在Android系统中，每一个应用程序都是由一些Activity和Service组成的，这些Activity和Service有可能运行在同一个进程中，也有可能运行在不同的进程中。那么，不在同一个进程的Activity或者Service是如何通信的呢？这就是本文中要介绍的Binder进程间通信机制了。
我们知道，Android系统是基于Linux内核的，而Linux内核继承和兼容了丰富的Unix系统进程间通信（IPC）机制。有传统的管道（Pipe）、信号（Signal）和跟踪（Trace），这三项通信手段只能用于父进程与子进程之间，或者兄弟进程之间；后来又增加了命令管道（Named Pipe），使得进程间通信不再局限于父子进程或者兄弟进程之间；为了更好地支持商业应用中的事务处理，在AT&T的Unix系统V中，又增加了三种称为“System V IPC”的进程间通信机制，分别是报文队列（Message）、共享内存（Share Memory）和信号量（Semaphore）；后来BSD Unix对“System V IPC”机制进行了重要的扩充，提供了一种称为插口（Socket）的进程间通信机制。若想进一步详细了解这些进程间通信机制，建议参考Android学习启动篇一文中提到《Linux内核源代码情景分析》一书。
但是，Android系统没有采用上述提到的各种进程间通信机制，而是采用Binder机制，难道是因为考虑到了移动设备硬件性能较差、内存较低的特点？不得而知。Binder其实也不是Android提出来的一套新的进程间通信机制，它是基于OpenBinder来实现的。OpenBinder最先是由Be Inc.开发的，接着Palm Inc.也跟着使用。现在OpenBinder的作者Dianne Hackborn就是在Google工作，负责Android平台的开发工作。
前面一再提到，Binder是一种进程间通信机制，它是一种类似于COM和CORBA分布式组件架构，通俗一点，其实是提供远程过程调用（RPC）功能。从英文字面上意思看，Binder具有粘结剂的意思，那么它把什么东西粘结在一起呢？在Android系统的Binder机制中，由一系统组件组成，分别是Client、Server、Service Manager和Binder驱动程序，其中Client、Server和Service Manager运行在用户空间，Binder驱动程序运行内核空间。Binder就是一种把这四个组件粘合在一起的粘结剂了，其中，核心组件便是Binder驱动程序了，Service Manager提供了辅助管理的功能，Client和Server正是在Binder驱动和Service Manager提供的基础设施上，进行Client-Server之间的通信。Service Manager和Binder驱动已经在Android平台中实现好，开发者只要按照规范实现自己的Client和Server组件就可以了。说起来简单，做起难，对初学者来说，Android系统的Binder机制是最难理解的了，而Binder机制无论从系统开发还是应用开发的角度来看，都是Android系统中最重要的组成，因此，很有必要深入了解Binder的工作方式。要深入了解Binder的工作方式，最好的方式莫过于是阅读Binder相关的源代码了，Linux的鼻祖Linus Torvalds曾经曰过一句名言RTFSC：Read The Fucking Source Code。
虽说阅读Binder的源代码是学习Binder机制的最好的方式，但是也绝不能打无准备之仗，因为Binder的相关源代码是比较枯燥无味而且比较难以理解的，如果能够辅予一些理论知识，那就更好了。闲话少说，网上关于Binder机制的资料还是不少的，这里就不想再详细写一遍了，强烈推荐下面两篇文章：
Android深入浅出之Binder机制
Android Binder设计与实现 – 设计篇
Android深入浅出之Binder机制一文从情景出发，深入地介绍了Binder在用户空间的三个组件Client、Server和Service Manager的相互关系，Android Binder设计与实现一文则是详细地介绍了内核空间的Binder驱动程序的数据结构和设计原理。非常感谢这两位作者给我们带来这么好的Binder学习资料。总结一下，Android系统Binder机制中的四个组件Client、Server、Service Manager和Binder驱动程序的关系如下图所示：
1. Client、Server和Service Manager实现在用户空间中，Binder驱动程序实现在内核空间中
2. Binder驱动程序和Service Manager在Android平台中已经实现，开发者只需要在用户空间实现自己的Client和Server
3. Binder驱动程序提供设备文件/dev/binder与用户空间交互，Client、Server和Service Manager通过open和ioctl文件操作函数与Binder驱动程序进行通信
