binder。Client將會收到這個匿名Binder的引用，通過這個引用向位于Server中的實體發(fā)送請求。匿名Binder為通信雙方建立一條私密通道，只要Server沒有把匿名Binder發(fā)給別的進程，別的進程就無法通過窮舉或猜測等任何方式獲得該Binder的引用，向該Binder發(fā)送請求。下圖展示了參與Binder通信的所有角色，將在以后章節(jié)中一一提到。圖1Binder通信示例4．Binder協(xié)議Binder協(xié)議基本格式是（命令+數據），使用ioctl(fd,cmd,arg)函數實現交互。命令由參數cmd承載，數據由參數arg承載，隨cmd不同而不同。下表列舉了所有命令及其所對應的數據：表2Binder通信命令字命令含義argBINDER_WRITE_READ該命令向Binder寫入或讀取數據。參數分為兩段：寫部分和讀部分。如果write_size不為0就先將write_buffer里的數據寫入Binder；如果read_size不為0再從Binder中讀取數據存入read_buffer中。write_consumed和read_consumed表示操作完成時Binder驅動實際寫入或讀出的數據個數。structbinder_write_read{signedlongwrite_size;signedlongwrite_consumed;unsignedlongwrite_buffer;signedlongread_size;signedlongread_consumed;unsignedlongread_buffer;};BINDER_SET_MAX_THREADS該命令告知Binder驅動接收方（通常是Server端）線程池中最大的線程數。由于Client是并發(fā)向Server端發(fā)送請求的，Server端必須開辟線程池為這些并發(fā)請求提供服務。告知驅動線程池的最大值是為了讓驅動在線程達到該值時不要再命令接收端啟動新的線程。intmax_threads;BINDER_SET_CONTEXT_MGR將當前進程注冊為SMgr。系統(tǒng)中同時只能存在一個SMgr。只要當前的SMgr沒有調用close()關閉Binder驅動就不能有別的進程可以成為SMgr。—BINDER_THREAD_EXIT通知Binder驅動當前線程退出了。Binder會為所有參與Binder通信的線程（包括Server線程池中的線程和Client發(fā)出請求的線程）建立相應的數據結構。這些線程在退出時必須通知驅動釋放相應的數據結構?！狟INDER_VERSION獲得Binder驅動的版本號。—這其中最常用的命令是BINDER_WRITE_READ。該命令的參數包括兩部分數據：一部分是向Binder寫入的數據，一部分是要從Binder讀出的數據，驅動程序先處理寫部分再處理讀部分。這樣安排的好處是應用程序可以很靈活地處理命令的同步或異步。例如若要發(fā)送異步命令可以只填入寫部分而將read_size置成0；若要只從Binder獲得數據可以將寫部分置空即write_size置成0；若要發(fā)送請求并同步等待返回數據可以將兩部分都置上。4.1BINDER_WRITE_READ之寫操作Binder寫操作的數據時格式同樣也是（命令+數據）。這時候命令和數據都存放在binder_write_read結構write_buffer域指向的內存空間里，多條命令可以連續(xù)存放。數據緊接著存放在命令后面，格式根據命令不同而不同。下表列舉了Binder寫操作支持的命令：表3Binder寫操作命令字cmd含義argBC_TRANSACTIONBC_REPLYBC_REPLYBC_TRANSACTION用于寫入請求數據；BC_REPLY用于寫入回復數據。其后面緊接著一個binder_transaction_data結構體表明要寫入的數據。structbinder_transaction_dataBC_ACQUIRE_RESULTBC_ATTEMPT_ACQUIRE暫未實現—BC_FREE_BUFFER釋放一塊映射的內存。Binder接收方通過mmap()映射一塊較大的內存空間，Binder驅動基于這片內存采用最佳匹配算法實現接收數據緩存的動態(tài)分配和釋放，滿足并發(fā)請求對接收緩存區(qū)的需求。應用程序處理完這片數據后必須盡快使用該命令釋放緩存區(qū)，否則會因為緩存區(qū)耗盡而無法接收新數據。指向需要釋放的緩存區(qū)的指針；該指針位于收到的Binder數據包中BC_INCREFSBC_ACQUIREBC_RELEASE這組命令增加或減少Binder的引用計數，用以實現強指針或弱指針的功能。32位Binder引用號BC_INCREFS_DONEBC_ACQUIRE_DONE第一次增加Binder實體引用計數時，驅動向Binder實體所在的進程發(fā)送BR_INCREFS，BR_ACQUIRE消息；Binder實體所在的進程處理完畢回饋BC_INCREFS_DONE，BC_ACQUIRE_DONEvoid*ptr：Binder實體在用戶空間中的指針void*cookie：與該實體相關的附加數據BC_REGISTER_LOOPERBC_ENTER_LOOPERBC_EXIT_LOOPER這組命令同BINDER_SET_MAX_THREADS一道實現Binder驅動對接收方線程池管理。