什么是binder

---

1. 什么是Binder？

Binder 是 Android 系統中實現進程間通信（IPC, Inter-Process Communication）的核心機制。它是 Android 獨有的、基于C/S架構的高效IPC框架，底層由內核驅動支持，廣泛用于系統服務（如AMS、WMS、Service等）和應用間通信。

---

2. Binder架構組成

• Binder驅動（內核空間）
  位于 /dev/binder，負責消息的傳遞和對象引用管理。
• ServiceManager（守護進程）
  管理所有Binder服務的注冊與查詢。
• Server端（服務提供者）
  繼承自 Binder，實現具體業務邏輯。
• Client端（服務調用者）
  通過 Proxy 代理對象與服務端通信。
• Binder庫（用戶空間）
  提供Java和C++的Binder通信API。

---

3. 工作原理與通信流程

1）服務注冊

• 服務端（如SystemServer中的AMS）繼承Binder，實現業務接口，并通過ServiceManager注冊服務。

2）服務查詢

• 客戶端通過ServiceManager查詢目標服務，獲得一個Binder代理對象（Proxy）。

3）通信過程

• 客戶端通過Proxy發起遠程方法調用，數據通過Parcel序列化，傳遞給Binder驅動。
• Binder驅動負責跨進程傳遞數據，喚醒服務端線程池，服務端解包數據并執行方法。
• 返回值同樣通過Binder驅動回傳給客戶端。

4）核心數據結構

• IBinder：Java層的Binder接口，所有Binder對象的基類。
• Parcel：高效的序列化/反序列化容器。
• Binder線程池：服務端用于處理Binder請求的線程池。

---

4. 關鍵技術點

• 零拷貝/高效傳輸：Binder驅動采用內核空間的內存映射，減少用戶空間與內核空間的數據拷貝，提高效率。
• 引用計數/安全性：Binder機制自動管理對象引用，防止內存泄漏和非法訪問。
• 權限校驗：支持UID/PID校驗，保證通信安全。
• 支持一對多/多對多通信：如AIDL、Messenger、ContentProvider等都基于Binder。

---

Binder通信的安全與性能機制
安全機制
Binder驅動自動傳遞調用方的UID/PID，服務端可做身份校驗。
支持權限聲明（如AIDL接口可聲明enforcePermission），防止未授權訪問。
配合SELinux、App沙箱機制，進一步提升安全性。
性能機制
Binder采用內核空間的內存映射（mmap），實現零拷貝或最小拷貝，效率高于Socket等傳統IPC。
支持對象引用傳遞（Binder引用計數），避免重復序列化。
線程池機制避免主線程阻塞，提升并發處理能力。

5. 常見面試考點

1）Binder與傳統IPC（Socket、管道、共享內存等）對比

• 性能高、支持對象引用、支持跨語言、內核級安全、易用性強。

2）AIDL與Binder關系

• AIDL自動生成Stub和Proxy，底層通信依賴Binder機制。

3）Binder線程池與ANR

• 服務端通過線程池處理請求，若線程池耗盡或主線程阻塞，可能導致ANR。

4）Binder通信的生命周期與內存管理

• Binder驅動自動管理引用計數，防止內存泄漏。

5）Binder的安全機制

• 支持權限校驗、SELinux策略、UID/PID傳遞。

---

6. 面試表達建議（簡明版）

Binder是Android系統實現高效進程間通信的核心機制，底層由內核驅動支持，采用C/S架構。它通過ServiceManager實現服務注冊與查詢，客戶端通過Proxy對象與服務端通信，數據通過Parcel序列化后由Binder驅動在內核空間高效傳遞。Binder機制具備高性能、強安全性、自動內存管理等優點，是Android系統服務、AIDL、Messenger等IPC的基礎。

---

7. 簡易流程圖

---

什么是 AMS（Activity Manager Service）

? 基本信息：AMS是Framework層的系統服務，運行在system_server進程中，是一個Java層的單例類。系統啟動時由SystemServer.java初始化，通過Binder IPC機制與應用程序通信。
? 核心功能
? 生命周期管理：負責Activity、Service、BroadcastReceiver等組件的啟動、暫停、停止、銷毀等生命周期操作。
? 進程管理：根據應用優先級管理進程的創建、銷毀和優先級調整，通過ProcessRecord記錄進程信息，必要時回收低優先級進程以釋放資源。
? 任務棧管理：通過ActivityStack和TaskRecord管理Activity的任務棧，支持多任務、多窗口模式，決定Activity在任務棧中的創建和存放方式。
? 權限管理：檢查應用權限，確保應用在訪問敏感資源時具備相應權限。
? ANR監控：監控主線程的響應時間，若主線程阻塞超過默認5秒，會觸發ANR彈窗。
? 相關關鍵類與數據結構
? ActivityManagerService：AMS的核心類，管理所有與Activity相關操作。
? ActivityStack：管理Activity的任務棧。
? TaskRecord：表示一個任務，包含多個Activity。
? ProcessRecord：記錄進程信息。
? ActivityRecord：表示一個Activity實例。

