IPC（二）初识进程和Binder

*什么是IPC通信
IPC(Inter-Process Communication)通信，是跨越两个不同进程(Process)之通信，一般而言，一个Android应用程序里的各组件(如Activity、Service等)都在同一个进程里执行。这种在同一进程内的通信，又称为短程通信，意味着，两个Activity在同一个进程(Process)里执行。相对地，远程(Remote)通信的意思是：两个组件(如Activity或Service)分别在不同的进程里执行；两者之间是IPC通信，又称远程通信。

*进程的概念
一个进程是一个独立的执行空间，不会被正在其它进程里的程序所侵犯。这种保护方法是Android的重要安全机制。于是，得先认识进程的内涵，才能进一步了解跨进程IPC机制。
在Android的进程里，有一个虚拟机(Virtual Machine，简称VM)的对象，可执行Java代码，也引导JNI本地程序的执行，实现Java与Native层的C/C++之间的沟通。
在Android框架里，一个应用程序通常含有多个Java类，这些类可以在同一个进程里执行；也可以在不同的进程里执行 。
每一个进程在诞生时，都会诞生一个主线程(Main Thread)，以及诞生一个Looper类的对象和一个MQ(Message Queue)数据结构。主线程最主要的工作就是处理UI画面的事件(Event)，每当UI事件发生时，Android框架会丢信息(Message)到MQ里。主线程看到MQ有新的信息时，就取出信息，然后依据信息内容而去执行特定的函数。执行完毕，就再继续执行Looper类，不断地观察MQ的动态。

*设置不同的进程

<activity android:name=".MainActivity">        <intent-filter>            <action android:name="android.intent.action.MAIN" />            <category android:name="android.intent.category.LAUNCHER" />        </intent-filter>    </activity>    <service android:name=".MyService" android:process=":remote"/></application>

当给service 指定process=“：remote之后”MyService就运行在单独的进程中了。
此时Activity和Service运行在不同的进程当中

*IBinder接口
当两个类都在同一个进程里执行时，两者之间的沟通，只要采取一般的函数调用就行了，既快速又方便。一旦两个类分别在不同的进程里执行时，两者之IBinder接口定义了一些函数，可以让Client程序可以进行跨进程的調用(当然也能支持同进程的短程調用)。其中，最主要的一个函数就是：transact()函数。而进程
间的沟通，就不能采取一般的函数调用途径了。只好采取IPC沟通途径。 当跨进程调用，只要拿到了IBinder接口对象，就能调用到远程Binder的实现类中的onTransact()函数 了。

IBInder中的transact函数

public boolean transact(int code, Parcel data, Parcel reply, int flags)        throws RemoteException;

*Binder
Binder是IBinder接口的实现类，Binder类很重要目的是支持跨进程調用Service，也就是让远程的Client可以跨进程調用某个Service。其中Binder类的主要的函数有

transact()函数 

  public final boolean transact(int code, Parcel data, Parcel reply,            int flags) throws RemoteException {        if (false) Log.v("Binder", "Transact: " + code + " to " + this);        if (data != null) {            data.setDataPosition(0);        }        boolean r = onTransact(code, data, reply, flags);        if (reply != null) {            reply.setDataPosition(0);        }        return r;    }

— 用来实现IBinder接口中的的transact()方法。

execTransact()函数 

// Entry point from android_util_Binder.cpp's onTransact    private boolean execTransact(int code, long dataObj, long replyObj,            int flags) {        Parcel data = Parcel.obtain(dataObj);        Parcel reply = Parcel.obtain(replyObj);        // theoretically, we should call transact, which will call onTransact,        // but all that does is rewind it, and we just got these from an IPC,        // so we'll just call it directly.        boolean res;        // Log any exceptions as warnings, don't silently suppress them.        // If the call was FLAG_ONEWAY then these exceptions disappear into the ether.        try {            res = onTransact(code, data, reply, flags);        } catch (RemoteException e) {            if ((flags & FLAG_ONEWAY) != 0) {                Log.w(TAG, "Binder call failed.", e);            } else {                reply.setDataPosition(0);                reply.writeException(e);            }            res = true;        } catch (RuntimeException e) {            if ((flags & FLAG_ONEWAY) != 0) {                Log.w(TAG, "Caught a RuntimeException from the binder stub implementation.", e);            } else {                reply.setDataPosition(0);                reply.writeException(e);            }            res = true;        } catch (OutOfMemoryError e) {            // Unconditionally log this, since this is generally unrecoverable.            Log.e(TAG, "Caught an OutOfMemoryError from the binder stub implementation.", e);            RuntimeException re = new RuntimeException("Out of memory", e);            reply.setDataPosition(0);            reply.writeException(re);            res = true;        }        checkParcel(this, code, reply, "Unreasonably large binder reply buffer");        reply.recycle();        data.recycle();        // Just in case -- we are done with the IPC, so there should be no more strict        // mode violations that have gathered for this thread.  Either they have been        // parceled and are now in transport off to the caller, or we are returning back        // to the main transaction loop to wait for another incoming transaction.  Either        // way, strict mode begone!        StrictMode.clearGatheredViolations();        return res;    }

— 该函数定位与transact()函数是相同的，只是这是用来让C/C++本地程序来向上调用的。

onTransact()函数 

 protected boolean onTransact(int code, Parcel data, Parcel reply,            int flags) throws RemoteException {        if (code == INTERFACE_TRANSACTION) {            reply.writeString(getInterfaceDescriptor());            return true;        } else if (code == DUMP_TRANSACTION) {            ParcelFileDescriptor fd = data.readFileDescriptor();            String[] args = data.readStringArray();            if (fd != null) {                try {                    dump(fd.getFileDescriptor(), args);                } finally {                    try {                        fd.close();                    } catch (IOException e) {                        // swallowed, not propagated back to the caller                    }                }            }            // Write the StrictMode header.            if (reply != null) {                reply.writeNoException();            } else {                StrictMode.clearGatheredViolations();            }            return true;        }        return false;    }

— 该函数是可以让子类来覆写的。上述的transact()和execTransact()两个函数最终都是调用到onTransact()函数。

init()函数 

   private native final void init();

— 这是一个本地(Native)函数，让JNI模块来实现这个函数。Binder()构造函数会調用这个init()本地函数。

由于跨进程沟通时，并不是从Java层直接沟通的，而是透过底层的Binder Driver驱动来沟通的，所以Client端的Java类(如Activity)必须透过BinderProxy的IBinder接口，转而調用JNI本地模块来衔接到底层Binder Driver驱动服务，进而調用到正在另一个进程里执行的Service。