4. Client和Server之间的进程间通信通过Binder驱动程序间接实现
5. Service Manager是一个守护进程，用来管理Server，并向Client提供查询Server接口的能力
至此，对Binder机制总算是有了一个感性的认识，但仍然感到不能很好地从上到下贯穿整个IPC通信过程，于是，打算通过下面四个情景来分析Binder源代码，以进一步理解Binder机制：
1.Service Manager是如何成为一个守护进程的？即Service Manager是如何告知Binder驱动程序它是Binder机制的上下文管理者。
2.Server和Client是如何获得Service Manager接口的？即defaultServiceManager接口是如何实现的。
3.Server是如何把自己的服务启动起来的？Service Manager在Server启动的过程中是如何为Server提供服务的？即IServiceManager::addService接口是如何实现的。
4 Service Manager是如何为Client提供服务的？即IServiceManager::getService接口是如何实现的。
在接下来的四篇文章中，将按照这四个情景来分析Binder源代码，都将会涉及到用户空间到内核空间的Binder相关源代码。这里为什么没有Client和Server是如何进行进程间通信的情景呢？ 这是因为Service Manager在作为守护进程的同时，它也充当Server角色。因此，只要我们能够理解第三和第四个情景，也就理解了Binder机制中Client和Server是如何通过Binder驱动程序进行进程间通信的了。
为了方便描述Android系统进程间通信Binder机制的原理和实现，在接下来的四篇文章中，我们都是基于C/C++语言来介绍Binder机制的实现的，但是，我们在Android系统开发应用程序时，都是基于Java语言的，因此，我们会在最后一篇文章中，详细介绍Android系统进程间通信Binder机制在应用程序框架层的Java接口实现：
5.Android系统进程间通信Binder机制在应用程序框架层的Java接口源代码分析。
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Binder 机制详解—Binder 系统架构: /android/post-507.html
本地Binder框架通信原理: /android/post-534.html
Binder 机制详解—Binder 本地框架: /android/post-547.html
Binder 机制详解—Binder Java框架: /android/post-558.html
Java层Binder框架通信原理: /android/post-573.html 47楼floatingclouds-06-05 14:02发表[回复]我博客也写了一些Binder的博客，从入门到详解的资料，请楼主赐教。
这些入门资料都有详细的代码分析，也有托管在github上的demo源码下载。
Binder service入门–创建native binder service: /android/post-332.html
Binder service入门—Framework binder service: /android/post-447.html
Binder service入门—应用层binder service: /android/post-458.html
Binder service入门—框架层、应用层调用native binder service: /android/post-468.html 46楼a2758963-02-09 09:28发表[回复]每一个应用程序都是由一些Activity和Service组成的，一般Service运行在独立的进程中
--------------------------------------------------------------------------------下面是官方文档的说明，请博主确认：