BC_REGISTER_LOOPER通知驅動線程池中一個線程已經創(chuàng)建了；BC_ENTER_LOOPER通知驅動該線程已經進入主循環(huán)，可以接收數據；BC_EXIT_LOOPER通知驅動該線程退出主循環(huán)，不再接收數據?！狟C_REQUEST_DEATH_NOTIFICATION獲得Binder引用的進程通過該命令要求驅動在Binder實體銷毀得到通知。雖說強指針可以確保只要有引用就不會銷毀實體，但這畢竟是個跨進程的引用，誰也無法保證實體由于所在的Server關閉Binder驅動或異常退出而消失，引用者能做的是要求Server在此刻給出通知。uint32*ptr;需要得到死亡通知的Binder引用void**cookie:與死亡通知相關的信息，驅動會在發(fā)出死亡通知時返回給發(fā)出請求的進程。BC_DEAD_BINDER_DONE收到實體死亡通知書的進程在刪除引用后用本命令告知驅動。void**cookie在這些命令中，最常用的是BC_TRANSACTION/BC_REPLY命令對，Binder數據通過這對命令發(fā)送給接收方。這對命令所承載的數據包由結構體structbinder_transaction_data定義。Binder交互有同步和異步之分，利用binder_transaction_data中flag域區(qū)分。如果flag域的TF_ONE_WAY位為1則為異步交互，即Client端發(fā)送完請求交互即結束，Server端不再返回BC_REPLY數據包；否則Server會返回BC_REPLY數據包，Client端必須等待接收完該數據包方才完成一次交互。4.2BINDER_WRITE_READ：從Binder讀出數據從Binder里讀出的數據格式和向Binder中寫入的數據格式一樣，采用（消息ID+數據）形式，并且多條消息可以連續(xù)存放。下表列舉了從Binder讀出的命令字及其相應的參數：表4Binder讀操作消息ID消息含義參數BR_ERROR發(fā)生內部錯誤（如內存分配失?。狟R_OKBR_NOOP操作完成—BR_SPAWN_LOOPER該消息用于接收方線程池管理。當驅動發(fā)現接收方所有線程都處于忙碌狀態(tài)且線程池里的線程總數沒有超過BINDER_SET_MAX_THREADS設置的最大線程數時，向接收方發(fā)送該命令要求創(chuàng)建更多線程以備接收數據?！狟R_TRANSACTIONBR_REPLY這兩條消息分別對應發(fā)送方的BC_TRANSACTION和BC_REPLY，表示當前接收的數據是請求或是回復。binder_transaction_dataBR_ACQUIRE_RESULTBR_ATTEMPT_ACQUIREBR_FINISHED尚未實現—BR_DEAD_REPLY交互過程中如果發(fā)現對方進程或線程已經死亡則返回該消息—BR_TRANSACTION_COMPLETE發(fā)送方通過BC_TRANSACTION或BC_REPLY發(fā)送完一個數據包后，都能收到該消息做為成功發(fā)送的反饋。這和BR_REPLY不一樣，是驅動告知發(fā)送方已經發(fā)送成功，而不是接收方返回請求數據。所以不管同步還是異步交互接收方都能獲得本消息?！狟R_INCREFSBR_ACQUIREBR_RELEASEBR_DECREFS這一組消息用于管理強/弱指針的引用計數。只有提供Binder實體的進程才能收到這組消息。void*ptr：Binder實體在用戶空間中的指針void*cookie：與該實體相關的附加數據BR_DEAD_BINDERBR_CLEAR_DEATH_NOTIFICATION_DONE向獲得Binder引用的進程發(fā)送Binder實體死亡通知書；收到死亡通知書的進程接下來會返回BC_DEAD_BINDER_DONE做確認。void**cookie：在使用BC_REQUEST_DEATH_NOTIFICATION注冊死亡通知時的附加參數。BR_FAILED_REPLY如果發(fā)送非法引用號則返回該消息—和寫數據一樣，其中最重要的消息是BR_TRANSACTION或BR_REPLY，表明收到了一個格式為binder_transaction_data的請求數據包（BR_TRANSACTION）或返回數據包（BR_REPLY）。4.3structbinder_transaction_data：收發(fā)數據包結構該結構是Binder接收/發(fā)送數據包的標準格式，每個成員定義如下：表5Binder收發(fā)數據包結構：binder_transaction_data成員含義union{size_thandle;void*ptr;}target;對于發(fā)送數據包的一方，該成員指明發(fā)送目的地。由于目的是在遠端，所以這里填入的是對Binder實體的引用，存放在target.handle中。如前述，Binder的引用在代碼中也叫句柄（handle）。當數據包到達接收方時，驅動已將該成員修改成Binder實體，即指向Binder對象內存的指針，使用target.ptr來獲得。該指針是接收方在將Binder實體傳輸給其它進程時提交給驅動的，驅動程序能夠自動將發(fā)送方填入的引用轉換成接收方Binder對象的指針，故接收方可以直接將其當做對象指針來使用（通常是將其reinterpret_cast成相應類）。void*cookie;發(fā)送方忽略該成員；接收方收到數據包時，該成員存放的是創(chuàng)建Binder實體時由該接收方自定義的任意數值，做為與Binder指針相關的額外信息存放在驅動中。