Android 的 Binder 机制是一种独特的跨进程通信（IPC）系统，在整个Android系统中都发挥着至关重要的作用。这种机制在操作系统的内核层、 Android 框架层（Framework）以及应用程序的 Java 层都有其具体实现，从底层到上层，每一层都为 IPC 机制提供了必要的支撑，构成了一个高效且灵活的通信体系。

本系列 Binder 文章，会从内核层到 Framework 层，再到 Java 层，深入浅出，介绍整个 Binder 的设计：

图解Binder：初始化
图解Binder：系统调用 open
图解Binder：事务
图解Binder：线程池
图解Binder：内存管理
图解Binder：ServiceManager
图解Binder：AIDL

Binder 内核层

初始化 Binder

Binder 驱动是 Android 系统的一部分，是在编译期编译到内核中的。Binder 驱动利用 initcall 机制，将它的初始化函数 binder_init() 添加到 initcall 队列中。当内核启动时，binder_init() 函数就会被执行，从而完成 Binder 驱动的初始化。

在Binder驱动的初始化过程中， binder_init() 主要工作是：

注册 binder 设备：调用 misc_register()，向虚拟文件系统（VFS）注册一个名为 “binder” 的 misc 设备，该设备的设备文件路径是 “/dev/binder”。一旦注册成功，用户空间的进程就可以通过打开 “/dev/binder” 设备文件，对 Binder 驱动进行操作，从而实现跨进程通信。
注册 binder 文件系统：调用 register_filesystem()，向 VFS 注册 binder 文件系统。binder 文件系统会在 init 进程启动时进行挂载。当通过系统调用 open() 打开 “/dev/binder” 设备文件时，就会沿着 VFS，最后定位到 binder 文件系统，调用其对应的 binder_open() 实现，完成 binder 驱动的打开。

《图解 Binder：初始化》一文将详细阐述 Binder 的 binder_init()，以及如何通过 initcall 机制进行系统初始化。

Binder 的几个系统调用

每个要使用 Binder 进行通信的进程，都会调用 Framework 层的 ProcessState::initWithDriver() ，打开 Binder 驱动。initWithDriver() 主要涉及了几个系统调用，它们的具体的实现，主要是在内核层。相关调用如下：

ProcessState.cpp

└─initWithDriver()

└──init()

└───ProcessState()

└────open_driver()

└─────open()

└─────ioctl() // 发送 ioctl 命令 BINDER_VERSION，检测 Binder 驱动版本号

└─────ioctl() // 发送 ioctl 命令 BINDER_SET_MAX_THREADS，设置 Binder 线程池的最大线程数

└─────ioctl() // 发送 ioctl 命令 BINDER_ENABLE_ONEWAY_SPAM_DETECTION

└────mmap()

上面的调用链路，最关键是几个系统调用：

open()：打开 Binder 驱动设备。最终会调用 Binder 驱动的 binder_open()。
ioctl()：发送各种 ioctl 命令，与 Binder 驱动进行通信。最终会调用 Binder 驱动的 binder_ioctl()。
mmap()：进行 mmap 映射，提供一块虚拟地址空间，用于建立接收其他进程事务消息的缓冲区。最终会调用 Binder 驱动的 binder_mmap()。

这几个系统调用，最终都是通过虚拟文件系统，进入到内核层。

在《图解 Binder：系统调用 open》里，我们会介绍是如何沿着虚拟文件系统，最终定位到 binder 文件系统，调用到 binder_open()。

一旦Binder驱动被成功打开，我们就能发起Binder事务，这是Binder通信的基础。在《图解 Binder：事务》中，我们会介绍 binder 消息、ioctl 命令、binder实体、binder 代理、binder 节点和 binder 引用以及它们的工作机制。这一切都是为了能够在进程之间进行高效的通信。

为了处理这些事务，Binder 采用了线程池机制。《图解Binder：线程池》将揭示 Binder 线程池的工作原理，也会介绍 Binder 驱动里的几个工作队列。

此外，Binder 的高效性离不开其独特的内存管理机制。在《图解Binder：内存管理》一文中，我们将深入探讨虚拟内存、mmap 实现进程间通信的一次拷贝、缓冲区分配以及内存缩减器等机制，以及它们是如何共同提升 Binder 通信性能的。

Binder Framework 层

在讲 Binder 内核层的时候，其实就已经涉及了不少 Framework 层的代码。此外，在 Android Framework 层，Binder 的另一个主要组成部分是 ServiceManager。ServiceManager 是 Binder 驱动中的 0 号 Binder 节点，用于管理系统级服务的 Binder 引用。AMS、WMS 这些系统级服务，都会将自己注册到 ServiceManager 中。当其他进程需要使用这些服务的时候，可以通过 ServiceManager 来查找和获取。在《图解Binder：ServiceManager》中，我们介绍 ServiceManager 的工作原理。