A service runs in the main thread of its hosting process—the service does not create its own thread and does not run in a separate process (unless you specify otherwise). Re:罗升阳-02-09 22:48发表[回复]回复a2758963：三年前的文章了，很久都时间梳理一下Service默认的确是运行在同一个进程里面，但是在AndroidManifest.xml可以将它们配置运行在独立的进程里面。已经修改过来了。 45楼chishuideyu-01-23 14:47发表[回复]太棒了，谢谢楼主，绝对收藏，写的真好，就需要这个，哈哈哈 44楼漫游的民工-01-04 17:19发表[回复]不得不佩服楼主很强大，受教了！ 43楼lymallen-12-26 15:42发表[回复]这一系列的文章都很好，全面分析了android的进程间通信，很不错，多谢分享。 42楼zhaoshenan-12-09 22:28发表[回复]很好的文章，非常感谢罗老师分享，虽然有很多地方不懂 41楼programmer_lxg-11-05 10:38发表[回复]好得很 40楼liuleiblog-09-18 10:58发表[回复]问下罗老师，您阅读系统源码用什么工具啊？ 39楼sence-09-10 14:40发表[回复]很好的文章，非常感谢楼主分享 38楼sxq315-09-09 21:21发表[回复]不错，收藏下 37楼晓之不难-08-29 13:08发表[回复]貌似还不错 36楼chenxiaogang_324-05-29 17:43发表[回复]罗老师：有个问题想请教你一下。每个进程都有很多线程在和binder驱动通信。当两个进程利用binder通信的时候利用的是哪个线程呢？为何这么多线程在和binder通信，但是代码中却始终看不到线程同步。比如在一个应用程序中启动一个activity，这个会和activitymanagerservice进行binder通信来启动。activitymanagerservice有自己的线程。systemserver中有很多读取binder驱动的线程。假设其中一个binder线程接收到了这个通信，它要在activitymanagerservice中history增加一个activityrecord对象。这个时候如果其他的应用程序也要启动一个一个activity，利用的是另外一个binde线程。这个时候找到的最顶端的activity究竟是哪个呢？这个问题困扰了我很久了，希望您能解答一下。 Re:罗升阳-05-29 18:25发表[回复]回复chenxiaogang_324：ActivityManagerService明显是有做线程同步 35楼Sky_River-05-20 15:38发表[回复]不好意思，可能我没讲清楚吧，我的意思是想知道在驱动中怎么样引用到binder_node这个结构，在binder_transaction_data中的target.ptr指向的是什么样的数据结构？我想知道的是binder实体在内核中的存在形式，不是binder对象。您能否指教下？ 34楼Sky_River-05-17 09:40发表[回复]老罗，你好！看了这篇//02/28/android-bnder-design/,里边不断提到内核中的Binder实体与用户空间的Binder实体，在binder_transaction_data结构中有一个target域，如果是在接收方，文章里说target.ptr就是Binder对象的内存指针，我想问下这个指针具体指的是哪个数据结构？是binder_node结构么？ Re:罗升阳-05-17 10:21发表[回复]回复Sky_River：这些概念确实是很容易混淆，为了方便理解，我在《Android系统源代码情景分析》一书中对它们进行了区别：
1. 在用户空间，运行在Server端的称为Binder本地对象，运行在Client端的称为Binder代理对象。
2. 在内核空间，Binder实体对象用来描述Binder本地对象，Binder引用对象用来描述Binder代理对象。
3. 上述四种对象都统称为Binder对象。
关于这四种对象的作用和关系，《Android系统源代码情景分析》一书讲得很详细，博客也有讲，但是没有那么详细，这里我也很难用几句话就说清楚。 33楼jia1015512573-05-15 21:05发表[回复]罗哥你好，看完了这一系列的文章，受益匪浅，只是还有一个地方没有搞明白，客户端通过向ServiceManager查询，得到查询服务的结果后，是如何对binder接口进行改动的呢，因为刚开始建立的bpBInder绑定的是handle为0的ServiceManager，后来怎么又通过这个binder向Service发送数据了呢，还有就是ServiceManager管理的究竟是服务的什么东西，是服务的handle值吗？也就是ServiceManager返回给客户端的是Service的什么东西？希望罗哥指点小弟一番 Re:罗升阳-05-15 23:19发表[回复]回复jia1015512573：你不是一个地方没明白，是四个地方没明白了，呵呵，说明你看完了，但是还没理解，那四个问题都是很基本的问题。 32楼red5613-05-13 10:08发表[回复]学习中。。。。 31楼red5613-05-10 18:48发表[回复]收获中。 30楼rickystudio-05-09 15:46发表[回复]罗老师，中间的图是用什么工具画的？ Re:罗升阳-05-09 17:10发表[回复]回复rickystudio：word 29楼demonshir-04-27 21:11发表[回复]老罗你好，