驅動基本上不關心該成員。unsignedintcode;該成員存放收發(fā)雙方約定的命令碼，驅動完全不關心該成員的內容。通常是Server端定義的公共接口函數的編號。unsignedintflags;與交互相關的標志位，其中最重要的是TF_ONE_WAY位。如果該位置上表明這次交互是異步的，接收方不會返回任何數據。驅動利用該位來決定是否構建與返回有關的數據結構。另外一位TF_ACCEPT_FDS是出于安全考慮，如果發(fā)起請求的一方不希望在收到的回復中接收文件形式的Binder可以將該位置上。因為收到一個文件形式的Binder會自動為接收方打開一個文件，使用該位可以防止打開文件過多。pid_tsender_pid;uid_tsender_euid;該成員存放發(fā)送方的進程ID和用戶ID，由驅動負責填入，接收方可以讀取該成員獲知發(fā)送方的身份。size_tdata_size;該成員表示data.buffer指向的緩沖區(qū)存放的數據長度。發(fā)送數據時由發(fā)送方填入，表示即將發(fā)送的數據長度；在接收方用來告知接收到數據的長度。size_toffsets_size;驅動一般情況下不關心data.buffer里存放什么數據，但如果有Binder在其中傳輸則需要將其相對data.buffer的偏移位置指出來讓驅動知道。有可能存在多個Binder同時在數據中傳遞，所以須用數組表示所有偏移位置。本成員表示該數組的大小。union{struct{constvoid*buffer;constvoid*offsets;}ptr;uint8_tbuf[8];}data;data.bufer存放要發(fā)送或接收到的數據；data.offsets指向Binder偏移位置數組，該數組可以位于data.buffer中，也可以在另外的內存空間中，并無限制。buf[8]是為了無論保證32位還是64位平臺，成員data的大小都是8個字節(jié)。這里有必要再強調一下offsets_size和data.offsets兩個成員，這是Binder通信有別于其它IPC的地方。如前述，Binder采用面向對象的設計思想，一個Binder實體可以發(fā)送給其它進程從而建立許多跨進程的引用；另外這些引用也可以在進程之間傳遞，就象java里將一個引用賦給另一個引用一樣。為Binder在不同進程中建立引用必須有驅動的參與，由驅動在內核創(chuàng)建并注冊相關的數據結構后接收方才能使用該引用。而且這些引用可以是強類型，需要驅動為其維護引用計數。然而這些跨進程傳遞的Binder混雜在引用程序發(fā)送的數據包里，數據格式完全由用戶定義，如果不把它們一一標記出來告知驅動，驅動將無法從數據中將它們提取出來。于是就使用數組data.offsets存放用戶數據中每個Binder相對data.buffer的偏移量，用offsets_size表示這個數組的大小。驅動在發(fā)送數據包時會根據data.offsets和offset_size將散落于data.buffer中的Binder找出來并一一為它們創(chuàng)建相關的數據結構。在數據包中傳輸的Binder是類型為structflat_binder_object的結構體，詳見后文。對于接收方來說，該結構只相當于一個定長的消息頭，真正的用戶數據存放在data.buffer所指向的緩存區(qū)中。如果發(fā)送方在數據中內嵌了一個或多個Binder，接收到的數據包中同樣會用data.offsets和offset_size指出每個Binder的位置和總個數。不過通常接收方可以忽略這些信息，因為接收方是知道數據格式的，參考雙方約定的格式定義就能知道這些Binder在什么位置。圖2BINDER_WRITE_READ數據包實例5．Binder的表述考察一次Binder通信的全過程會發(fā)現，Binder存在于系統(tǒng)以下幾個部分中：·應用程序進程：又分為Server進程和Client進程·Binder驅動：Server和Client有不同表述形式·傳輸數據：由于Binder可以跨進程傳遞，需要在傳輸數據中予以表述在系統(tǒng)不同部分，Binder實現的功能不同，表現形式也不一樣的。接下來逐一探討B(tài)inder在各部分所扮演的角色和使用的數據結構。5.1Binder在應用程序中的表述雖然Binder用到了面向對象的思想，但并不限制應用程序一定要使用面向對象的語言，無論是C語言還是C++語言都可以很容易的使用Binder來通信。例如盡管Android主要使用java或C++，象SMgr這么重要的進程就是用C語言實現的。不過面向對象的方式表述起來更方便，所以本文假設應用程序是用面向對象語言實現的。Binder本質上只是一種底層通信方式，和具體服務沒有關系。為了提供具體服務，Server必須提供一套接口函數以便Client通過遠程訪問使用各種服務。這時通常采用Proxy設計模式：將接口函數定義在一個抽象類中，Server和Client都會以該抽象類為基類實現所有接口函數，所不同的是Server端是真正的功能實現，而Client端是對這些函數遠程調用請求的包裝。如何將Binder和Proxy設計模式結合起來是應用程序實現面向對象Binder通信的根本問題。5.1.1Binder在Server端的表述–Binder實體做為Proxy設計模式的基礎，首先定義一個抽象接口類封裝Server所有功能，其中包含一系列純虛函數留待Server和Proxy各自實現。