Binder由浅入深，面试中常考察的“三部曲”

1.为什么Binder会在面试中经常被问到？Binder到底是什么？

• 进程间通信机制
• 也是一个驱动
• Binder.java继承Ibinder接口，实现跨进程能力

Android中进程和线程的关系？区别？

1. 线程是CPU调度的最小单元，同时线程是一种有限的系统资源；而进程一般指一个执行单元，在PC和移动设备上指一个程序或者一个应用。
2. 一般来说，一个App程序至少有一个进程，一个进程至少有一个线程（包含与被包含的关系），通俗来讲就是，在App这个工厂里面有一个进程，线程就是里面的生产线，但主线程（即主生产线）只有一条，而子线程（即副生产线）可以有多个。
3. 进程有自己独立的地址空间，而进程中的线程共享此地址空间，都可以并发执行。

如何开启多进程？应用是否可以开启N个进程？

在AndroidManifest中给四大组件指定属性android:process开启多进程模式，在内存允许的条件下可以开启N个进程。

为何需要IPC？

所有运行在不同进程的四大组件（Activity、Service、Receiver、ContentProvider）共享数据都会失败，这是由于Android为每个应用分配了独立的虚拟机，不同的虚拟机在内存分配上有不同的地址空间，这会导致在不同的虚拟机中访问同一个类的对象会产生多份副本。

多进程的优点

1. 扩大内存空间：通过开启多进程获取更大内存空间、两个或者多个应用之间共享数据、微信全家桶。
2. 风险隔离，一般情况下，一个app就一个进程，如果某个模块崩溃了整个应用就挂了，如果实现多进程，只要保证主模块没有崩溃应用依然可以使用（通过双进程守护来拉起另外的进程）。

每一个进程分配的进程是有限的

//查看系统给每一个进程分配的内存大小
adb shell
getprop dalvik.vm.heapsize

使用场景

• 开发应用：WebView 、视频播放、音乐播放、大图浏览、推送
• 系统服务中：打电话、闹钟等等

多进程通信可能会出现的问题？

一般来说，使用多进程通信会造成如下几方面的问题:

1. 静态成员和单例模式完全失效：独立的虚拟机造成。
2. 线程同步机制完全失效：独立的虚拟机造成。
3. SharedPreferences的可靠性下降：这是因为Sp不支持两个进程并发进行读写，有一定几率导致数据丢失。
4. Application会多次创建：Android系统在创建新的进程时会分配独立的虚拟机，所以这个过程其实就是启动一个应用的过程，自然也会创建新的Application。

2.Binder相对其他进程通信有什么优缺点？

Android中IPC方式、各种方式优缺点？

Linux进程间通信机制有哪些？

我们知道Android也是基于Linux内核，Linux现有的进程通信手段有以下几种：

• 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，主要用于不同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。 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；

为什么选择Binder？

既然有现有的IPC方式，为什么重新设计一套Binder机制呢。主要是出于以上三个方面的考量：

1. 效率：传输效率主要影响因素是内存拷贝的次数，拷贝次数越少，传输速率越高。从Android进程架构角度分析：对于消息队列、Socket和管道来说，数据先从发送方的缓存区拷贝到内核开辟的缓存区中，再从内核缓存区拷贝到接收方的缓存区，一共两次拷贝，如图：

   

   而对于Binder来说，数据从发送方的缓存区拷贝到内核的缓存区，而接收方的缓存区与内核的缓存区是映射到同一块物理地址的，节省了一次数据拷贝的过程，如图：

   

   共享内存不需要拷贝，Binder的性能仅次于共享内存。

2. 稳定性：上面说到共享内存的性能优于Binder，那为什么不采用共享内存呢，因为共享内存需要处理并发同步问题，容易出现死锁和资源竞争，稳定性较差。Socket虽然是基于C/S架构的，但是它主要是用于网络间的通信且传输效率较低。Binder基于C/S架构 ，Server端与Client端相对独立，稳定性较好。

3. 安全性：传统Linux IPC的接收方无法获得对方进程可靠的UID/PID，从而无法鉴别对方身份；而Binder机制为每个进程分配了UID/PID，且在Binder通信时会根据UID/PID进行有效性检测。

3.Binder机制的作用和原理？

传统的IPC传输数据

Linux系统将一个进程分为用户空间和内核空间。对于进程之间来说，用户空间的数据不可共享，内核空间的数据可共享，为了保证安全性和独立性，一个进程不能直接操作或者访问另一个进程，即Android的进程是相互独立、隔离的 ，这就需要跨进程之间的数据通信方式。普通的跨进程通信方式一般需要2次内存拷贝，如下图所示：

Binder传输数据

一次完整的 Binder IPC 通信过程通常是这样：

1. 首先 Binder 驱动在内核空间创建一个数据接收缓存区。
2. 接着在内核空间开辟一块内核缓存区，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。
3. 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。

MMAP的原理

Linux通过将一个虚拟内存区域与一个磁盘上的对象关联起来，以初始化这个虚拟内存区域的内容，这个过程称为内存映射(memory mapping)。

对文件进行mmap，会在进程的虚拟内存分配地址空间，创建映射关系。

实现这样的映射关系后，就可以采用指针的方式读写操作这一段内存，而系统会自动回写到对应的文件磁盘上。

所有的系统资源管理都是在内核空间中完成的。比如读写磁盘文件，分配回收内存，从网络接口读写数据等等。用户空间通过系统调用让内核空间完成这些功能。

写文件流程:

1、调用write，告诉内核需要写入数据的开始地址与长度。 2、内核将数据拷贝到内核缓存。 3、由操作系统调用，将数据拷贝到磁盘，完成写入。

Binder框架中ServiceManager的作用？

Binder框架 是基于 C/S 架构的。由一系列的组件组成，包括 Client、Server、ServiceManager、Binder驱动，其中 Client、Server、Service Manager 运行在用户空间，Binder 驱动运行在内核空间。

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