[Android]文件描述符的binder传送
在android中，通过传送文件描述符来实现文件数据共享是个很强大的功能，binder对文件描述符的传送进行了支持。
在 Android 中，Binder 是进程间通信（IPC）的核心机制，而文件描述符（File Descriptor, FD）的跨进程传递是一个关键功能。由于文件描述符是进程内局部资源（不同进程中相同的 FD 值可能指向不同的文件），直接传递 FD 的整数值是无效的。Binder 通过内核驱动和 Parcel 机制实现了 FD 的安全跨进程传递。
1. 基本原理
Binder 传递文件描述符的核心原理是 FD 的复制与重映射：
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发送进程将 FD 写入
Parcel，Binder 驱动会将该 FD 转换为对内核中文件对象（struct file）的引用。 -
接收进程从
Parcel中读取时，Binder 驱动会在接收进程中创建一个新的 FD，并指向同一个内核文件对象。 -
内核通过引用计数管理文件对象，确保文件资源在所有进程关闭 FD 后才会释放。
2. 实现步骤
2.1 发送方（服务端）
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创建
ParcelFileDescriptor：将原始 FD 包装为 Android 提供的对象。java
复制
ParcelFileDescriptor pfd = ParcelFileDescriptor.fromFd(rawFd);
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将 FD 写入
Parcel：通过Parcel.writeFileDescriptor()方法。java
复制
Parcel data = Parcel.obtain(); data.writeFileDescriptor(pfd.getFileDescriptor());
2.2 Binder 驱动处理
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Binder 驱动解析
Parcel中的 FD，将其转换为对内核文件对象的引用，并记录在binder_transaction_data结构体中。 -
在接收进程的内核空间，驱动为该文件对象创建新的 FD，并映射到接收进程的 FD 表中。
2.3 接收方（客户端）
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从
Parcel读取 FD：使用Parcel.readFileDescriptor()。java
复制
Parcel reply = Parcel.obtain(); ParcelFileDescriptor pfd = reply.readFileDescriptor();
-
获取原始 FD：通过
ParcelFileDescriptor对象。java
复制
int receivedFd = pfd.getFileDescriptor();
3. 关键类与 API
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ParcelFileDescriptor：Android 提供的类，封装 FD 并支持跨进程传递。 -
Parcel.writeFileDescriptor()/Parcel.readFileDescriptor()：序列化和反序列化 FD 的核心方法。 -
FileDescriptor：Java 层对原始 FD 的抽象。
4. 注意事项
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资源管理：
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必须显式关闭 FD：发送方和接收方需要各自调用
ParcelFileDescriptor.close()，避免资源泄漏。 -
使用
try-with-resources（Java）或use（Kotlin）确保自动关闭。kotlin
复制
pfd.use { fd -> // 使用 fd }
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权限控制：
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接收进程需有访问文件的权限（如通过
ContentProvider或文件路径权限授予）。 -
Binder 仅传递 FD，不检查文件路径权限，需确保逻辑安全。
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跨进程稳定性：
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ParcelFileDescriptor实现了Parcelable，可安全跨进程传递。 -
在 AIDL 接口中直接使用
ParcelFileDescriptor类型：java
复制
interface IMyService { void sendFile(in ParcelFileDescriptor pfd); }
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5. 底层机制
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Binder 驱动：在
binder_transaction()函数中处理 FD 数组（fd_array），通过dup_fd_to_user()和task_get_unused_fd_flags()在接收进程创建新 FD。 -
内核对象引用：传递的 FD 实际指向内核的
struct file，通过增加引用计数避免提前释放。
6. 示例代码
服务端发送 FD
java
复制
// 打开文件获取 FD
FileInputStream fis = new FileInputStream("test.txt");
ParcelFileDescriptor pfd = ParcelFileDescriptor.fromFd(fis.getFD());
// 通过 Binder 传递
Parcel data = Parcel.obtain();
data.writeFileDescriptor(pfd.getFileDescriptor());
binder.transact(TRANSFER_FD, data, null, 0);
客户端接收 FD
java
复制
@Override
public boolean onTransact(int code, Parcel data, Parcel reply, int flags) {
if (code == TRANSFER_FD) {
ParcelFileDescriptor pfd = data.readFileDescriptor();
// 使用 pfd 操作文件
return true;
}
return super.onTransact(code, data, reply, flags);
}
总结
通过 Binder 传递文件描述符，本质是借助内核将 FD 转换为对文件对象的引用，并在接收进程重新映射为新 FD。开发者需关注 ParcelFileDescriptor 的使用、资源释放和权限控制，确保跨进程文件访问的安全性与稳定性。
hal层文件描述符
数据类型 | Android Open Source Project
hal文件中定义为handle类型，
java层使用android.os.NativeHandle
hal层使用android::hardware::hidl_handle的data[0] 即为对应的fd
句柄和内存
Android 11 引入了对 handle 和 memory 类型的 Java 支持。这两种类型分别转换为 android.os.NativeHandle 和 android.os.HidlMemory。null 句柄会被视为有效，而 null 内存则不会。
在生成的服务器代码中，接收的内存和句柄参数仅在方法调用范围内有效。如果服务器实现希望延长其生命周期，则必须使用其各自的 dup() 方法进行复制。返回的实例可在方法调用范围之外使用，且应在使用后正确关闭。
在生成的客户端代码中，作为调用的方法的输入参数发送的句柄和内存实例无需进行复制，也无需在方法返回后保持有效状态。但是，作为输出参数接收的句柄和内存实例将由自动生成的代码自动复制，且必须在复制完成后正确关闭。无论这些返回参数显示为方法的返回值（在存在单个返回值的情况下），还是使用同步回调样式（用于存在多个返回值的情况），均是如此。
如需详细了解复制与关闭，请参阅 Java 类文档