由于這些函數需要跨進程調用，須為其一一編號，從而Server可以根據收到的編號決定調用哪個函數。其次就要引入Binder了。Server端定義另一個Binder抽象類處理來自Client的Binder請求數據包，其中最重要的成員是虛函數onTransact()。該函數分析收到的數據包，調用相應的接口函數處理請求。接下來采用繼承方式以接口類和Binder抽象類為基類構建Binder在Server中的實體，實現基類里所有的虛函數，包括公共接口函數以及數據包處理函數：onTransact()。這個函數的輸入是來自Client的binder_transaction_data結構的數據包。前面提到，該結構里有個成員code，包含這次請求的接口函數編號。onTransact()將case-by-case地解析code值，從數據包里取出函數參數，調用接口類中相應的，已經實現的公共接口函數。函數執(zhí)行完畢，如果需要返回數據就再構建一個binder_transaction_data包將返回數據包填入其中。那么各個Binder實體的onTransact()又是什么時候調用呢？這就需要驅動參與了。前面說過，Binder實體須要以Binde傳輸結構flat_binder_object形式發(fā)送給其它進程才能建立Binder通信，而Binder實體指針就存放在該結構的handle域中。驅動根據Binder位置數組從傳輸數據中獲取該Binder的傳輸結構，為它創(chuàng)建位于內核中的Binder節(jié)點，將Binder實體指針記錄在該節(jié)點中。如果接下來有其它進程向該Binder發(fā)送數據，驅動會根據節(jié)點中記錄的信息將Binder實體指針填入binder_transaction_data的target.ptr中返回給接收線程。接收線程從數據包中取出該指針，reinterpret_cast成Binder抽象類并調用onTransact()函數。由于這是個虛函數，不同的Binder實體中有各自的實現，從而可以調用到不同Binder實體提供的onTransact()。5.1.2Binder在Client端的表述–Binder引用作為Proxy設計模式的一部分，Client端的Binder同樣要繼承Server提供的公共接口類并實現公共函數。但這不是真正的實現，而是對遠程函數調用的包裝：將函數參數打包，通過Binder向Server發(fā)送申請并等待返回值。為此Client端的Binder還要知道Binder實體的相關信息，即對Binder實體的引用。該引用或是由SMgr轉發(fā)過來的，對實名Binder的引用或是由另一個進程直接發(fā)送過來的，匿名Binder的引用。由于繼承了同樣的公共接口類，ClientBinder提供了與ServerBinder一樣的函數原型，使用戶感覺不出Server是運行在本地還是遠端。ClientBinder中，公共接口函數的實現方式是：創(chuàng)建一個binder_transaction_data數據包，將其對應的編碼填入code域，將調用該函數所需的參數填入data.buffer指向的緩存中，并指明數據包的目的地，那就是已經獲得的對Binder實體的引用，填入數據包的target.handle中。注意這里和Server的區(qū)別：實際上target域是個聯(lián)合體，包括ptr和handle兩個成員，前者用于作為響應方的Server，指向Binder實體對應的內存空間；后者用于作為請求方的Client，存放Binder實體的引用，告知驅動數據包將路由給哪個實體。數據包準備好后，通過驅動接口發(fā)送出去。經過BC_TRANSACTION/BC_REPLY回合完成函數的遠程調用并得到返回值。5.2Binder在傳輸數據中的表述Binder可以塞在數據包的有效數據中越進程邊界從一個進程傳遞給另一個進程，這些傳輸中的Binder用結構flat_binder_object表示，如下表所示：表6Binder傳輸結構：flat_binder_object成員含義unsignedlongtype表明該Binder的類型，包括以下幾種：BINDER_TYPE_BINDER：表示傳遞的是Binder實體，并且指向該實體的引用都是強類型；BINDER_TYPE_WEAK_BINDER：表示傳遞的是Binder實體，并且指向該實體的引用都是弱類型；BINDER_TYPE_HANDLE：表示傳遞的是Binder強類型的引用BINDER_TYPE_WEAK_HANDLE：表示傳遞的是Binder弱類型的引用BINDER_TYPE_FD：表示傳遞的是文件形式的Binder，詳見下節(jié)unsignedlongflags該域只對第一次傳遞Binder實體時有效，因為此刻驅動需要在內核中創(chuàng)建相應的實體節(jié)點，有些參數需要從該域取出：第0-7位：代碼中用FLAT_BINDER_FLAG_PRIORITY_MASK取得，表示處理本實體請求數據包的線程的最低優(yōu)先級。當一個應用程序提供多個實體時，可以通過該參數調整分配給各個實體的處理能力。第8位：代碼中用FLAT_BINDER_FLAG_ACCEPTS_FDS取得，置1表示該實體可以接收其它進程發(fā)過來的文件形式的Binder。由于接收文件形式的Binder會在本進程中自動打開文件，有些Server可以用該標志禁止該功能，以防打開過多文件。