基于Android 6.0的源码剖析
一、概述
Android系统中，每个应用程序是由Android的Activity，Service，Broadcast，ContentProvider这四剑客的中一个或多个组合而成，这四剑客所涉及的多进程间的通信底层都是依赖于Binder IPC机制。例如当进程A中的Activity要向进程B中的Service通信，这便需要依赖于Binder IPC。不仅于此，整个Android系统架构中，大量采用了Binder机制作为IPC（进程间通信）方案，当然也存在部分其他的IPC方式，比如Zygote通信便是采用socket。
Binder作为Android系统提供的一种IPC机制，无论从事系统开发还是应用开发，都应该有所了解，这是Android系统中最重要的组成，也是最难理解的一块知识点，错中复杂。要深入了解Binder机制，最好的方法便是阅读源码，借用Linux鼻祖Linus Torvalds曾说过的一句话：Read The Fucking Source Code。
二、 Binder
2.1 IPC原理
从进程角度来看IPC机制
每个Android的进程，只能运行在自己进程所拥有的虚拟地址空间。对应一个4GB的虚拟地址空间，其中3GB是用户空间，1GB是内核空间，当然内核空间的大小是可以通过参数配置调整的。对于用户空间，不同进程之间彼此是不能共享的，而内核空间却是可共享的。Client进程向Server进程通信，恰恰是利用进程间可共享的内核内存空间来完成底层通信工作的，Client端与Server端进程往往采用ioctl等方法跟内核空间的驱动进行交互。
2.2 Binder原理
Binder通信采用C/S架构，从组件视角来说，包含Client、Server、ServiceManager以及binder驱动，其中ServiceManager用于管理系统中的各种服务。架构图如下所示：
可以看出无论是注册服务和获取服务的过程都需要ServiceManager，需要注意的是此处的Service Manager是指Native层的ServiceManager（C++），并非指framework层的ServiceManager(Java)。ServiceManager是整个Binder通信机制的大管家，是Android进程间通信机制Binder的守护进程，要掌握Binder机制，首先需要了解系统是如何首次启动Service Manager。当Service Manager启动之后，Client端和Server端通信时都需要先获取Service Manager接口，才能开始通信服务。
图中Client/Server/ServiceManage之间的相互通信都是基于Binder机制。既然基于Binder机制通信，那么同样也是C/S架构，则图中的3大步骤都有相应的Client端与Server端。
- 注册服务(addService)：Server进程要先注册Service到ServiceManager。该过程：Server是客户端，ServiceManager是服务端。
- 获取服务(getService)：Client进程使用某个Service前，须先向ServiceManager中获取相应的Service。该过程：Client是客户端，ServiceManager是服务端。
- 使用服务：Client根据得到的Service信息建立与Service所在的Server进程通信的通路，然后就可以直接与Service交互。该过程：client是客户端，server是服务端。
图中的Client,Server,Service Manager之间交互都是虚线表示，是由于它们彼此之间不是直接交互的，而是都通过与Binder驱动进行交互的，从而实现IPC通信方式。其中Binder驱动位于内核空间，Client,Server,Service Manager位于用户空间。Binder驱动和Service Manager可以看做是Android平台的基础架构，而Client和Server是Android的应用层，开发人员只需自定义实现client、Server端，借助Android的基本平台架构便可以直接进行IPC通信。
2.3 C/S模式
BpBinder(客户端)和BBinder(服务端)都是Android中Binder通信相关的代表，它们都从IBinder类中派生而来，关系图如下：
- client端：BpBinder.transact()来发送事务请求；
- server端：BBinder.onTransact()会接收到相应事务。
三、 提纲
在后续的Binder源码分析过程中所涉及的源码，会有部分的精简，主要是去掉所有log输出语句，已减少代码篇幅过于长。通过前面的介绍，下面罗列一下关于Binder系列文章的提纲：
- Binder系列1—Binder Driver初探
- Binder系列2—Binder Driver再探
- Binder系列3—启动Service Manager
- Binder系列4—获取Service Manager
- Binder系列5—注册服务(addService)
- Binder系列6—获取服务(getService)
- Binder系列7—framework层分析
- Binder系列8—如何使用Binder
- Binder系列9—如何使用AIDL
- Binder系列10—总结
文章是从底层驱动往上层写的，这并不适合大家的理解，建议读者还是从上层往底层看。下面说说这个系列文章之间的彼此联系，也是对你阅读顺序的一个建议，欢迎大家@Gityuan进行技术交流与反馈：
首先阅读Binder系列5—注册服务(addService)和Binder系列6—获取服务(getService)，这两个过程都需要于ServiceManager打交道，那么这两个过程在开始之前都需要Binder系列4—获取Service Manager，既然要获取Service Manager，那么就需要先Binder系列3—启动Service Manager。在看Binder服务的注册和获取这两个过程中，不断追溯下去，最终调用到底层Binder底层驱动，这时需要了解Binder系列1—Binder Driver初探和Binder系列2—Binder Driver再探。
看完Binder系列1~系列6，那么对Binder的整个流程会有一个比较清晰的认知，这还只是停留在Native层(C/C++)。接下来，可以看看上层Binder系列7—framework层分析的Binder架构情况，Java层 Binder架构的核心逻辑都是交由Native架构来完成，更多的是对Binder的一个封装过程，只有真正理解了Native层Binder架构，才能算掌握的Binder。
前面的这些都是讲述Binder整个流程以及原理，再接下来你可能想要自己写一套Binder的C/S架构服务。如果你是系统工程师可能会比较关心Native层和framework层分别该如何实现自己的自定义的Binder通信服务，见Binder系列8—如何使用Binder；如果你是应用开发工程师则应该更关心App是如何使用Binder的，那么可以查看文章Binder系列9—如何使用AIDL。
最后是对Binder的一个简单总结Binder系列10—总结。