Linux進程通訊機制 Linux 系統中有萬物皆文件的說法，虛擬文件系統（VFS）是 Linux 對外的介面，任何程式都必須通過這層介面來使用它。 為了避免系統安全問題(越權訪問)，進程間記憶體無法共用，數據交互就得採用特殊的通信機制(IPC)。 進程劃分用戶空間(不可共用)跟內核空間(可共用)，並 ...
Linux進程通訊機制
Linux 系統中有萬物皆文件的說法，虛擬文件系統（VFS）是 Linux 對外的介面，任何程式都必須通過這層介面來使用它。
為了避免系統安全問題(越權訪問)，進程間記憶體無法共用，數據交互就得採用特殊的通信機制(IPC)。
進程劃分用戶空間(不可共用)跟內核空間(可共用)，並且所有進程都共用一個內核空間；
Linux 系統中，主要通過 copy_from_user() 跟 copy_to_user() 函數來進行跨進程數據的交互。
交互流程
當 Client 向 Server 發起 IPC 請求時(交互)，Client 會先將數據從用戶空間拷貝到內核空間，驅動程式在將內核空間中的數據拷貝到 Server 中，完成 Client 向 Server 進程間數據傳輸。
缺點：性能低，需要兩次記憶體拷貝，而且無法得知接收數據的大小，記憶體消耗大。
共用記憶體
通過 shmget() 函數申請記憶體共用(虛擬的臨時文件)，但不是在內核中；
通過 shmat() 函數把共用記憶體映射到用戶空間，成功返回記憶體地址，通過這個地址來進行數據的讀寫
無需記憶體拷貝，使用簡單，但不適合併發場景，數據同步不及時，所以通常跟信號量配合，達到同步的控制。
信號 Signal
需要拷貝兩次記憶體，發送信號通知，可以跨進程接收，無法傳輸複雜數據，主要用於同步。
信號量 Semaphore
類似同步鎖，資源競爭時互斥訪問，可以看作一個計數器，用來記錄記憶體存取狀況；
根據數值來判斷，資源在一個時刻只有一個進程(線程)所持有，如果有進程持有會進入休眠隊列等待喚醒。
管道
需要拷貝兩次記憶體，首先調用系統函數創建管道，同時會在內核中創建虛擬文件，通過對虛擬文件的讀寫(不能同時進行)來達到交互的目的，傳輸數據不能超過4k，否則會阻塞管道。
PIPE - 單向管道，一端只能讀，另一端只能寫，pipe是匿名的，只支持父子和兄弟進程之間的通信。
FIFO - 雙向管道，可以讀也可以寫，能保證數據順序，創建管道後需要調用 open 函數打開文件才能操作。
Android 主線程中的 Looper 喚醒，native 層的 Looper 使用的是 pipe 匿名管道，寫入數據時會重新喚醒管道。
缺點：管道速度慢，且匿名管道只能父子通信，容量也有限。
消息隊列
需要拷貝兩次記憶體，隊列是一個消息鏈表，消息都包含標識符，不同進程可以根據消息類型標識符來對這個鏈表進行操作。
隊列本身是非同步的，還可以實現模塊之間的解耦，Handler 線程通信也使用了消息隊列。
ContentProvider
啟動時會通過 AMS 註冊服務，然後可以通過 URI 來獲取 Binder 引用，從而獲取到 Server 方法進行交互。
Socket
需要拷貝兩次記憶體，開銷大，不安全。
Binder 機制
Binder 是 Android IPC 的基礎，像是一個粘合劑或者中轉站，把 client、server、service manager(三者為不同進程)粘合一起。
雖然 Linux 中有管道、隊列、socket 等進程通信方式，但是 Binder 在性能(一次拷貝)、安全(app應用具有 id 標識可以更好鑒別身份)等方面更出色。
劃分
Binder 記憶體被劃分為用戶空間(應用程式)和內核空間(內核和驅動)，這樣用戶空間崩潰了，內核空間也不會受到影響；
Client、Server 和 ServiceManager(管理 Service 註冊與查詢) 都運行在用戶空間上的不同進程中，Binder 驅動程式運行在內核空間。
Client、Server 和 ServiceManager的交互也是基於 Binder，Binder 跟 ServiceManager 屬於系統自帶。
Binder 交互
首先，Server 通過 Binder 向 Service Manager 註冊服務，等於告訴 ServiceManager 它有什麼功能；
然後 Client 調用 Binder 向 Service Manager 查詢 Server 中的信息，Service Manager 查詢完畢後返回一個 Proxy 代理對象；
最後 Client 通過代理對象，進行調用後在發送給 Binder 驅動，最後 Server 執行後把返回值發送給驅動，驅動再轉發給 Client（App） 進程。
傳統的跨進程交互需拷貝數據2次，Binder 只需要拷貝一次記憶體，主要是使用到了記憶體映射；
Binder 在內核空間和接收進程的用戶空間中會創建一個共用記憶體，達到一次拷貝的目的。
mmap 記憶體映射
把進程虛擬地址和文件物理地址進行關聯，使得二者存在對映關係，進程就可以採用指針的方式操作這段記憶體。
調用 linux 系統下的函數 mmap，作用是虛擬記憶體區域和共用對象建立映射關係，提高數據的讀、寫，減少了數據拷貝次數，以達到記憶體復用。
start activity
Intent Activity 跳轉使用的 Binder，由於 Binder 傳輸數據有大小限制的，數據超過大小就會報錯(手寫open，mmap就可以突破這個限制)， Binder 主要用於頻繁通信而存在。
content provider
底層使用 Binder，而 Binder 線程數預設最大為16，超過會阻塞線程，所以只能支持16個線程同時併發。
優缺點
高效 - 只需要拷貝一次記憶體;
安全性高 - 每個進程都有 UID,PID 身份標識，容易鑒別身份；
ALDL
Android 提供了 ALDL 來進行跨進程之間的通信，通過 Binder 實現的一個簡化封裝的工具。
Service
運行在主線程上，不可以執行耗時操作，否則會 ANR，不同 Activity 可以很好去控制 service。
使用
啟動 service 可以在後臺執行計算處理，綁定 service 可以跟組件進行交互。
start 方式開啟(stop 關閉)的 service，在該 Activity 銷毀後仍會運行，無法獲取服務中的值；
onCreate -> onStartCommand -> onDestroy
bind 方式開啟(unBind 關閉)的 service，依賴綁定的 Context，該 Context 所在活動銷毀後會停止，可以通過 binder 獲取返回結果。
onCreate -> onBind -> onUnBind -> onDestroy
預設為後臺服務，容易被系統回收，也可以設置成前臺服務，不容易被回收。
public class MyService extends Service { @Override public void onCreate() { super.onCreate(); Notification notification = new Notification(...); ... startForeground(1, notification); } }
交互
1.通過 intent 傳遞，onStartCommand 中獲取。
2.通過 binder 對象傳遞：
bindService 時把 ServiceConnection(重寫方法中獲取到 binder 對象) 類當做參數，Service 中 onBind 返回自定義的 binder 對象。
@Override public IBinder onBind(Intent intent) { return new MyBinder(); } public class MyBinder extends android.os.Binder{ public void setData(int count){ MyService.this.count = count; } }
3.回調傳值。
關閉
Service 必須在既沒有跟 Activity 關聯又處於停止狀態時才會被銷毀。
如果同時使用了 start 跟 bind 方式開啟服務，需要同時調用兩者的關閉方法去停止服務。
IntentService
Service 的子類，會創建單獨的線程，在 onHandleIntent 方法中執行耗時操作，結束後自動停止。