union{void*binder;signedlonghandle;};當傳遞的是Binder實體時使用binder域，指向Binder實體在應用程序中的地址。當傳遞的是Binder引用時使用handle域，存放Binder在進程中的引用號。void*cookie;該域只對Binder實體有效，存放與該Binder有關的附加信息。無論是Binder實體還是對實體的引用都從屬與某個進程，所以該結構不能透明地在進程之間傳輸，必須有驅動的參與。例如當Server把Binder實體傳遞給Client時，在發(fā)送數據中，flat_binder_object中的type是BINDER_TYPE_BINDER，binder指向Server進程用戶空間地址。如果透傳給接收端將毫無用處，驅動必須對數據流中的這個Binder做修改：將type該成BINDER_TYPE_HANDLE；為這個Binder在接收進程中創(chuàng)建位于內核中的引用并將引用號填入handle中。對于發(fā)生數據流中引用類型的Binder也要做同樣轉換。經過處理后接收進程從數據流中取得的Binder引用才是有效的，才可以將其填入數據包binder_transaction_data的target.handle域，向Binder實體發(fā)送請求。這樣做也是出于安全性考慮：應用程序不能隨便猜測一個引用號填入target.handle中就可以向Server請求服務了，因為驅動并沒有為你在內核中創(chuàng)建該引用，必定會驅動被拒絕。唯有經過身份認證確認合法后，由‘權威機構’通過數據流授予你的Binder才能使用，因為這時驅動已經在內核中為你建立了引用，交給你的引用號是合法的。下表總結了當flat_binder_object結構穿過驅動時驅動所做的操作：表7驅動對flat_binder_object的操作Binder類型（type域）在發(fā)送方的操作在接收方的操作BINDER_TYPE_BINDERBINDER_TYPE_WEAK_BINDER只有實體所在的進程能發(fā)送該類型的Binder。如果是第一次發(fā)送驅動將創(chuàng)建實體在內核中的節(jié)點，并保存binder，cookie，flag域。如果是第一次接收該Binder則創(chuàng)建實體在內核中的引用；將handle域替換為新建的引用號；將type域替換為BINDER_TYPE_(WEAK_)HANDLEBINDER_TYPE_HANDLEBINDER_TYPE_WEAK_HANDLE獲得Binder引用的進程都能發(fā)送該類型Binder。驅動根據handle域提供的引用號查找建立在內核的引用。如果找到說明引用號合法，否則拒絕該發(fā)送請求。如果收到的Binder實體位于接收進程中：將ptr域替換為保存在節(jié)點中的binder值；cookie替換為保存在節(jié)點中的cookie值；type替換為BINDER_TYPE_(WEAK_)BINDER。如果收到的Binder實體不在接收進程中：如果是第一次接收則創(chuàng)建實體在內核中的引用；將handle域替換為新建的引用號BINDER_TYPE_FD驗證handle域中提供的打開文件號是否有效，無效則拒絕該發(fā)送請求。在接收方創(chuàng)建新的打開文件號并將其與提供的打開文件描述結構綁定。5.2.1文件形式的Binder除了通常意義上用來通信的Binder，還有一種特殊的Binder：文件Binder。這種Binder的基本思想是：將文件看成Binder實體，進程打開的文件號看成Binder的引用。一個進程可以將它打開文件的文件號傳遞給另一個進程，從而另一個進程也打開了同一個文件，就象Binder的引用在進程之間傳遞一樣。一個進程打開一個文件，就獲得與該文件綁定的打開文件號。從Binder的角度，linux在內核創(chuàng)建的打開文件描述結構structfile是Binder的實體，打開文件號是該進程對該實體的引用。既然是Binder那么就可以在進程之間傳遞，故也可以用flat_binder_object結構將文件Binder通過數據包發(fā)送至其它進程，只是結構中type域的值為BINDER_TYPE_FD，表明該Binder是文件Binder。而結構中的handle域則存放文件在發(fā)送方進程中的打開文件號。我們知道打開文件號是個局限于某個進程的值，一旦跨進程就沒有意義了。這一點和Binder實體用戶指針或Binder引用號是一樣的，若要跨進程同樣需要驅動做轉換。驅動在接收Binder的進程空間創(chuàng)建一個新的打開文件號，將它與已有的打開文件描述結構structfile勾連上，從此該Binder實體又多了一個引用。新建的打開文件號覆蓋flat_binder_object中原來的文件號交給接收進程。接收進程利用它可以執(zhí)行read()，write()等文件操作。傳個文件為啥要這么麻煩，直接將文件名用Binder傳過去，接收方用open()打開不就行了嗎？其實這還是有區(qū)別的。首先對同一個打開文件共享的層次不同：使用文件Binder打開的文件共享linuxVFS中的structfile，structdentry，structinode結構，這意味著一個進程使用read()/write()/seek()改變了文件指針另一個進程的文件指針也會改變；而如果兩個進程分別使用文件名打開同一文件則有各自的structfile結構，從而各自獨立維護文件指針，互不干擾。