Binder浅析

传统IPC传输数据

Android系统内核是Linux，每个进程有自己的虚拟地址空间，在32位系统下最大是4GB，其中3GB为用户空间，1GB为内核空间；每个进程用户空间相对独立，而内核空间是一样的，可以共享。但是用户空间和内核空间是隔离开的，无法互相访问，传统的IPC传输数据需要借助copy_from_user和copy_to_user两个系统调用，把用户/内核空间内存中的数据拷贝到内核/用户空间的内存中，这样的话，如果两个进程需要进行一次单向通信则需要进行两次拷贝

Binder传输数据

Binder单次通信只需要进行一次拷贝，因为它使用了内存映射(memory map)，将一块物理内存（若干个物理页）分别映射到接收端用户空间和内核空间，达到用户空间和内核空间共享数据的目的

• 数据发送(client)进程通过copy_from_user()将数据从用户空间拷贝到了内核空间
• 数据接收(server)进程通过mmap将内核空间的内存地址映射到了用户空间
• 只要client将数据拷贝到内核空间，那么server进程就可以直接读取到内核空间的数据，无需再次拷贝

Binder驱动是什么

传统的 Linux 通信机制，比如 Socket，管道等都是内核支持的。但是 Binder 并不是 Linux 内核的一部分，它是怎么做到访问内核空间的呢？Linux 的动态可加载内核模块（Loadable Kernel Module，LKM）机制解决了这个问题：模块是具有独立功能的程序，它可以被单独编译，但不能独立运行。它在运行时被链接到内核作为内核的一部分在内核空间运行。这样，Android系统可以通过添加一个内核模块运行在内核空间，用户进程之间通过这个模块作为桥梁，就可以完成通信了。这个运行在内核空间的，负责各个用户进程通过 Binder 通信的内核模块叫做 Binder 驱动

Binder与传统IPC对比

传统的Linux IPC机制：

• 管道：在创建时分配一个page大小的内存，缓存区大小比较有限
• 消息队列：信息复制两次，额外的CPU消耗；不合适频繁或信息量大的通信
• 共享内存：无须复制，共享缓冲区直接付附加到进程虚拟地址空间，速度快；但进程间的同步问题操作系统无法实现，必须各进程利用同步工具解决
• 套接字：作为更通用的接口，传输效率低，主要用于不通机器或跨网络的通信
• 信号量：常作为一种锁机制，防止某进程正在访问共享资源时，其他进程也访问该资源。因此，主要作为进程间以及同一进程内不同线程之间的同步手段
• 信号: 不适用于信息交换，更适用于进程中断控制，比如非法内存访问，杀死某个进程等