一个操作系统，免不了需要提供进程间通信机制。在Linux系统中，信号、管道、报文队列，共享内存等是常用的进程间通信方式。Android系统中主要使用Binder机制，是一种C/S机制。那么Binder机制是如何运行的呢？首先看下图一个典型的C/S通信问题，如Client进程要发送数据到Server进程，因为处于不同的进程，进程与进程之间是没有共享内存的，那么Client进程需要先拷贝数据到内核进程，再通过内核进程拷贝数据到server进程，这样就产生了两次拷贝。如下图。

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而Android的binder机制是怎样的呢？在此之前，要先了解一个知识。在操作系统中，32位的CPU可以支持4G的物理内存空间。物理内存是CPU地址线直接寻址的内存空间大小。若内存条（实际的物理内存）为1G，则CPU直接能直接寻址的地址只能在0~0x7fffffff区间，那么如果进程产生了一个不在0~0x7fffffff区间的空间地址怎么办呢？这就是涉及计算机的分页机制，有页和页帧的概念，页和页帧的地址空间是一样大的。这里记住，虚拟内存空间分页产生页，物理内存空间分页产生帧。这样问题来了，4G虚拟内存地址空间产生的页的数量肯定比物理内存空间分页（帧）产生的数量多，既多对一的关系。为了虚拟内存的页都有对应的物理内存页，那么就涉及到物理内存页帧重复利用对应虚拟内存页的问题。怎么重复利用的呢？就是把比较少用的，让这个物理内存页失效（你没什么用了），把这个页帧的数据写到磁盘，然后重新映射这个物理地址到虚拟地址。而虚拟内存页到物理内存页的映射关系，得要有记录的吧，要不然都不知道谁映射到谁，而这个记录就是页表要做的事。

理解了虚拟内存地址和物理内存的关系之后，现在在Android系统上，要进行两个进程之间的数据通信，如果像上面那样的数据拷贝，则需要拷贝两次，一次从Client进程的用户空间拷贝到内核空间，然后再从内核空间拷贝到Server的用户空间，显然性能上并没那么好。而Binder机制是怎么操作的呢？如下图，Client传输数据从用户空间到binder驱动，binder驱动拷贝数据到Server通过mmap映射的物理内存空间M，binder驱动把Server映射的物理空间对应的虚拟地址空间告知Server，Server用户空间通过binder驱动传递过来的虚拟地址空间来访问Client的数据。整个过程只是在binder驱动拷贝数据到Server通过mmap映射的物理空间发生了一次拷贝。

Binder机制中，涉及的几个角色有，Client、Server、ServiceManager、以及binder驱动。如下图：

ServiceManager即当爹也当妈。ServiceManager既是Android系统的进程通信binder机制守护进程，也是充当id为0的Server服务。在binder机制的服务方中，id为0为ServerManager, 其他服务统一由binder驱动服务分配，id>0。下图为ServiceManager的启动过程。打开dev/binder驱动文件、映射128k物理地址、通知binder驱动它是守护进程，进入循环等待请求到来（阻塞，避免一直循环进行，有新请求唤醒）。这里的守护进程主要在循环等待，且打开文件的方式是阻塞模式，不会直接返回。那么ServiceManager有什么作用呢？既然是守护进程，当然是提供服务。什么服务？即提供连接通信的服务能力。

Client和Service在数据通信时，都开启了循环等待数据到来。Client通过new BpServiceManaer(new BpBinder())得到远程binder代理，从而通过该远程binder代理发起远程服务，远程服务Service所在的消息循环得到Client发出的消息命令，解析之后，返回相关的数据响应。ServiceManager、Server、Client的执行流程如下三个图。其中ServiceManager的流程标记1和Server的流程标记1具有关联性，实际上也是一种binder通信，当Server的流程标记1执行XXXService.instantial的时候，向ServiceManager注册服务，因此ServiceManager的流程标记1的binder_loop消息循环就会收到相关的消息命令，从而做出加入服务列表的操作等。Service所涉及的类图和ServiceManager涉及的类图类似，如下图为ServiceManager涉及的类图：其中主要的就是BpServiceManager, 为远程binder代理对象，里面以IBinder为属性（ServiceManager为BpBinder, 如MediaService为BnBinder），该IBinder属性是处理Binder请求的关键对象，通过transact进入到IPCThreadState进行简单处理之后扔回IBinder的具体派生类的onTransact函数处理，IPCThreadState通过ProcessState获取上下文（和binder设备有关）。

上述的分析是基于C/C++层的，在应用开发中，我们经常遇到进程间通信相关的，接下来有必要分析下Java层开始的进程间Binder通信是怎样的。Android中，基于底层Binder机制的AIDL通信框架如下图：

aidl文件对应生成的java文件就会包含一个Stub和Proxy内部静态类。其中Proxy就是本地响应Client请求的代理，而Stub就是Client请求代理到达远程服务的远程服务代理，具体的请求处理在Stub的派生类进行。

因此，通过上述的分析，我们可以把binder机制的流程思想和服务器请求进行类比，Client就相当于客户端发起请求者、Server就是响应请求的服务器、ServiceManager就相当于DNS解析，当Client发起请求的时候，它只说，我要和XXXService（如media_service）通信，于是就需要从ServiceManager查看是否存在改服务在已注册的服务列表中。服务找到了，Client正式发起消息了，经过各种路由（对应binder机制的driver），到达服务器，服务器解析相关的请求，返回相关的数据。

之所以说Binder机制是基石，是因为在Android系统中，很多的系统执行都涉及Binder通信，可见Binder机制的重要性。如果没有非常清楚Binder机制是怎样的，那么后面所有的知识将很难进行，也将会理解的很生涩。