看你书上对binder传递的数据分析挺详细的，但我还有疑问。
关于Client 获得实名Binder的引用，会向servicemanager发送请求数据，smgr从发送的数据中取出<名字>+<引用>然后查找列表。
书上逐层的分析到了flat_binder_object这个变量，想问下这个<名字>是保存哪个变量或哪个地址空间？ ptr.buffer？
比如wifi Service，在变量里是否就存储wifiService这个字符串？
看了一些资料，但是一直没有把这个细节搞明白，还请指点。 Re:罗升阳-04-27 23:08发表[回复]回复demonshir：是的，保存在ptr.buffer里面。最开始的时候，这个字符串通过Parcel保存在一个binder_transaction_data的ptr.buffer里面，这个ptr.buffer是位于Client端的地址空间的，经过Binder驱动的时候，就会拷贝到Server端的地址空间去。在你说的情况下，这个Server端就是ServiceManager。ServiceManager将接收到的数据保存在一个binder_txn里面。binder_txn和binder_transaction_data的结构是一样的，也就是说，binder_txn里面的data就保存了你说的字符串。接着ServiceManager再通过一个binder_io来从binder_txn.data里面将那个字符串取出来。取出这个字符串之后，就可以得到一个对应的binder引用。这个binder引用经过Binder驱动返回给Client端的时候，又会被转换成Client端的一个binder引用。 Re:罗升阳-04-27 23:13发表[回复]回复Luoshengyang：ServiceManager不像其它的Service/Client一样，用Parcel来序列化和反序列化通信数据，也没有直接用binder_transaction_data来表示通信数据，它用的是binder_txn和binder_io，也就是说，binder_txn相当于binder_transaction_data，binder_io相当于Parcel，注意一下这个点，就会比较清楚数据的流向了。 28楼qiuxiaolong007-04-10 16:48发表[回复]老罗，你好！
由于种种原因，（客户要求），我们做了一个非常蛋疼的项目，是Qt for Android， 大部分困难基本克服，还有一项问题，我想请问你一下，请耐心看看哈～
简而言之，我们需要把一些进程间通讯的操作 封装在 /system/lib/myso.so中，这样用Binder机制是不是可行呢？
在linux下，项目通过共享内存实现的，现在向android下移植，遇到了困难，请提供一下思路，我对android不是很熟悉。谢谢 Re:罗升阳-04-10 18:01发表[回复]回复qiuxiaolong007：可以的啊，Binder机制本身就是封装在一个so里面给上层使用的。 27楼edmond999-03-08 17:32发表[回复]hello，老罗，想问下binder驱动会主动请求添加新的binder线程去处理事物，这是真的么？ Re:罗升阳-03-09 17:32发表[回复]回复edmond999：会的，不过进程可以设置Binder驱动最多可以请求创建的Binder线程的数量，这个值默认是16. Re:edmond999-03-08 17:39发表[回复]回复edmond999：第一，看了android Messanger的实现，怎么感觉也能够用binder实体对象的句柄创建proxy呢？这样子行的通么？
第二，Messanger好像既能处理同一个进程之间传递message，也能跨进程传递Message，是吗？如果第一个问题成立，那么第二个问题也就解决了。
下面这两个个链接讲解了一个Messanger的例子，既能进程内，也可以跨进程，呵呵，能否解答下上边两个问题？
/view/0a396802eff9aef8941e0617.html
/view/c2946a3e87c24028915fc313.html Re:罗升阳-03-09 17:34发表[回复]回复edmond999：1. Binder Proxy本来就是简单地对一个Binder实体的句柄进行封装。
2. 同一个进程的不同线程也可以使用Binder机制，不过这时候是直接调用，不用经过Binder驱动，因为Binder驱动会对这种情况进行优化。 Re:edmond999-03-11 11:38发表[回复]回复Luoshengyang：谢谢，仔细研究了一下，确实不同过binder驱动，在生成一个proxy时是用binder实体对象指针进行生成的，而不是生成一个BpXXX类型的对象，如下代码所示。所以proxy在调用transact时是直接调用的BBinder的transact，然后调用实体binder对象的onTransact函数，从而直接调用了service端的实现函数，对于是否跨多线程还是同一线程都是可以的，android的设计确实牛哇，老罗确实也很牛哇，哈哈～～～