其次是一些特殊設備文件要求在structfile一級共享才能使用，例如Android的另一個驅動ashmem，它和Binder一樣也是misc設備，用以實現進程間的共享內存。一個進程打開的ashmem文件只有通過文件Binder發(fā)送到另一個進程才能實現內存共享，這大大提高了內存共享的安全性，道理和Binder增強了IPC的安全性是一樣的。5.3Binder在驅動中的表述驅動是Binder通信的核心，系統(tǒng)中所有的Binder實體以及每個實體在各個進程中的引用都登記在驅動中；驅動需要記錄Binder引用->實體之間多對一的關系；為引用找到對應的實體；在某個進程中為實體創(chuàng)建或查找到對應的引用；記錄Binder的歸屬地（位于哪個進程中）；通過管理Binder的強/弱引用創(chuàng)建/銷毀Binder實體等等。驅動中的Binder是什么時候創(chuàng)建的呢？前面提到過，為了實現實名Binder的注冊，系統(tǒng)必須創(chuàng)建第一只雞–為SMgr創(chuàng)建的，注冊實名Binder專用的Binder實體，負責實名Binder注冊過程中的進程間通信。既然創(chuàng)建了實體也要有對應的引用：驅動將所有進程中的0號引用都預留給該Binder實體，即一開始所有進程的0號引用都指注冊實名Binder專用的Binder，無須特殊操作任何進程通過0號引用都可以注冊實名Binder。接下來隨著應用程序通過不斷地注冊實名Binder，不斷向SMgr索要Binder的引用，不斷將Binder從一個進程傳遞給另一個進程，越來越多的Binder以傳輸結構–flat_binder_object的形式穿越驅動做跨進程的遷徙。由于binder_transaction_data中data.offset數組的存在，所有流經驅動的Binder都逃不過驅動的眼睛。Binder將對每個穿越進程邊界的Binder做如下操作：檢查傳輸結構的type域，如果是BINDER_TYPE_BINDER或BINDER_TYPE_WEAK_BINDER則創(chuàng)建Binder的實體；如果是BINDER_TYPE_HANDLE或BINDER_TYPE_WEAK_HANDLE則創(chuàng)建Binder的引用；如果是BINDER_TYPE_HANDLE則為進程打開文件，無須創(chuàng)建任何數據結構。詳細過程可參考表7。隨著越來越多的Binder實體或引用穿過驅動在進程間傳遞，驅動會在內核里創(chuàng)建越來越多的節(jié)點或引用，當然這個過程對用戶來說是透明的。5.3.1Binder實體在驅動中的表述驅動中的Binder實體也叫‘節(jié)點’，隸屬于提供實體的進程，由structbinder_node結構來表示：表8Binder節(jié)點描述結構：binder_node成員含義intdebug_id;用于調試structbinder_workwork;當本節(jié)點引用計數發(fā)生改變，需要通知所屬進程時，通過該成員掛入所屬進程的to-do隊列里，喚醒所屬進程執(zhí)行Binder實體引用計數的修改。union{structrb_noderb_node;structhlist_nodedead_node;};每個進程都維護一棵紅黑樹，以Binder實體在用戶空間的指針，即本結構的ptr成員為索引存放該進程所有的Binder實體。這樣驅動可以根據Binder實體在用戶空間的指針很快找到其位于內核的節(jié)點。rb_node用于將本節(jié)點鏈入該紅黑樹中。銷毀節(jié)點時須將rb_node從紅黑樹中摘除，但如果本節(jié)點還有引用沒有切斷，就用dead_node將節(jié)點隔離到另一個鏈表中，直到通知所有進程切斷與該節(jié)點的引用后，該節(jié)點才可能被銷毀。structbinder_proc*proc;本成員指向節(jié)點所屬的進程，即提供該節(jié)點的進程。structhlist_headrefs;本成員是隊列頭，所有指向本節(jié)點的引用都鏈接在該隊列里。這些引用可能隸屬于不同的進程。通過該隊列可以遍歷指向該節(jié)點的所有引用。intinternal_strong_refs;用以實現強指針的計數器：產生一個指向本節(jié)點的強引用該計數就會加1。intlocal_weak_refs;驅動為傳輸中的Binder設置的弱引用計數。如果一個Binder打包在數據包中從一個進程發(fā)送到另一個進程，驅動會為該Binder增加引用計數，直到接收進程通過BC_FREE_BUFFER通知驅動釋放該數據包的數據區(qū)為止。intlocal_strong_refs;驅動為傳輸中的Binder設置的強引用計數。同上。void__user*ptr;指向用戶空間Binder實體的指針，來自于flat_binder_object的binder成員。void__user*cookie;指向用戶空間的附加指針，來自于flat_binder_object的cookie成員。unsignedhas_strong_ref;unsignedpending_strong_ref;unsignedhas_weak_ref;unsignedpending_weak_ref這一組標志用于控制驅動與Binder實體所在進程交互式修改引用計數。unsignedhas_async_transaction；該成員表明該節(jié)點在to-do隊列中有異步交互尚未完成。驅動將所有發(fā)送往接收端的數據包暫存在接收進程或線程開辟的to-do隊列里。