MemoryFile 共享内存原理分析

Android 上层提供了一些内存共享工具类，比如 MemoryFile。你使用过吗？知道它的实现原理吗？

MemoryFile 是 Java 层对 Ashmem 的一个封装，下面来一起学习 MemoryFile，掌握它的使用姿势和底层原理。

MemoryFile 使用方法大致如下：

「进程 A 中申请一块共享内存写入数据，并准备好文件描述符：」

「进程 B 中通过 binder 拿到 A 进程中准备好的文件描述符，然后直接读取数据：」

如上代码所示，使用起来和文件读写一样很简单，但我们不能只停留在仅会使用的浅显层面。接着来看 MemoryFile 是怎么从 Java API 调用到 Ashmem 驱动函数的，先来看 MemoryFile 的构造函数：

可以看到构造 MemoryFile 时通过 SharedMemory create 方法申请了一块匿名共享内存，SharedMemory create 方法中调用了 nCreate native 方法：

对应的 native 实现在 android_os_SharedMemory.cpp 中，实现如下：

接着来看 ashmem_create_region 方法，它的对应实现在 ashmem-dev.cpp 中，如下：

如上设置 Ashmem 名字执行了 ioctl 系统调用， 它会进一步调用到「ashmem_ioctl」驱动函数。接着来看 __ashmem_open 方法：

进一步调用到 __ashmem_open_locked 方法，如下：

在 __ashmem_open_locked 方法中调用了 open() 系统调用，和 ioctl 一样，对应到 Ashmem 设备驱动函数了，即「ashmem_open」驱动函数。

通过上面的分析知道 Ashmem 驱动的 ashmem_open 函数是由 SharedMemory 的 create 方法触发一步一步调用到的，期间还调用了 ashmem_ioctl 函数。

而 ashmem_mmap 驱动函数是通过 SharedMemory 的 mapReadWrite 方法触发，下面来分析这个过程：

比较关键的是 mFileDescriptor，它是执行 SharedMemory create 方法申请匿名共享内存后，返回的文件描述符。继续来跟踪 mmap 调用：

Libcore 中使用 BlockGuardOs 对 Linux 进行了一层包装，但实际还是通过 Linux 来执行的，最后调用到 Linux 中的 native mmap 方法，native 中对应的实现是 mmap.cpp：

到此为止，由 SharedMemory 的 mapReadWrite 方法调用到 native mmap 函数，传递的关键参数是文件描述符，后续它将这样调用到 ashmem_mmap：

通过 fd 可以找到所属设备，也就是 Ashmem 设备

调用 Ashmem 设备的 ashmem_mmap 驱动函数

关键代码如下：

file 代表文件或设备驱动，这里指的就是 Ashmem 设备，f_op 就是 Ashmem 设备驱动函数集，也就是注册的 Ashmem 设备描述，至此便是 ashmem_mmap 驱动函数的调用过程。

最后

搭配上篇《Android 匿名共享内存 Ashmem 驱动浅析》，相信你对 Android 共享内存知识点一定有了更多的了解。

来思考一个问题，共享内存有什么适用场景呢？如何使用 MemoryFile 等共享内存工具类优化我们的程序性能呢？