status_t unflatten_binder(const sp<ProcessState>& proc,
const Parcel& in, sp<IBinder>* out)
{
const flat_binder_object* flat = in.readObject(false);
if (flat) {
switch (flat->type) {
case BINDER_TYPE_BINDER:
*out = static_cast<IBinder*>(flat->cookie);
return finish_unflatten_binder(NULL, *flat, in);
case BINDER_TYPE_HANDLE:
*out = proc->getStrongProxyForHandle(flat->handle);
return finish_unflatten_binder(
static_cast<BpBinder*>(out->get()), *flat, in);
}
}
return BAD_TYPE;
} Re:edmond999-03-12 16:07发表[回复]回复edmond999：写错了，生成BpXXX时使用的是本进程内的binder实体对象的指针，呵呵，笔误。如果binder实体对象在其他进程内的话就使用驱动里binder_ref结构体的uint32_t desc成员，也就是binder的引用句柄。26楼sada09-03-07 09:38发表[回复]受益匪浅 25楼BadPattern-03-05 09:23发表[回复]问一个问题，java层调用service的远程接口，双方都持有一个相同的aidl文件，编译的时候会根据这个aidl文件生成一些相同的类来维持通信接口的约定。
那么native层的server和client拥有的共同通信接口是不是frameworks/base/include/binder下边的一堆头文件？通过Binder通信的都要include这些头文件? Re:罗升阳-03-05 10:01发表[回复]回复dr8737010：frameworks/base/include/binder和frameworks/base/libs/binder这两个目录是Android系统提供的Binder库，无论是Java层的Client/Service，还是C++层的Client/Service，最终都是通过这个库提供的接口来完成Binder进程间通信的。这个Binder库只是对Binder驱动的封装而已，你也可以完全不使用它来执行Binder进程间通信，不过这样的话，你就要大费周章地写很多代码了。Android系统的Service Manager的实现就没有使用Binder库，具体可以看这篇文章：/luoshengyang/article/details/6621566 24楼pfgmylove-11-29 16:32发表[回复]你好，android的binder不是rpc机制吗？ Re:罗升阳-11-29 17:09发表[回复]回复pfgmylove：IPC机制 23楼lidongelf-11-14 16:22发表[回复]87 +v5 22楼stevenhu_223-08-16 19:05发表[回复]顶！！！ 21楼huangzhenyu1983-07-16 11:37发表[回复]android上的rpc是同步的还是异步的？ Re:罗升阳-07-16 15:15发表[回复]回复huangzhenyu1983：可以是同步的，也可以是异步的。 20楼Fendouliuhao-07-15 09:34发表[回复]学习 19楼ynb1687-06-04 14:07发表[回复]学习了 18楼YUMOMO_L-04-24 16:14发表[回复]表示支持~ 17楼jifengyu_ok-04-19 20:05发表[回复]楼主太牛了，太感谢楼主了 16楼jindegegesun-03-16 11:29发表[回复]楼主文章太霸道了，顶啊！ 15楼后知后觉-02-29 09:50发表[回复]楼主很牛 14楼wqhjfree-02-09 11:26发表[回复]写的很详细, 对深入研究android有很大帮主, 顶起 13楼kevinhe0472-02-03 16:06发表[回复]支持楼主的每一篇文章！ 12楼无枝可依-01-31 16:09发表[回复]楼主，建议你出书。