對于異步交互，驅動做了適當流控：如果to-do隊列里有異步交互尚待處理則該成員置1，這將導致新到的異步交互存放在本結構成員–asynch_todo隊列中，而不直接送到to-do隊列里。目的是為同步交互讓路，避免長時間阻塞發(fā)送端。unsignedaccept_fds表明節(jié)點是否同意接受文件方式的Binder，來自flat_binder_object中flags成員的FLAT_BINDER_FLAG_ACCEPTS_FDS位。由于接收文件Binder會為進程自動打開一個文件，占用有限的文件描述符，節(jié)點可以設置該位拒絕這種行為。intmin_priority設置處理Binder請求的線程的最低優(yōu)先級。發(fā)送線程將數據提交給接收線程處理時，驅動會將發(fā)送線程的優(yōu)先級也賦予接收線程，使得數據即使跨了進程也能以同樣優(yōu)先級得到處理。不過如果發(fā)送線程優(yōu)先級過低，接收線程將以預設的最小值運行。該域的值來自于flat_binder_object中flags成員。structlist_headasync_todo異步交互等待隊列；用于分流發(fā)往本節(jié)點的異步交互包。每個進程都有一棵紅黑樹用于存放創(chuàng)建好的節(jié)點，以Binder在用戶空間的指針作為索引。每當在傳輸數據中偵測到一個代表Binder實體的flat_binder_object，先以該結構的binder指針為索引搜索紅黑樹；如果沒找到就創(chuàng)建一個新節(jié)點添加到樹中。由于對于同一個進程來說內存地址是唯一的，所以不會重復建設造成混亂。5.3.2Binder引用在驅動中的表述和實體一樣，Binder的引用也是驅動根據傳輸數據中的flat_binder_object創(chuàng)建的，隸屬于獲得該引用的進程，用structbinder_ref結構體表示：表9Binder引用描述結構：binder_ref成員含義intdebug_id;調試用structrb_noderb_node_desc;每個進程有一棵紅黑樹，進程所有引用以引用號（即本結構的desc域）為索引添入該樹中。本成員用做鏈接到該樹的一個節(jié)點。structrb_noderb_node_node;每個進程又有一棵紅黑樹，進程所有引用以節(jié)點實體在驅動中的內存地址（即本結構的node域）為所引添入該樹中。本成員用做鏈接到該樹的一個節(jié)點。structhlist_nodenode_entry;該域將本引用做為節(jié)點鏈入所指向的Binder實體結構structhlist_nodenode_entry;該域將本引用做為節(jié)點鏈入所指向的Binder實體結構binder_node中的refs隊列。structbinder_proc*proc;本引用所屬的進程structbinder_node*node;本引用所指向的節(jié)點（Binder實體）uint32_tdesc;本結構的引用號intstrong;強引用計數intweak;弱引用計數structbinder_ref_death*death;應用程序向驅動發(fā)送BC_REQUEST_DEATH_NOTIFICATION或BC_CLEAR_DEATH_NOTIFICATION命令從而當Binder實體銷毀時能夠收到來自驅動的提醒。該域不為空表明用戶訂閱了對應實體銷毀的‘噩耗’。就象一個對象有很多指針一樣，同一個Binder實體可能有很多引用，不同的是這些引用可能分布在不同的進程中。和實體一樣，每個進程使用紅黑樹存放所有該進程正在使用的引用。但Binder的引用可以通過兩個鍵值索引：·對應實體在內核中的地址。注意這里指的是驅動創(chuàng)建于內核中的binder_node結構的地址，而不是Binder實體在用戶進程中的地址。實體在內核中的地址是唯一的，用做索引不會產生二義性；但實體可能來自不同用戶進程，而實體在不同用戶進程中的地址可能重合，不能用來做索引。驅動利用該紅黑樹在一個進程中快速查找某個Binder實體所對應的引用（一個實體在一個進程中只建立一個引用）?！ひ锰枴Ｒ锰柺球寗訛橐梅峙涞囊粋€32位標識，在一個進程內是唯一的，而在不同進程中可能會有同樣的值，這和進程的打開文件號很類似。引用號將返回給應用程序，可以看作Binder引用在用戶進程中的句柄。除了0號引用在所有進程里都保留給SMgr，其它值由驅動在創(chuàng)建引用時動態(tài)分配。向Binder發(fā)送數據包時，應用程序通過將引用號填入binder_transaction_data結構的target.handle域中表明該數據包的目的Binder。驅動根據該引用號在紅黑樹中找到引用的binder_ref結構，進而通過其node域知道目標Binder實體所在的進程及其它相關信息，實現數據包的路由。6Binder內存映射和接收緩存區(qū)管理暫且撇開Binder，考慮一下傳統(tǒng)的IPC方式中，數據是怎樣從發(fā)送端到達接收端的呢？通常的做法是，發(fā)送方將準備好的數據存放在緩存區(qū)中，調用API通過系統(tǒng)調用進入內核中。內核服務程序在內核空間分配內存，將數據從發(fā)送方緩存區(qū)復制到內核緩存區(qū)中。接收方讀數據時也要提供一塊緩存區(qū)，內核將數據從內核緩存區(qū)拷貝到接收方提供的緩存區(qū)中并喚醒接收線程，完成一次數據發(fā)送。