12.Binder机制

what

Binder是Android系统中的一种IPC进程间通信结构。不仅可以用来实现进程件的IPC通信,还可以用来调用另一个进程的函数,支持RPC操作,Binder使用运行在内核空间中的抽象驱动程序Binder(IPC) Driver,来实现进程间的通信。

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why

1.从性能的角度
数据拷贝次数:Binder数据拷贝只需要一次,而管道、消息队列、Socket都需要2次,但共享内存方式一次内存拷贝都不需要;从性能角度看,Binder性能仅次于共享内存。

内核刚开始只是分配了一个物理页,并且分别将这个物理页映射到进程的内核虚拟地址空间V1(修改内核空间的页表映射)和进程的用户虚拟地址空间V2(修改用户空间的页表映射)。在用户空间访问V1和在内核空间访问V2,其实都是访问的是同一个物理内存块,从而实现进程的内核和用户空间共享同一块物理内存的目的。这样binder驱动在内核空间,将一段数据拷贝到这个物理页,则该进程的用户空间则不需要copy_to_user()即可以同步看到内核空间的修改,并能够访问这段物理内存。

2.从稳定性的角度
Binder是基于C/S架构的,简单解释下C/S架构,是指客户端(Client)和服务端(Server)组成的架构,Client端有什么需求,直接发送给Server端去完成,架构清晰明朗,Server端与Client端相对独立,稳定性较好;而共享内存实现方式复杂,没有客户与服务端之别, 需要充分考虑到访问临界资源的并发同步问题,否则可能会出现死锁等问题;从这稳定性角度看,Binder架构优越于共享内存。
3.从安全的角度
使用用户空间无法访问的内存空间来交换数据,保证了IPC的安全性.

Binder的整个设计是C/S结构,客户端进程通过获取服务端进程的代理,并通过向这个代理接口方法中读写数据来完成进程间的数据通信。
Android之所以选择Binder,我觉得有2个方面的原因。
1是安全,每个进程都会被Android系统分配UID和PID,不像传统的在数据里加入UID,这就让那些恶意进程无法直接和其他进程通信,进程间通信的安全性得到提升。
2是高效,像Socket之类的IPC每次数据拷贝都需要2次,而Binder只要1次,在手机这种资源紧张的情况下很重要。

内核刚开始只是分配了一个物理页,并且分别将这个物理页映射到进程的内核虚拟地址空间V1(修改内核空间的页表映射)和进程的用户虚拟地址空间V2(修改用户空间的页表映射)。在用户空间访问V1和在内核空间访问V2,其实都是访问的是同一个物理内存块,从而实现进程的内核和用户空间共享同一块物理内存的目的。这样binder驱动在内核空间,将一段数据拷贝到这个物理页,则该进程的用户空间则不需要copy_to_user()即可以同步看到内核空间的修改,并能够访问这段物理内存。

Binder系列
为什么 Android 要采用 Binder 作为 IPC 机制?
Android源码的Binder权限是如何控制?
Android Binder 全解析(3) -- AIDL原理剖析

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