? Activity啟動模式：AMS會根據Activity的啟動模式決定其在任務棧中的創建和管理方式。啟動模式包括standard（標準模式）、singleTop（棧頂復用模式）、singleTask（棧內復用模式）和singleInstance（單實例模式），開發者可在AndroidManifest.xml中設置或通過Intent標志動態改變。
? Intent解析與分發：當應用發送Intent時，AMS會根據其動作、數據等信息查找符合條件的組件，遍歷AndroidManifest.xml文件進行匹配，找到后將Intent分發給相應組件。

app的啟動，點擊launcher icon 開始

1. 總覽：從點擊應用Icon到Activity顯示的主流程

1. Launcher進程接收點擊事件
2. Launcher通過Binder向SystemServer請求啟動Activity
3. SystemServer（AMS）處理啟動請求
4. 進程存在性檢查，必要時Zygote孵化新進程
5. Application進程啟動，ActivityThread啟動主線程
6. ActivityThread通過Handler分發消息，反射創建Activity
7. Activity生命周期回調，界面最終顯示

---

2. 詳細分步流程

1）Launcher進程接收點擊事件

• 用戶點擊桌面應用icon，Launcher的onClick()被觸發。
• Launcher構造一個Intent（包含包名、Activity信息），調用startActivity()。

2）Launcher通過Binder向SystemServer請求啟動Activity

• startActivity()最終調用到Instrumentation.execStartActivity()。
• 通過AIDL接口，Binder跨進程調用ActivityManagerService.startActivity()（AMS，系統服務，運行在SystemServer進程）。

3）AMS處理啟動請求

• AMS進行權限校驗、Intent解析、任務棧管理等。
• 判斷目標應用進程是否存在：
  • 已存在：直接調度啟動Activity。
  • 不存在：需要先啟動應用進程。

4）進程管理與Zygote孵化

• 若目標進程不存在，AMS調用startProcessLocked()，通過Process.start()請求Zygote孵化新進程。
• Zygote進程通過socket接收fork請求，fork出新的App進程，并在新進程中執行ActivityThread.main()。

5）Application進程啟動

• 新進程啟動后，執行ActivityThread.main()，進入主線程（UI線程）消息循環。
• 通過Binder回調attachApplication()，AMS與新進程建立通信。

6）ActivityThread請求啟動Activity

• AMS通過Binder回調scheduleLaunchActivity()，通知App進程啟動目標Activity。
• ActivityThread收到消息后，通過Handler切換到主線程，調用performLaunchActivity()。
• 反射創建Activity實例，依次調用attach()、onCreate()等生命周期方法。

7）Activity界面顯示

• Activity創建完成后，setContentView()加載布局，ViewRootImpl與WindowManager建立聯系。
• WindowManager通過SurfaceFlinger合成界面，最終Activity界面顯示在屏幕上。

---

3. 關鍵技術細節與源碼鏈路

1）Binder跨進程通信

• Launcher與AMS、AMS與App進程之間均通過Binder通信，保證了進程間的高效與安全。

2）進程孵化與Zygote

• Zygote采用fork機制，極大提升了新進程啟動速度（共享內存、Copy-On-Write）。

3）主線程消息機制

• ActivityThread基于Looper/Handler機制，保證所有UI操作在主線程串行執行，避免線程安全問題。

4）Activity生命周期管理

• AMS全局管理Activity棧，負責生命周期調度、任務切換、回收等。

5）Window與View體系

• Activity通過WindowManager與系統窗口管理服務交互，ViewRootImpl負責View的繪制、輸入分發等。

---

4. 源碼調用鏈（簡化）

1. Launcher進程
   • onClick() → startActivity() → Instrumentation.execStartActivity() → AMS.startActivity()
2. AMS（SystemServer）
   • startActivity() → startProcessLocked()（如需新進程）→ Process.start() → Zygote fork
3. App進程
   • ActivityThread.main() → attach() → AMS.attachApplication() → scheduleLaunchActivity() → ActivityThread.H.handleMessage() → performLaunchActivity() → Activity.attach() → Activity.onCreate()

