细说Binder（Binder核心原理最全解析）

前面写了一篇关于AIDL的文章，那我们就从AIDL谈起吧。如果对AIDL有不理解的，可以先看看这一篇文章：

再探AIDL_AD钙奶-lalala的博客-CSDN博客

我们还是延续前面一篇文章的例子来讲解，我们创建的AIDL文件如下：

// IMyAidlInterface.aidl
package com.example.aidl;
 
// Declare any non-default types here with import statements
 
interface IMyAidlInterface {
 
   String getUserName();
 
   String getPassword();
 
}

然后Build->Make Project，会自动在build->generated->aidl_source_output_dir里面生成固定格式的文件。想了解Binder的原理，就先来了解一下AIDL吧。

生成的文件如下：

/*
 * This file is auto-generated.  DO NOT MODIFY.
 */
package com.example.aidl;
// Declare any non-default types here with import statements
 
public interface IMyAidlInterface extends android.os.IInterface
{
  /** Default implementation for IMyAidlInterface. */
  public static class Default implements com.example.aidl.IMyAidlInterface
  {
    @Override public java.lang.String getUserName() throws android.os.RemoteException
    {
      return null;
    }
    @Override public java.lang.String getPassword() throws android.os.RemoteException
    {
      return null;
    }
    @Override
    public android.os.IBinder asBinder() {
      return null;
    }
  }
  /** Local-side IPC implementation stub class. */
  public static abstract class Stub extends android.os.Binder implements com.example.aidl.IMyAidlInterface
  {
    private static final java.lang.String DESCRIPTOR = "com.example.aidl.IMyAidlInterface";
    /** Construct the stub at attach it to the interface. */
    public Stub()
    {
      this.attachInterface(this, DESCRIPTOR);
    }
    /**
     * Cast an IBinder object into an com.example.aidl.IMyAidlInterface interface,
     * generating a proxy if needed.
     */
    public static com.example.aidl.IMyAidlInterface asInterface(android.os.IBinder obj)
    {
      if ((obj==null)) {
        return null;
      }
      android.os.IInterface iin = obj.queryLocalInterface(DESCRIPTOR);
      if (((iin!=null)&&(iin instanceof com.example.aidl.IMyAidlInterface))) {
        return ((com.example.aidl.IMyAidlInterface)iin);
      }
      return new com.example.aidl.IMyAidlInterface.Stub.Proxy(obj);
    }
    @Override public android.os.IBinder asBinder()
    {
      return this;
    }
    @Override public boolean onTransact(int code, android.os.Parcel data, android.os.Parcel reply, int flags) throws android.os.RemoteException
    {
      java.lang.String descriptor = DESCRIPTOR;
      switch (code)
      {
        case INTERFACE_TRANSACTION:
        {
          reply.writeString(descriptor);
          return true;
        }
        case TRANSACTION_getUserName:
        {
          data.enforceInterface(descriptor);
          java.lang.String _result = this.getUserName();
          reply.writeNoException();
          reply.writeString(_result);
          return true;
        }
        case TRANSACTION_getPassword:
        {
          data.enforceInterface(descriptor);
          java.lang.String _result = this.getPassword();
          reply.writeNoException();
          reply.writeString(_result);
          return true;
        }
        default:
        {
          return super.onTransact(code, data, reply, flags);
        }
      }
    }
    private static class Proxy implements com.example.aidl.IMyAidlInterface
    {
      private android.os.IBinder mRemote;
      Proxy(android.os.IBinder remote)
      {
        mRemote = remote;
      }
      @Override public android.os.IBinder asBinder()
      {
        return mRemote;
      }
      public java.lang.String getInterfaceDescriptor()
      {
        return DESCRIPTOR;
      }
      @Override public java.lang.String getUserName() throws android.os.RemoteException
      {
        android.os.Parcel _data = android.os.Parcel.obtain();
        android.os.Parcel _reply = android.os.Parcel.obtain();
        java.lang.String _result;
        try {
          _data.writeInterfaceToken(DESCRIPTOR);
          boolean _status = mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_getUserName, _data, _reply, 0);
          if (!_status && getDefaultImpl() != null) {
            return getDefaultImpl().getUserName();
          }
          _reply.readException();
          _result = _reply.readString();
        }
        finally {
          _reply.recycle();
          _data.recycle();
        }
        return _result;
      }
      @Override public java.lang.String getPassword() throws android.os.RemoteException
      {
        android.os.Parcel _data = android.os.Parcel.obtain();
        android.os.Parcel _reply = android.os.Parcel.obtain();
        java.lang.String _result;
        try {
          _data.writeInterfaceToken(DESCRIPTOR);
          boolean _status = mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_getPassword, _data, _reply, 0);
          if (!_status && getDefaultImpl() != null) {
            return getDefaultImpl().getPassword();
          }
          _reply.readException();
          _result = _reply.readString();
        }
        finally {
          _reply.recycle();
          _data.recycle();
        }
        return _result;
      }
      public static com.example.aidl.IMyAidlInterface sDefaultImpl;
    }
    static final int TRANSACTION_getUserName = (android.os.IBinder.FIRST_CALL_TRANSACTION + 0);
    static final int TRANSACTION_getPassword = (android.os.IBinder.FIRST_CALL_TRANSACTION + 1);
    public static boolean setDefaultImpl(com.example.aidl.IMyAidlInterface impl) {
      // Only one user of this interface can use this function
      // at a time. This is a heuristic to detect if two different
      // users in the same process use this function.
      if (Stub.Proxy.sDefaultImpl != null) {
        throw new IllegalStateException("setDefaultImpl() called twice");
      }
      if (impl != null) {
        Stub.Proxy.sDefaultImpl = impl;
        return true;
      }
      return false;
    }
    public static com.example.aidl.IMyAidlInterface getDefaultImpl() {
      return Stub.Proxy.sDefaultImpl;
    }
  }
  public java.lang.String getUserName() throws android.os.RemoteException;
  public java.lang.String getPassword() throws android.os.RemoteException;
}