這種存儲-轉發(fā)機制有兩個缺陷：首先是效率低下，需要做兩次拷貝：用戶空間->內核空間->用戶空間。Linux使用copy_from_user()和copy_to_user()實現這兩個跨空間拷貝，在此過程中如果使用了高端內存（highmemory），這種拷貝需要臨時建立/取消頁面映射，造成性能損失。其次是接收數據的緩存要由接收方提供，可接收方不知道到底要多大的緩存才夠用，只能開辟盡量大的空間或先調用API接收消息頭獲得消息體大小，再開辟適當的空間接收消息體。兩種做法都有不足，不是浪費空間就是浪費時間。Binder采用一種全新策略：由Binder驅動負責管理數據接收緩存。我們注意到Binder驅動實現了mmap()系統(tǒng)調用，這對字符設備是比較特殊的，因為mmap()通常用在有物理存儲介質的文件系統(tǒng)上，而象Binder這樣沒有物理介質，純粹用來通信的字符設備沒必要支持mmap()。Binder驅動當然不是為了在物理介質和用戶空間做映射，而是用來創(chuàng)建數據接收的緩存空間。先看mmap()是如何使用的：fd=open(“/dev/binder”,O_RDWR);mmap(NULL,MAP_SIZE,PROT_READ,MAP_PRIVATE,fd,0);這樣Binder的接收方就有了一片大小為MAP_SIZE的接收緩存區(qū)。mmap()的返回值是內存映射在用戶空間的地址，不過這段空間是由驅動管理，用戶不必也不能直接訪問（映射類型為PROT_READ，只讀映射）。接收緩存區(qū)映射好后就可以作為緩存池接收和存放數據了。前面說過，接收數據包的結構為binder_transaction_data，但這只是消息頭，真正的有效負荷位于data.buffer所指向的內存中。這片內存不需要接收方提供，恰恰是來自mmap()映射的這片緩存池。在數據從發(fā)送方向接收方拷貝時，驅動會根據發(fā)送數據包的大小，使用最佳匹配算法從緩存池中找到一塊大小合適的空間，將數據從發(fā)送緩存區(qū)復制過來。要注意的是，存放binder_transaction_data結構本身以及表4中所有消息的內存空間還是得由接收者提供，但這些數據大小固定，數量也不多，不會給接收方造成不便。映射的緩存池要足夠大，因為接收方的線程池可能會同時處理多條并發(fā)的交互，每條交互都需要從緩存池中獲取目的存儲區(qū)，一旦緩存池耗竭將產生導致無法預期的后果。有分配必然有釋放。接收方在處理完數據包后，就要通知驅動釋放data.buffer所指向的內存區(qū)。在介紹Binder協(xié)議時已經提到，這是由命令BC_FREE_BUFFER完成的。通過上面介紹可以看到，驅動為接收方分擔了最為繁瑣的任務：分配/釋放大小不等，難以預測的有效負荷緩存區(qū)，而接收方只需要提供緩存來存放大小固定，可以預測的消息頭即可。在效率上，由于mmap()分配的內存是映射在接收方用戶空間里的，所有總體效果就相當于對有效負荷數據做了一次從發(fā)送方用戶空間到接收方用戶空間的直接數據拷貝，省去了內核中暫存這個步驟，提升了一倍的性能。順便再提一點，Linux內核實際上沒有從一個用戶空間到另一個用戶空間直接拷貝的函數，需要先用copy_from_user()拷貝到內核空間，再用copy_to_user()拷貝到另一個用戶空間。為了實現用戶空間到用戶空間的拷貝，mmap()分配的內存除了映射進了接收方進程里，還映射進了內核空間。所以調用copy_from_user()將數據拷貝進內核空間也相當于拷貝進了接收方的用戶空間，這就是Binder只需一次拷貝的‘秘密’。7．Binder接收線程管理Binder通信實際上是位于不同進程中的線程之間的通信。假如進程S是Server端，提供Binder實體，線程T1從Client進程C1中通過Binder的引用向進程S發(fā)送請求。S為了處理這個請求需要啟動線程T2，而此時線程T1處于接收返回數據的等待狀態(tài)。T2處理完請求就會將處理結果返回給T1，T1被喚醒得到處理結果。在這過程中，T2仿佛T1在進程S中的代理，代表T1執(zhí)行遠程任務，而給T1的感覺就是像穿越到S中執(zhí)行一段代碼又回到了C1。為了使這種穿越更加真實，驅動會將T1的一些屬性賦給T2，特別是T1的優(yōu)先級nice，這樣T2會使用和T1類似的時間完成任務。很多資料會用‘線程遷移’來形容這種現象，容易讓人產生誤解。一來線程根本不可能在進程之間跳來跳去，二來T2除了和T1優(yōu)先級一樣，其它沒有相同之處，包括身份，打開文件，棧大小，信號處理，私有數據等。對于Server進程S，可能會有許多Client同時發(fā)起請求，為了提高效率往往開辟線程池并發(fā)處理收到的請求。怎樣使用線程池實現并發(fā)處理呢？這和具體的IPC機制有關。拿socket舉例，Server端的socket設置為偵聽模式，有一個專門的線程使用該socket偵聽來自Client的連接請求，即阻塞在accept()上。這個socket就象一只會生蛋的雞，一旦收到來自Client的請求就會生一個蛋–創(chuàng)建新socket并從accept()返回。偵聽線程從線程池中啟動一個工作線程并將剛下的蛋交給該線程。后續(xù)業(yè)務處理就由該線程完成并通過這個單與Client實現交互?？墒菍τ贐inder來說，既沒有偵聽模式也不會下蛋，怎樣管理線程池呢？一種簡單的做法是，不管三七二十一，先創(chuàng)建一堆線程，每個線程都用BINDER_WRITE_READ