我們知道，傳統(tǒng)的IPC方式傳遞大塊內(nèi)存時，一般使用共享內(nèi)存的方式。在Android Binder IPC中，有著自己獨特的跨進(jìn)程傳遞方式。它也同樣，避免了內(nèi)存拷貝的方式，可以讓內(nèi)存基址和偏移在進(jìn)程間不斷而且方便的傳遞。Android傳遞大內(nèi)存塊的方式稍有不同，這些大內(nèi)存塊往往位于特定的設(shè)備文件中，如pmem和ashmem（匿名共享內(nèi)存:Anonymous Shared Memory），當(dāng)然，也支持共享使用其它特定設(shè)備的緩沖區(qū)。pmem和ashmem就是Android在Linux內(nèi)核中虛擬出的兩個設(shè)備，前者是物理連續(xù)的大塊內(nèi)存區(qū)域，通常大小在8MB~16MB之間，不同的硬件平臺或產(chǎn)品對其定義不同，它也位于系統(tǒng)的RAM中，不由內(nèi)核的mm管理，而是劃歸給虛擬的設(shè)備pmem來管理，用戶空間通過設(shè)備文件與其交互，一般用于Camera；后者原理與前者相同，也是通過設(shè)備文件使用，但它可能物理上不連續(xù)，大小也通常小些，作為普通的共享之用。在使用之前，必須調(diào)用mmap將設(shè)備緩沖區(qū)映射到系統(tǒng)的進(jìn)程內(nèi)存空間。

具體實現(xiàn)則是通過libbinder.so庫中的IMemory、IMemoryHeap、MemoryHeapBase、MemoryHeapPmem等類實現(xiàn)的。將某個設(shè)備（如pmem或ashmem）管理的內(nèi)存映射（mmap）到系統(tǒng)的進(jìn)程內(nèi)存空間，這塊內(nèi)存稱為內(nèi)存堆（MemeoryHeap）

IMemoryHeap定義了獲取內(nèi)存堆信息的接口，這個內(nèi)存堆的信息有：HeapID（亦即設(shè)備文件描述符）、經(jīng)過mmap映射到進(jìn)程空間的基址、內(nèi)存堆大小以及訪問標(biāo)志?？梢允褂孟旅嫠膫€API來獲得它們的值：

virtual int getHeapID() const = 0;

virtual void* getBase() const = 0;

virtual size_t getSize() const = 0;

virtual uint32_t getFlags() const = 0;

Client側(cè)調(diào)用接口類實際上調(diào)用到子類BpMemoryHeap對象。經(jīng)Binder跨進(jìn)程后，請求由server側(cè)的子類MemoryHeapBase或MemoryHeapPmem完成。類的繼承關(guān)系圖如下：

IMemoryHeap接口中定義的四個純虛函數(shù)由子類BpMemoryHeap中重載實現(xiàn)，它們均是直接返回對應(yīng)的成員的值（見圖中的BpMemeoryHeap，上面有四個私有成員變量，下面有四個共有成員函數(shù)）。不過在返回之前，都調(diào)用了映射函數(shù)assertMapped確保已經(jīng)映射：

void BpMemoryHeap::assertMapped() const

{

if (mHeapId == -1) {//在還沒有映射的情況下才執(zhí)行下面代碼

sp<IBinder> binder(const_cast<BpMemoryHeap*>(this)->asBinder());//asBinder實際調(diào)用的是remote()，也就是得到BpBinder對象

sp<BpMemoryHeap> heap(static_cast<BpMemoryHeap*>(find_heap(binder).get()));//通過binder在cache緩存中找到對應(yīng)的BpMemoryHeap對象，然后調(diào)用下面一行進(jìn)行真正的映射

heap->assertReallyMapped();//進(jìn)行真正的映射

if (heap->mBase != MAP_FAILED) {//沒有出錯則繼續(xù)