这段生成的代码比较长，我们来拆解分析：

首先看asInterface方法，会走到new com.example.aidl.IMyAidlInterface.Stub.Proxy(obj)，其他的不用管。我们接着看，赋值给了android.os.IBinder mRemote，怎么理解这个mRemote呢？我们知道Remote是远程的意思，所以可以理解为服务端。asInterface最终会返回一个Proxy对象。我们客户端后面会调用getUserName等方法，其实就是在调用Proxy的getUserName等方法。我们在看getUserName方法到底做了什么：

@Override public java.lang.String getUserName() 
throws android.os.RemoteException
{
        android.os.Parcel _data = android.os.Parcel.obtain();
        android.os.Parcel _reply = android.os.Parcel.obtain();
        java.lang.String _result;
        try {
          _data.writeInterfaceToken(DESCRIPTOR);
          boolean _status = mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_getUserName, _data, _reply, 0);
          if (!_status && getDefaultImpl() != null) {
            return getDefaultImpl().getUserName();
          }
          _reply.readException();
          _result = _reply.readString();
        }
        finally {
          _reply.recycle();
          _data.recycle();
        }
        return _result;
}

Parcel简单理解为序列化读写数据的类，核心调用逻辑来了：

mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_getUserName, _data, _reply, 0);

这个时候就开始了真正的进程间通信（IPC）了，可能大家不太理解。我们回到AIDL客户端调用：

private final ServiceConnection serviceConnection = new ServiceConnection() {
 
        @Override
        public void onServiceConnected(ComponentName name, IBinder service) {
            IMyAidlInterface iMyAidlInterface = IMyAidlInterface.Stub.asInterface(service);
            try {
                userName = iMyAidlInterface.getUserName();
                password = iMyAidlInterface.getPassword();
            } catch (RemoteException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
 
        @Override
        public void onServiceDisconnected(ComponentName name) {
 
        }
    };

asInterface流程前面已经经清楚了，最终我们会调用transact方法，mRemote我们前面说可以理解为服务端，其实更加准确的说，应该理解为服务端在客户端进程的代理。transact方法调用后在服务端进程里面就会调用onTransact方法，下面截取一段分析：

@Override public boolean onTransact(int code, android.os.Parcel data, android.os.Parcel reply, int flags) throws android.os.RemoteException
    {
     ···
      switch (code)
      {
       ···
        case TRANSACTION_getUserName:
        {
          data.enforceInterface(descriptor);
          java.lang.String _result = this.getUserName();
          reply.writeNoException();
          reply.writeString(_result);
          return true;
        }
       ···
      }
    }

首先要明白这段代码是运行在服务端进程里面的，在客户端transact方法调用之后开始回调。code就是transact的第一个参数，用来区分调用的方法名称。然后把数据写进Parcel类型的reply里面。最终再从客户端的reply里面读出来。说到这里，想必大家已经对AIDL的大概流程有了一个较为深刻的理解。

通过AIDL这样一个例子，我们不禁要问：Binder是如何实现跨进程通信的呢？

我们先来看传统的进程间通信方式：

 既然Linux已经有了进程间通信的方式，那么Android为什么还要设计一套Binder机制呢？

换一个问法：Binder机制为什么可以一次拷贝？

这个时候我们就必须搞清楚一些前置概念：Linux虚拟内存和物理内存_AD钙奶-lalala的博客-CSDN博客_linux虚拟内存和物理内存

未完待续！