进程间通信

Android 评论

几种ipc方式

Android基于Linux系统，在Linux中进程空间被划分为用于空间和内核空间

  • 用户空间：用户间的数据不共享
  • 内核空间：属于共享空间

用户空间和内核空间的交互需要通过系统调用

  1. copy_from_user（）：将用户空间的数据拷贝到内核空间
  2. copy_to_user（）：将内核空间的数据拷贝到用户空间

进行了2次copy。

binder

通信机制 模型 基于 Client - Server 模式 。其核心原理：内存映射。 参考 操作系统：图文详解 内存映射

对比 Linux （Android基于Linux）上的其他进程通信方式（管道、消息队列、共享内存、
信号量、Socket），Binder 机制的优点有：

  1. 高效，只需要一次数据拷贝
  2. 安全，给每个进程分配了 UID/PID 进行身份校验

Linux 系统中，进程与进程间内存是不共享的。两个进程就像两个平行的世界，A 进程没法直接访问 B 进程的数据，这就是进程隔离的通俗解释。

内核空间（Kernel）是系统内核运行的空间，用户空间（User Space）是用户程序运行的空间，每个进程运行在独立的用户空间。为了保证安全性，它们之间是隔离的。

内存映射通过 mmap() 来实现，mmap() 是操作系统中一种内存映射的方法。内存映射简单的讲就是将用户空间的一块内存区域映射到内核空间。

映射关系建立后，用户对这块内存区域的修改可以直接反应到内核空间；反之内核空间对这段区域的修改也能直接反应到用户空间。

ServiceManager、Binder Client、Binder Server处于不同的进程，他们三个都在用户空间，而Binder驱动在内核空间。Server进程向ServiceManager注册一个映射关系表，Client进程想要和Server进程通信，首先向ServiceManager查询地址，ServiceManager收到查询的请求之后，返回查询结果给Client。

Binder 驱动在内核空间创建数据接收缓存区和内核缓存区，建立内核缓存区和内核中数据接收缓存区之间的映射关系，以及内核中数据接收缓存区和接收进程用户空间地址的映射关系。发送方进程通过系统调用 copyfromuser() 将数据 copy 到内核中的内核缓存区，由于内核缓存区和接收进程的用户空间存在内存映射，因此也就相当于把数据发送到了接收进程的用户空间，这样便完成了一次进程间的通信。

跨进程传递大图片

当我们使用Intent跨进程传输数据的时候，数据量要是太大，会抛出TransactionTooLargeException的异常，这个异常表示两个Client的进行交互式，事物占用的内存过大，该异常发生的一些情况和解决方法：

  1. 发送/返回的数据量过大，跨进程通信的过程中，发送数据和接收数据都是通过Buffer承载的，要是占用的内存过大，那么预留给对方的内存就有可能不足，当内存不足的时候，发送/返回数据申请不到足够的内存，就会抛这个异常；
  2. BInder缓存申请不到足够的内存缓存空间，应用在启动Binder机制的时候，会穿件1M的缓存空间作为BInder通信的内存空间，所有的Binder公用这1M的内存，要是某个Binder服务占用的内存空间较大，导致其他的Binder无法申请到足够的内存空间，就会抛出这个异常；
  3. 对于单个Binder调用数据传输量过大的问题，建议的解决方案是将数据打散分批发送。

通过Intent来跨进程传递一个Bitmap，当mBitmap占用的内存过大的时候，就会抛出TRansactionTooLargeException的异常。

而以下方式则不会

1
2
3
4
5
6
7
8
Bundle bundle = new Bundle();
bundle.putBinder("binder", new IRemoteGetBitmap.Stub() {
    @Override
    public Bitmap getBitMap() throws RemoteException {
        return mBitmap;
    }
});
intent.putExtras(bundle);

如上面的代码，我们通过Intent传递一个Binder对象，接收端在收到Binder对象之后，通过调用BInder对象的getBitmap方法，同样可以获得传输的Bitmap，却不会造成异常。

当我们调用putParcelable传递Bitmap（Bitmap是实现了Parcelable接口的，可以进行序列化的）的时候，系统自动将allowFds设为false，禁止使用文件描述符，bitmap的传输不能利用共享内存的方式，只能将Bitmap拷贝Binder的缓存区，导致缓存区超限，需要申请的内存大于了Binder初始化的1M内存空间的限制，这样就会抛出

当我们使用putBinder的方式传递Bitmap的时候，系统是会将allowFds设置为true，运行带fd描述字符的，当传递数据的时候，首先会判断当前数据是否小于16K，小于16KB的时候会直接使用Binder的缓存空间，而当大于16KB的时候，则开辟一个ashmem，映射出一块内存，该数据会保存到ashmem中，在Intent中之写入一个fd的文件描述符，这样即使传输的数据再大，Intent中传输的也只是该资源的文件描述符。而ashmem就是利用了共享内存，在发送端和接收端之间映射同一块内存，无需多次拷贝，提高了数据传输的性能。





优秀文章:

Android跨进程通信：图文详解 Binder机制 原理

Android跨进程通信：图文详解 Binder机制 原理

操作系统：图文详解 内存映射

写给 Android 应用工程师的 Binder 原理剖析

Android中怎么跨进程传输大图片

跨进程传递大图，你能想到哪些方案呢？

师学Android Developer

学而不思则罔，思而不学则殆。