Mutex::Autolock _l(mLock);

if (mHeapId == -1) {//還沒有更新base，size和heapID等信息，則更新它們

mBase = heap->mBase;

mSize = heap->mSize;

android_atomic_write( dup( heap->mHeapId ), &mHeapId );

}

} else {

// something went wrong

free_heap(binder);

}

}

}

見代碼注釋，只有在還沒有映射的情況下才進(jìn)行映射，判斷的依據(jù)是文件描述符是否為-1。首先獲取對應(yīng)的BpBinder對象，然后在全局的cache中查詢BpMemoryHeap對象，接著調(diào)用BpMemoryHeap對象的assertReallyMapped進(jìn)行真正的映射。

全局緩存cache(即類HeapCache)中維護(hù)著一個鍵值表，它是從Bpinder對象的弱指針到heap_info_t結(jié)構(gòu)體的映射：

struct heap_info_t {

sp<IMemoryHeap> heap;

int32_t count; //使用計數(shù)

};

KeyedVector< wp<IBinder>, heap_info_t > mHeapCache;

HeapCache的find_heap函數(shù)首先查詢其鍵值表，若找到則直接返回BpMemoryHeap對象強(qiáng)指針，并將使用計數(shù)加1；若沒找到，則創(chuàng)建一個BpMemoryHeap對象，并將其添加到表項中：

heap_info_t info;

info.heap = interface_cast<IMemoryHeap>(binder); //以binder創(chuàng)建一個BpMemoryHeap對象

info.count = 1;

//LOGD(“adding binder=%p, heap=%p, count=%d”,

// binder.get(), info.heap.get(), info.count);

mHeapCache.add(binder, info);

return info.heap;

也就是說，在使用IMemoryHeap也就是創(chuàng)建其子類對象時，不是直接使用interface_cast<IMemoryHeap>(binder)進(jìn)行創(chuàng)建，而是首先在cache中查詢；若沒有查到，才進(jìn)行創(chuàng)建。也就是確保內(nèi)存堆代理BpMemoryHeap對象在一個進(jìn)程中的唯一性。當(dāng)多次使用到某個內(nèi)存堆代理時，有使用計數(shù)維護(hù)引用次數(shù)。這樣做的目的是確保只對設(shè)備文件進(jìn)行一次mmap映射。從assertMapped調(diào)用assertReallyMapped就可以看出來：

void BpMemoryHeap::assertReallyMapped() const

{

if (mHeapId == -1) {

Parcel data, reply;

data.writeInterfaceToken(IMemoryHeap::getInterfaceDescriptor());

status_t err = remote()->transact(HEAP_ID, data, &reply);

int parcel_fd = reply.readFileDescriptor();//從對方獲取設(shè)備文件描述符，通常文件描述符不能跨進(jìn)程，但Android的Binder IPC在Linux內(nèi)核中做了特殊處理，使它們共享內(nèi)核中的file節(jié)點，因此可以跨進(jìn)程。

ssize_t size = reply.readInt32();//得到設(shè)備內(nèi)存大小

uint32_t flags = reply.readInt32();//訪問標(biāo)志

LOGE_IF(err, “binder=%p transaction failed fd=%d, size=%ld, err=%d (%s)”,

asBinder().get(), parcel_fd, size, err, strerror(-err));

int fd = dup( parcel_fd ); //復(fù)制一個文件描述符

LOGE_IF(fd==-1, “cannot dup fd=%d, size=%ld, err=%d (%s)”,

parcel_fd, size, err, strerror(errno));

int access = PROT_READ;

if (!(flags & READ_ONLY)) {

access |= PROT_WRITE;

}//若沒有只寫明確規(guī)定是只讀，則加上寫標(biāo)志

Mutex::Autolock _l(mLock);

if (mHeapId == -1) {//再次確保還沒有映射

mRealHeap = true;

mBase = mmap(0, size, access, MAP_SHARED, fd, 0);//映射到內(nèi)存空間

if (mBase == MAP_FAILED) {//出錯，則給出log信息

LOGE(“cannot map BpMemoryHeap (binder=%p), size=%ld, fd=%d (%s)”,

asBinder().get(), size, fd, strerror(errno));

close(fd);

