Android Binder机制浅析

泡在网上的日子 / 文 发表于2014-12-22 20:29 次阅读 Binder

摘要

Binder是android 中一个很重要且很复杂的概念,它在系统的整体运作中发挥着极其重要的作用,不过本文并不打算从深层次分析Binder机制,有两点原因:1是目前网上已经 有2篇很好的文章了,2是对Binder机制进行深入底层乃至驱动的分析这一过程相当困难且相当耗时,因此并不适合重复造轮子。本文的角度是对 Android的Binder机制从整体和概念上进行分析,能够让大家很快明白到底什么是Binder,Binder是干什么的,Binder和应用开发 的关系是什么,总之,这篇文章还是很值得去看一看的。

什么是Binder

1. 直观来说,Binder是Android中的一个类,它继承了IBinder接口

2. 从IPC角度来说,Binder是Android中的一种跨进程通信方式,Binder还可以理解为一种虚拟的物理设备,它的设备驱动是/dev/binder,该通信方式在linux中没有

3. 从Android Framework角度来说,Binder是ServiceManager连接各种Manager(ActivityManager、WindowManager,etc)和相应ManagerService的桥梁

4. 从Android应用层来说,Binder是客户端和服务端进行通信的媒介,当你bindService的时候,服务端会返回一个包含了服务端业务调用的 Binder对象,通过这个Binder对象,客户端就可以获取服务端提供的服务或者数据,这里的服务包括普通服务和基于AIDL的服务

为什么Android内核要使用Binder

Android中有大量的CS(Client-Server)应用方式,这就要求Android内部提供IPC方法,而linux所支持的进程通信方式有两个问题:性能和安全性。

目 前linux支持的IPC包括传统的管道,System V IPC(消息队列/共享内存/信号量),以及socket,但只有socket支持Client-Server的通信方式,由于socket是一套通用的 网络通信方式,其传输效率低下切有很大的开销,比如socket的连接建立过程和中断连接过程都是有一定开销的。消息队列和管道采用存储-转发方式,即数 据先从发送方缓存区拷贝到内核开辟的缓存区中,然后再从内核缓存区拷贝到接收方缓存区,至少有两次拷贝过程。共享内存虽然无需拷贝,但控制复杂,难以使 用。

在安全性方 面,Android作为一个开放式,拥有众多开发者的的平台,应用程序的来源广泛,确保智能终端的安全是非常重要的。终端用户不希望从网上下载的程序在不 知情的情况下偷窥隐私数据,连接无线网络,长期操作底层设备导致电池很快耗尽等等。传统IPC没有任何安全措施,完全依赖上层协议来确保。首先传统IPC 的接收方无法获得对方进程可靠的UID/PID(用户ID/进程ID),从而无法鉴别对方身份。Android为每个安装好的应用程序分配了自己的 UID,故进程的UID是鉴别进程身份的重要标志。使用传统IPC只能由用户在数据包里填入UID/PID,但这样不可靠,容易被恶意程序利用。可靠的身 份标记只有由IPC机制本身在内核中添加。其次传统IPC访问接入点是开放的,无法建立私有通道。比如命名管道的名称,system V的键值,socket的ip地址或文件名都是开放的,只要知道这些接入点的程序都可以和对端建立连接,不管怎样都无法阻止恶意程序通过猜测接收方地址获 得连接。

基于以上原 因,Android需要建立一套新的IPC机制来满足系统对通信方式,传输性能和安全性的要求,这就是Binder。Binder基于 Client-Server通信模式,传输过程只需一次拷贝,为发送发添加UID/PID身份,既支持实名Binder也支持匿名Binder,安全性 高。下图为Binder通信过程示例:

参考:

1. http://www.cnblogs.com/innost/archive/2011/01/09/1931456.html

2. http://disanji.net/2011/02/28/android-bnder-design/


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