---

5. 流程時序圖

---

6. 面試答題建議（精煉版）

Android應用從點擊icon到Activity顯示，涉及Launcher、AMS、Zygote、App進程、ActivityThread等多個系統組件。Launcher通過Binder向AMS發起啟動請求，AMS負責進程管理和任務棧調度，必要時通過Zygote fork新進程。新進程啟動后，ActivityThread通過Handler機制反射創建Activity并回調生命周期，最終通過WindowManager和SurfaceFlinger將界面顯示到屏幕。整個過程高度依賴Binder通信、進程管理、消息機制和窗口系統，是Android系統架構的核心體現。

---

ActivityA調用startActivity(Intent)啟動ActivityB

當ActivityA調用startActivity(Intent)啟動ActivityB時，涉及應用進程、系統服務（AMS）、Binder通信、任務棧管理、ActivityThread調度、生命周期回調等多個環節。

---

詳細流程分解

1）ActivityA進程（應用層）

• 調用鏈

  • ActivityA.startActivity(Intent)
    → Activity.startActivityForResult()
    → Instrumentation.execStartActivity()
    → 通過AIDL接口，Binder跨進程調用AMS（ActivityManagerService）的startActivity()。

• 技術點

  • Instrumentation用于監控和插樁，便于測試和生命周期管理。
  • Binder機制實現進程間通信，傳遞Intent、包名、調用者信息等。

---

2）AMS（ActivityManagerService，SystemServer進程）

• 權限與Intent校驗

  • 校驗調用者權限、Intent合法性、目標Activity是否可達。
  • 解析Intent，查找匹配的Activity（PackageManagerService參與）。

• 任務棧與ActivityRecord管理

  • 根據Intent flag、launchMode等，決定ActivityB是新建Task、復用Task還是在當前Task中入棧。
  • 創建ActivityRecord對象，記錄ActivityB的所有元信息。
  • 維護ActivityStackSupervisor和ActivityStack，管理所有任務棧和Activity狀態。

• 進程調度

  • 判斷ActivityB所屬進程是否存在：
    • 已存在：直接調度。
    • 不存在：調用startProcessLocked()，通過Zygote fork新進程。

• 調度啟動

  • 通過Binder回調目標進程的ApplicationThread.scheduleLaunchActivity()，通知其啟動ActivityB。

---

3）目標應用進程（ActivityB所屬進程）

• ActivityThread消息分發

  • ApplicationThread（Binder服務端）收到scheduleLaunchActivity()，通過Handler切換到主線程。
  • 調用ActivityThread.handleLaunchActivity()，最終執行performLaunchActivity()。

• Activity創建與生命周期

  • 反射創建ActivityB實例，依次調用attach()、onCreate()、onStart()、onResume()等生命周期方法。
  • Instrumentation參與生命周期回調，便于測試和監控。

• 界面顯示

  • setContentView()加載布局，ViewRootImpl與WindowManager建立聯系，最終通過SurfaceFlinger合成界面。

---

4）ActivityA與ActivityB的生命周期切換

• AMS會根據啟動模式和棧頂情況，決定ActivityA是否進入onPause()、onStop()等狀態。
• ActivityB啟動后成為前臺，ActivityA可能被暫停或停止。

---

3. 源碼關鍵鏈路（簡化）

1. 應用進程
   • Activity.startActivity()
   • Instrumentation.execStartActivity()
   • ActivityManagerService.startActivity()
2. AMS
   • startActivity()
   • startProcessLocked()（如需新進程）
   • ApplicationThread.scheduleLaunchActivity()
3. 目標進程
   • ActivityThread.handleLaunchActivity()
   • Instrumentation.callActivityOnCreate()
   • Activity.onCreate()

---

4. 時序圖

---

6. 面試答題建議

ActivityA啟動ActivityB時，應用進程通過Binder調用AMS，AMS負責權限校驗、Intent解析、任務棧管理和進程調度。AMS通過Binder回調目標進程的ApplicationThread，ActivityThread在主線程反射創建ActivityB并回調生命周期。整個過程涉及Binder通信、任務棧與ActivityRecord管理、進程孵化、Instrumentation插樁等，是Android四大組件調度的核心流程。

---