} else {//成功，更新其余三個成員信息

mSize = size;

mFlags = flags;

android_atomic_write(fd, &mHeapId);

}

}

}

}

可見，它從對方得到相關(guān)信息后，在本進(jìn)程空間重新進(jìn)行mmap映射。

在server側(cè)，類MemoryHeapBase負(fù)責(zé)處理來自Client側(cè)的請求，它有多個構(gòu)造函數(shù)，當(dāng)沒有指定設(shè)備文件名稱或設(shè)備文件描述符時，它就默認(rèn)使用ashmem上的內(nèi)存，否則使用指定的設(shè)備文件的內(nèi)存。在這些構(gòu)造函數(shù)中，首先檢查并確保size是頁對齊的，然后調(diào)用打開設(shè)備文件（若還沒有文件描述符fd的話），再調(diào)用mapfd成員函數(shù)對設(shè)備文件進(jìn)行mmap映射。

若使用的是pmem，則由MemoryHeapBase的子類MemoryHeapPmem來處理。當(dāng)然，平臺開發(fā)商也可以編寫其它子類，來實現(xiàn)對其它內(nèi)存設(shè)備的支持。

在libbinder庫中，還有類MemoryDealer這個類用來進(jìn)行內(nèi)存分配管理，它包含一個內(nèi)存分配器SimpleBestFitAllocator，所分配的內(nèi)存塊為Allocation（繼承自MemoryBase），但是當(dāng)前還沒有使用它們。

一個內(nèi)存堆上，往往可以分為多個區(qū)域以供調(diào)用者使用，如Camera預(yù)覽中的圖像的一楨。IMemory就代表中內(nèi)存堆中的這塊內(nèi)存區(qū)域?？梢杂扇齻€變量來確定它：在哪個MemoryHeap、在堆中的偏移量offset和大小size。我們可以通過getMemory函數(shù)獲得該內(nèi)存區(qū)域的這三樣信息：

sp<IMemoryHeap> getMemory(ssize_t* offset=0, size_t* size=0) const

偏移量offset和大小size通過修改實參傳回，而MemoryHeap則通過函數(shù)返回。為方便起見，IMemory還提供了三個方便使用的輔助函數(shù)：通過fastPointer或pointer直接得到指向內(nèi)存塊的指針，通過size函數(shù)可以得到內(nèi)存塊大小。

不管是內(nèi)存堆MemoryHeapBase還是其子類，以及其里面的內(nèi)存區(qū)域，均由使用者創(chuàng)建。如如CameraService依賴于Camera硬件來實現(xiàn)各項功能，這就是平臺廠商實現(xiàn)的CameraHardeInterface的子類（如有的平臺使用的是V4L2，對應(yīng)的子類是CameraHardwareV4L2）。在Camera硬件實現(xiàn)中，一般都需要創(chuàng)建MemoryHeapBase和MemoryBase對象，即server側(cè)對象。Camera的使用者（如應(yīng)用程序）在Client側(cè)通過調(diào)用，將得到接口對象強(qiáng)指針，實際指向前述BpXXX（即IMemoryHeap和IMemory的子類：BpMemoryHeap和BpMemory）對象。Client側(cè)在在自己的進(jìn)程里進(jìn)行內(nèi)存映射后，通過對應(yīng)接口API就可以得到heapID，base基址和偏移量offset，于是就可以對數(shù)據(jù)（如預(yù)覽、拍照和錄像的數(shù)據(jù)）進(jìn)行自己的處理了。因此，在server和client側(cè)，它們基址多半不同，但都映射到同一設(shè)備的內(nèi)存上，如pmem中的一塊內(nèi)存。這樣，就實現(xiàn)了大塊內(nèi)存的共享。也就是說，跨進(jìn)程傳遞的過程，實際是傳遞設(shè)備文件描述符、基址和偏移量等信息的過程。