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binder
binder
是一种进程间通讯的机制
进程间通讯需要了解用户空间
和内核空间
每个进程拥有自己的独立虚拟机
,系统为他们分配的地址空间都是互相隔离
的。 如两个进程需要进行通讯,则需要使用到内核空间
做载体,内核空间是所有进程共享
的一块内存区域。 而用户空间切到内核空间需要使用到系统api ioctl
进行通讯。内核获取用户的数据需要使用copy_from_user
,内核将数据发送给其他进程需要使用copy_to_user
,这两个方法是有性能开销
的,对于socket
就是使用的这种模式,为了减少这部分的开销,内核提供了binder
,binder
只需要一次拷贝就可以实现进程通讯.
主要是使用mmap
的原理:
在内核空间
和用户空间
都开辟一块虚拟内存
区域同时指向一块物理地址
,这样内核需要传递数据给用户空间时,只需要将数据拷贝
到对应的虚拟内存地址
中,用户可以通过虚拟内存映射
关系,获取到内核中的数据,实现了一次拷贝
通讯。
binder
架构上面使用的是C/S架构:
binder中有三要素: 客户端,服务端和ServiceManager
binder
整体过程:
1.注册服务 2.获取服务 3.使用服务
数据结构流程:
1.server注册过程 1.server传入一个flat_binder_object给内核态。内核根据这个flat_binder_object创建binder_node节点,为每个进程服务,内部有个binder_proc.proc = server进程 2.serviceManager在内核态创建binder_ref引用这个binder_node,内部有一项desc = 1,2,3..,在用户态会创建一个服务链表{name ="server name",handle = "server handle"} 2.client获取服务过程 3.client向sm查询服务,传递name 4.sm返回handle给驱动程序 5.驱动程序在sm的binder_ref_desc红黑树中根据handle找到binder_ref,再根据binder_ref.node找到binder_node,最后给client创建新的binder_ref指向这个binder_node,他的desc从1开始binder_ref{desc=1,node = binder_node},驱动返回desc给client,即handle总结:sm中的handle顺序是根据服务注册顺序显示,返回给client中的handle是根据服务获取的顺序显示的 3.client使用handle过程 6.:驱动里面根据handle找到找到binder_ref,根据binder_ref找到binder_node,根据binder_node找到进程server
注:
flat_binder_object{ type:是binder实体还是引用,只有需要注册的服务可以传binder实体,其他只能传handle引用 flag(联合体) binder(实体:处理函数)/handle(引用:服务的引用): cookie }
数据传输过程(进程切换):
数据如何复制:
refs_by_desc
主要是通过desc
来查找对应的binder_ref
refs_by_node
主要是通过node
来查找对应的binder_ref
查找方式不一样
传统的数据拷贝方式如socket
:
用户空间---->内核空间:`copy_from_user ` 内核空间---->用户空间:`copy_to_user`
而binder使用mmap
机制
在内核空间和用户空间中间使用物理地址开辟了一个映射关系 内核空间调用copy_from_user会直接将数据拷贝到内核空间并反馈到映射后的物理地址上, 由于用户空间和物理地址也有个映射关系,用户空间可以直接通过映射的虚拟地址指针访问到写入物理地址的数据。 这就是binder一次拷贝的原理
对于内核
可以传输的是4M
,但是应用层
限制在1M-8K
范围内,这就是在进程间传输过大的数据会导致崩溃
的原因
系统服务
需要将服务注册到ServiceManager
,使用的时候需要通过服务名称去ServiceManger中获取服务的引用,
而bindService
等启动的服务是将服务注册到AMS中的ServiceMap
中,所有的服务的生命周期
都由AMS
控制。启动服务的进程如果需要使用IPC通讯,都是和获取AMS
的代理类进行通讯,AMS
也是在SystemServer
启动的时候一个注册到ServiceManager
的系统服务。
binder
线程池默认
提供了15
个线程进行处理进程间并发
事件,如果服务端线程不够
用,则驱动会发出一个信号
,应用层收到这个信号调用Register_Thread
,这样驱动层就可以使用这个新建
出来的子线程
进行数据的处理
Android APP进程都是由Zygote进程孵化出来的。
常见场景:
点击桌面icon
启动APP
,或者startActivity
启动一个新进程里面的Activity
,最终都会由AMS
去调用Process.start()
方法去向Zygote
进程发送请求,让Zygote
去fork
一个新进程,Zygote
收到请求后会调用Zygote.forkAndSpecialize()
来fork
出新进程,之后会通过RuntimeInit.nativeZygoteInit
来初始化Andriod
APP运行需要的一些环境,而binder
线程就是在这个时候新建启动的
virtual void onZygoteInit() { sp proc = ProcessState::self(); //启动新binder线程loop proc->startThreadPool(); }
一般而言,Client
同步阻塞请求Service
,直到Service
提供完服务后才返回,不过,也有特殊
的,比如请求用ONE_WAY
方式,这种场景一般主要是用来通知
,至于通知被谁消费,是否被消费压根不会关心
。 拿ContentService
服务为例子,它是一个全局的通知中心
,负责转发通知,而且,一般是群发,由于在转发的时候,ContentService
被看做Client
,如果这个时候采用普通的同步阻塞势必会造成通知的延时发送送,所以这里的Client
采用了oneway
,异步。
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