现在市面上介绍android系统结构的书几乎没有，就算有，也是挂羊头卖狗肉。 跟你写的差远了 11楼androidboy365-11-23 10:51发表[回复]写的不错，分析的很清晰啊，转载收录了 10楼小姚丹-11-20 00:19发表[回复]业余得太专业了！！我最近开始学android，非常感谢您的文章 9楼Gongqingshuai-11-15 15:59发表[回复]冒昧的问一下，楼主现在从事android哪方面的工作啊？研究andorid多久了呢？看您对android知之甚深，所以就想了解一下。 Re:罗升阳-11-15 22:46发表[回复]回复Gongqingshuai：业余研究 Re:wqhjfree-02-09 11:27发表[回复]回复Luoshengyang：业余研究都能这么专业 8楼winerluo-11-03 18:58发表[回复]山穷水尽儗无路，柳暗花明又一村。 7楼wantianpei-09-19 14:17发表[回复]顶. 6楼dulaiduqu-09-05 08:43发表[回复]service不是运行在独立的进程中吧，SDK中有这样一句话：A service runs in the main thread of its hosting process—the service does not create its own thread and does not run in a separate process (unless you specify otherwise). Re:罗升阳-09-05 10:16发表[回复]回复dulaiduqu：不过怎么理解Android中的进程，可能大家的想法会有点偏差，因为Android系统是基于Linux内核的，在Linux内核里面，没有线程的概念，都是称为进程或者任务，所以我这里说的进程，有时候也可以理解为线程，它和启动它的应用程序进程是共享代码的。 Re:罗升阳-09-05 10:10发表[回复]回复dulaiduqu：Service一般是运行在独立的进程中，当然也可以和其它Activity运行在同一个进程中，取决于这个Service在AndroidManifest.xml文件的配置以及调用什么函数来启动它，典型的Activity管理服务ActivityManagerService和Package管理服务PackageManagerService就是运行在独立的进程，因为Service是没有UI的，所以把它放在独立的进程中来运行，做一些计算型逻辑更合理，详细你可以参考后面一篇文章《Android系统在新进程中启动自定义服务过程（startService）的原理分析》，接下来还会有一篇文章是描述在进程内部启动Service的，有兴趣的话可以关注一下。 5楼lpboss-09-02 10:03发表[回复]楼主你好，刚刚开始学习android,我想请教一下，servicemanager打开binder时，后面都会把binder映射到共享内存中如：
bs->fd = open("/dev/binder", O_RDWR);
if (bs->fd < 0) {
LOGE("binder: cannot open device (%s)\n",
strerror(errno));
goto fail_open;
}
bs->mapsize = mapsize;
bs->mapped = mmap(NULL, mapsize, PROT_READ, MAP_PRIVATE, bs->fd, 0);
两端都有映射，但我没有看到有哪个在使用这段共享内存的～弄得很晕。求赐教！！ Re:罗升阳-09-02 11:28发表[回复]回复lpboss：如果仔细阅读一下博客后面两篇文章《浅谈Service Manager成为Android进程间通信（IPC）机制Binder守护进程之路》和《Android系统进程间通信（IPC）机制Binder中的Server启动过程源代码分析》，对这个问题就会比较清楚了 4楼kennyirene-08-30 15:52发表[回复]学习了 3楼black_berry-07-20 22:09发表[回复]很好，转了。辛苦了 2楼doumiwang-07-20 14:54发表[回复]说的非常好，如果不同的应用程序，虽然用了相同的数字证书签名，但是没有放在同一个进程里运行，那么他们之间还能互相访问数据吗？还能访问另一个程序的代码吗？可以看看这个链接，帮助解答一下，谢谢！/market/community/t!showTopic.do?topicId=24 Re:罗升阳-07-20 15:26发表[回复]回复doumiwang：以什么方来来访问数据、访问代码？这个说得太抽象了，最好还是自己写代码来实践一下。
还有，Android的Binder机制跟数字签名没有关系。 1楼mci-07-20 10:28发表[回复]SF
LZ你写的太好了，我们很是佩服，我们公司也是搞Android的你的文章被我们几个新进的应届生争相追逐，希望LZ能尽早更新！
PS：LZ身体要紧啊！2点多了还在更新文章....... Re:罗升阳-07-20 15:27发表[回复]回复mci：感谢关注
原文地址：/luoshengyang/article/details/6618363
