内存拷贝，不变的本质，不断变迁的实现

Android

2023-11-12 11:22:03

Binder 内存拷贝：跨进程数据交换的幕后英雄

跨进程数据交互：不断演变的历程

进程间数据交互是现代操作系统中的一个基本任务。随着技术的发展，跨进程数据交互的方式也在不断演变，从最初的管道/信号量到消息队列，再到共享内存，每一种方式都各有优缺点。

Binder 内存拷贝的诞生

Binder 是一种跨进程通信（IPC）机制，它解决了共享内存存在的同步和安全性问题。Binder 内存拷贝是 Binder IPC 机制的核心，它通过 "一次拷贝" 的思想，实现了高效、安全的数据交换。

"一次拷贝" 的真谛

传统的 IPC 通常需要进行两次拷贝：一次从发送端进程到内核空间，一次从内核空间到接收端进程。Binder 内存拷贝通过将数据直接拷贝到 Binder 驱动中，避免了从内核空间到接收端进程的第二次拷贝，从而提高了效率。

Binder 内存拷贝的演变

Binder 内存拷贝的实现方式随着 Android 系统的发展而不断演变。最初，它使用传统的 memcpy() 函数，效率较低。后来引入了 Ashmem 共享内存机制，避免了 memcpy() 的拷贝开销。再后来，Binder 内核线程池被引入，并发处理 Binder 请求，进一步提升了效率。而在虚拟化环境中，Binder 虚拟化使用了特殊机制，无需进行物理内存拷贝。

内存拷贝的本质

尽管实现方式不断变化，Binder 内存拷贝的本质始终不变：

数据一致性： 确保进程间数据传输的一致性，防止数据损坏。
隔离性： 隔离不同进程的数据空间，保证进程间的安全性和稳定性。
效率性： 通过各种优化技术，最大程度地减少数据拷贝的开销。

代码示例

下面是一个使用 Binder 进行跨进程数据交换的简单代码示例：

// 发送端进程
Binder binder = ...;
Parcel data = Parcel.obtain();
data.writeInt(42);
binder.transact(1, data, null);

// 接收端进程
Parcel data = Parcel.obtain();
binder.transact(1, null, data);
int value = data.readInt();