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一、认识Android的IPC主板模式
系统架构设计最关键的任务就是组合(或称整合)，而且最好是能与众不同、深具创新性组合。Android就擅用了主板模式，以通用性接口实践跨进程的IPC通信机制。由于Android是开源开放的系统，其源代码可成为大家观摩的范本。首先，其主板模式提供了IBinder通用性接口。如下图：
Android定义一个Binder父类来实现<通用性>的IBinder接口。如下图：
然后，以Java来撰写这个实现类，其Java代码如下：
// Android的源代码
// Binder.java
// -------------------------------------------------------------
public class Binder implements IBinder {
// ..........
private int mObject;
public Binder() {
init();
// 其它代码
}
public final boolean transact(int code, Parcel data, Parcel reply, int flags)
throws RemoteException {
// 其它代码
boolean r = onTransact(code, data, reply, flags);
return r;
}
private boolean execTransact(int code, int dataObj, int replyObj, int flags) {
Parcel data = Parcel.obtain(dataObj);
Parcel reply = Parcel.obtain(replyObj);
boolean res;
res = onTransact(code, data, reply, flags);
// 其它代码
return res;
}
protected boolean onTransact(int code, Parcel data, Parcel reply, int flags)
throws RemoteException {
}
private native final void init();
}
// End这个Binder抽象父类的主要函数：
transact()函数-- 用来实作IBinder的transact()函数接口。
execTransact()函数-- 其角色与transact()函数是相同的，只是这是用来让C/C++本地程序来调用的。
onTransact()函数-- 这是一个抽象函数，让应用子类来覆写(Override)的。上述的transact()和execTransact()两者都是调用onTransact()函数来实现反向调用(IoC, Inversion of Control)的。
init()函数-- 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(Constructor)会调用这个init()本地函数。
这Binder.java是抽象类，它含有一个抽象)函数：onTransact()。于是，这个软件主板提供了两个接口：CI和接口。如下图：
这是标准型的主板模式。此图里的Binder抽象父类和两个接口，整合起来成为一个典型的软件主板。如下图：
这个Binder软件主板是用来整合两个进程里的软件模块(如类)，所以我们称之为：。如下图：
基于这个主板，我们就能开始进行组合了。此时，可设计一个子类，并且装配到主板的接口上。如下图：
图 1 Binder进程间通信模型
Client和Server均通过函数ioctl与Binder驱动进行数据交互。ioctl是Linux中用于控制I/O设备的函数，提供了一种同时向设备发送控制参数和数据的手段。它是一个可变参数的函数，原型为：
<??#65533;"http://www.2cto.com/kf/ware/vc/" target="_blank" class="keylink">vcD4KPHByZSBjbGFzcz0="brush:java;">int ioctl(int fd, int cmd, ...);
fd是打开/dev/binder设备后得到的文件描述符，cmd是对设备的控制命令。该函数执行成功返回0，否则返回-1。
3.相关数据结构
当函数ioctl的第二个参数cmd为BINDER_WRITE_READ时，表示向Binder驱动发送一条读取或者写入/dev/binder设备的命令，Binder驱动会将对设备的读写“翻译”为对共享
内存区的读写。这条命令是Client和Server进行进程间通信时最重要、使用最频繁的控制命令。
传入BINDER_WRITE_READ的同时，会传入一个binder_write_read结构体的指针作为ioctl的第三个参数，该结构中的read_buffer和write_buffer字段分别指向将要读取或者写入的缓冲区。这两个缓冲区中的数据都是以“数据类型+数据内容”的格式顺序存放的，而且多条不同类型的数据连续存放，如图2所示。write_buffer中数据类型以“BC_”开头，而read_buffer中数据类型以 “BR_”开头，图2中以write_buffer中的数据为例。在所有的数据类型中，又以BC(R)_REPLY和BC(R)_TRANSACTION 最为重要：通过BC_TRANSACTION/BC_REPLY这对命令，发送方将数据发往接受方;通过BR_TRANSACTION /BR_REPLY，接收方读取发送方发来的数据。
数据的内容是一个binder_transaction_data结构。
图2 Binder IPC中各数据结构的关系
binder_transaction_data结构是对进程间通信数据的封装，可以看作网络通信中的一个数据包。其中的 sender_uid，sender_pid成员变量指明了此数据发送方的用户ID和进程ID，buffer成员变量指向进程间通信最核心的有效负载数据，data_size是有效负载数据的长度。在Binder机制中，sender_uid和sender_pid是在内核中由Binder驱动填入的，无法被伪造，保证了身份标记的可靠性，由此可见Binder进程间通信机制进行是安全的。
4.Binder之间的数据行为关系
Client和Server使用Binder机制进行进程间通信时，通过分析Client发往Server的数据或者分析Server读取的Client的请求数据，便可以识别出Client的具体行为。
例如，当Client想要得到定位信息，请求LocationServer获取定位数据时，会访问LocationServer的ILocationManager接口，发往LocationServer中的有效负载数
据中包含“android.location.ILocationManager”字符串。所以我们分析LocationServer读取的Client发来的请求数据，判断其中是否包含“android.location.ILocationManager”，
我们就可以知道Client是否正在试图访问用户的地理位置信息。
由于Android系统中每个应用程序都有自己唯一的UID，因此根据binder_transaction_data中的sender_uid，我们就可以获取Client具体代表的应用程序。这样
就获得了具体软件的具体行为。
通过对Android系统的分析，我们发现：虽然系统提供的服务多达几十种，但是实际上只有三个Server进程负责管理
Android系统Server进程与管理的服务
服务进程 管理的服务
com.android.phone 与通信功能相关的短信、电话服务
mediaserver 与媒体功能相关的视频、音频服务
system_server 其他服务，如地理位置、蓝牙、网络连接、程序安装卸载等