从进程角度看IPC机制
每个Android的进程,只能运行在自己进程所拥有的的虚拟地址空间。对应一个4GB大小的虚拟地址空间,其中3GB是用户空间,1GB是内核空间,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,而内核空间却是可以共享的。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,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。
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ServiceManager是指native层的ServiceManager(C++),并非指的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ServiceManager。当ServiceManager启动之后,Client端和Server端通信时都需要先获取ServiceManager接口,才能开启通信服务。
图中Client/Server/ServiceManager之间的通信都是基于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和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,需先向ServiceManager中获取对应的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、ServiceManager之间的交互都是虚线表示,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。其中Binder驱动位于内核空间,Client、Server、ServiceManager位于用户空间。Binder驱动和ServiceManager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。