android binder（1）基本原理

一、IPC

 进程间通信（IPC，Inter-Process Communication）机制，用于解决不同进程间的数据交互问题。

不同进程之间用户地址空间的变量和函数是不能相互访问的，但是不同进程的内核地址空间是相同和共享的，我们可以借助内核地址空间作为中转站来实现进程间数据的传输。

具体的我们在 B 进程使用 copy_from_user 将用户态数据 int a 拷贝到内核态，这样就可以在 A 进程的内核态中访问到 int a

更进一步，可以在 A 进程中调用 copytouser 可以将 int a 从内核地址空间拷贝到用户地址空间。至此，我们的进程 A 用户态程序就可以访问到进程 B 中的用户地址空间数据 int a 了

二、binder是什么？ 

Binder 是 Android 系统中特有的 进程间通信（IPC，Inter-Process Communication）机制。

• 技术前身：Android 系统使用的 Binder 机制起源于 BeOS 操作系统的功能。BeOS 中的 OpenBinder 最初由 Be Inc. 开发，当时 Be 公司的工程师乔治・霍夫曼（George Hoffman）启动了 OpenBinder 项目，后由 Dainne Hackborn 继续开发。在 BeOS 被 Palm 收购后，OpenBinder 成为管理 PalmOS 6、Cobalt OS 进程的基础。
• 应用到 Android：Dainne Hackborn 加入谷歌后，基于 OpenBinder 开发出了 Android Binder，用于实现 Android 的进程通信。它定义并实现了类似 Windows 系统的 COM 框架和 Unix 系统的 CORBA 框架的分布式组件框架，借鉴了 CORBA 中可像在本地执行一样调用其他设备程序的先进理念（发展至今类似成熟的 RPC 理念） 。

为了访问 int a ，需要拷贝两次数据。能不能优化一下？我们可以通过 mmap 将进程 A 的用户地址空间与内核地址空间进行映射，让他们指向相同的物理地址空间：

完成映射后，B 进程只需调用一次 copyfromuser，A 进程的用户空间中就可以访问到 int a了。这里就优化到了一次拷贝。

以上就是 binder 最基本的原理了。它相比传统 Linux IPC（如管道、Socket、共享内存等）更高效、更适合移动设备的资源限制，其有以下几个特点：

1. 高性能：减少内存拷贝次数（仅需一次拷贝），优于传统 IPC 的两次拷贝（用户空间 ↔ 内核空间 ↔ 用户空间）。

   Binder拷贝方式： 数据发送端(虚拟内存)  copy_from_user --> 内核虚拟内存  <--mmap--> 数据接收端(虚拟内存)  

   内核虚拟内存和数据接收端虚拟内存采用mmap映射到同一块物理内存，不存在拷贝动作，数据发送端(Client)要把IPC数据 拷贝到内核虚拟内存空间，存在一次拷贝，所以Binder只存在一次内存拷贝

2. 面向对象：以 “接口” 为核心，支持面向对象的编程方式，方便开发者理解和使用。
3. 安全性：可直接获取进程 PID/UID，便于系统进行权限校验（如访问系统服务需声明权限）。
4. 跨进程通信的抽象化：将复杂的底层通信细节封装为简单的接口，降低开发者使用门槛。

二、Binder 机制的核心组件

Binder 机制由 用户空间组件 和 内核空间组件 共同构成：

1. 用户空间组件

• Client（客户端）：发起通信请求的进程（如应用程序）。
• Server（服务端）：提供服务的进程（如系统服务 SystemServer）。
• ServiceManager：全局的服务管理进程，负责注册、查询服务，相当于 “服务目录”。

2. 内核空间组件

• Binder 驱动（drivers/staging/android/binder.c）：
  • 负责创建 Binder 设备文件（/dev/binder），供用户空间进程访问。
  • 管理 Binder 节点（对应服务端对象）和引用（对应客户端代理对象）。
  • 实现进程间通信的核心逻辑，如数据传输、线程管理等。

三、Binder 几个关键概念

四、Binder 机制的核心原理

Binder 通信基于 C/S 架构：

其典型流程如下： 

服务注册：

服务获取：

通信过程：

 

ref：

十分钟搞懂Android Binder机制_哔哩哔哩_bilibili

https://juejin.cn/post/7210175991837392933