本文包含内容如下：
- 实现一个客户端调用远程服务的Demo，包括添加书籍addBook，获取书籍getBookList功能
- 在Demo基础上分析AIDL底层通过Binder来实现跨进程通信的流程
如果文中有不正确的地方还望指出，不要误人误己，感谢。学习自《Android开发艺术探索》
实现Demo
实现步骤：
- 定义Bean
- 定义AIDL接口
- 定义远程Service实现AIDL接口
- 客户端调用远程服务
Setp1 定义Bean：
说明：
AIDL接口支持的数据类型：
- 基本数据类型：int long char boolean double
- String和CharSequence
- List：只支持ArrayList，里面的每个元素都必须能够被AIDL支持
- Map：只支持HashMap，里面的每个元素都必须被AIDL支持，包括key和value
- Parcelable：所有实现了Parcelable接口的对象
- AIDL：所有的AIDL接口本身也可以在AIDL文件中使用
Book.java，实现了Parcelable接口
public class Book implements Parcelable {
private String bookName;
private int bookId;
public Book(String bookName, int bookId) {
this.bookName = bookName;
this.bookId = bookId;
}
protected Book(Parcel in) {
bookName = in.readString();
bookId = in.readInt();
}
public String getBookName() {
return bookName;
}
public void setBookName(String bookName) {
this.bookName = bookName;
}
public int getBookId() {
return bookId;
}
public void setBookId(int bookId) {
this.bookId = bookId;
}
public static final Creator<Book> CREATOR = new Creator<Book>() {
@Override
public Book createFromParcel(Parcel in) {
return new Book(in);
}
@Override
public Book[] newArray(int size) {
return new Book[size];
}
};
@Override
public int describeContents() {
return 0;
}
@Override
public void writeToParcel(Parcel dest, int flags) {
dest.writeString(bookName);
dest.writeInt(bookId);
}
@Override
public String toString() {
return "Book{" +
"bookName='" + bookName + '\'' +
", bookId=" + bookId +
'}';
}
}
Setp2 定义AIDL接口：
说明：
-
在AIDL中定义Parcelable和AIDL对象必须显示的import进来，不管他们是否位于和当前的AIDL文件位于同一个包内
-
如果AIDL文件中用到了自定义的Parcelable对象，那么必须新建一个和它同名的AIDL文件，并在其中声明它为Parcelable类型
package com.thc.binderdemo parcelable Book; -
AIDL中除了基本数据类型，其他类型的参数必须标上方向：in（输入型参数）、out（输出型参数）、或者inout（输入输出型参数）
-
AIDL只支持方法，不支持声明静态常量
所以我们除了定义IBookManager.aidl文件外还要定义Book.aidl，尽管它内部只是声明了parcelable Book
Book.aidl
// Book.aidl
package com.thc.binderdemo;
parcelable Book;
IBookManager.aidl
// IBookManager.aidl
package com.thc.binderdemo;
// Declare any non-default types here with import statements
import com.thc.binderdemo.Book;
import com.thc.binderdemo.IOnNewBookArrivedListener;
interface IBookManager {
List<Book> getBookList();
void addBook(in Book book);
void registerListener(IOnNewBookArrivedListener listener);
void unregisterListener(IOnNewBookArrivedListener listener);
}
Setp3 定义远程Service实现AIDL接口：
MyRemoteService.java
用到了CopyOnWriteArrayList，看注释即可
public class MyRemoteService extends Service {
/**
* 因为AIDL方法是在服务端的Binder线程池中执行的，因此多个客户端同时连接的时候会存在多个线程同时访问的情形，所以我们要在AIDL方法中处理线程同步。
* CopyOnWriteArrayList支持并发读/写，和CopyOnWriteArrayList相似的还有ConcurrentHashMap
* AIDL中能够使用的List只有ArrayList，但是这里使用了CopyOnWriteArrayList（不继承ArraryList），这里为什么能够工作呢？
* 因为 AIDL 中所支持的是抽象的List，而List只是一个接口，因此虽然服务端返回的是CopyOnWriteArrayList，
* 但是再Binder中会按照List的规范去访问数据并最终形成一个新的ArrayList返回给客户端。
*
*/
CopyOnWriteArrayList<Book> copyOnWriteArrayList = new CopyOnWriteArrayList<>();
public MyRemoteService() {
}
@Override
public void onDestroy() {
super.onDestroy();
}
@Override
public void onCreate() {
super.onCreate();
//在Service创建后先添加两本书
copyOnWriteArrayList.add(new Book("三国演义", 0));
copyOnWriteArrayList.add(new Book("水浒传", 1));
}
@Override
public IBinder onBind(Intent intent) {
return mBinder;
}
private Binder mBinder = new IBookManager.Stub() {
@Override
public List<Book> getBookList() throws RemoteException {
return copyOnWriteArrayList;
}
@Override
public void addBook(Book book) throws RemoteException {
copyOnWriteArrayList.add(book);
}
};
}
在AndroidManifest.xml中定义：
<service
android:name=".MyRemoteService"
android:enabled="true"
android:exported="true"
android:process=":remote" />
Setp3 客户端调用远程服务：
客户端通过bindService来绑定远程服务，绑定成功后将服务端返回的Binder对象转成AIDL接口，然后就可以通过这个接口去调用服务端的远程方法了。
public void bindRemoteService(View view) {
connection = new ServiceConnection() {
@Override
public void onServiceConnected(ComponentName name, IBinder service) {
iBookManager = IBookManager.Stub.asInterface(service);
try {
List<Book> bookList = iBookManager.getBookList();
Log.e("result", bookList.get(0).getBookName() + "--" + bookList.get(1).getBookName());
} catch (RemoteException e) {
e.printStackTrace();
}
}
@Override
public void onServiceDisconnected(ComponentName name) {
}
};
bindService(new Intent(this, MyRemoteService.class), connection, BIND_AUTO_CREATE);
}
当然AIDL的使用不止这些内容，还有通过RemoteCallbackList实现一个观察者模式、远程服务死亡处理、权限验证等
Binder工作原理
从Android应用层来讲，Binder是客户端和服务端进行通信的媒介，当bindService的时候，服务端会返回一个包含了服务端业务调用的Binder对象，通过这个Binder对象，客户端就可以获取服务端提供的服务或者数据，这里的服务包括普通服务和AIDL服务。
所以AIDL的底层通信就是通过Binder来实现的。
分析步骤如下：
- 分析根据AIDL生成的Binder类
- Binder工作机制流程
Setp1 分析根据AIDL生成的Binder类：
在创建AIDL之后，SDK会自动给我们生成AIDL对应的Binder类，比如根据我们上述的IBookManager.adil生成的IBookManager.java这个Binder类。代码如下：
package com.thc.binderdemo;
public interface IBookManager extends android.os.IInterface {
/**
* Local-side IPC implementation stub class.
*/
public static abstract class Stub extends android.os.Binder implements com.thc.binderdemo.IBookManager {
private static final java.lang.String DESCRIPTOR = "com.thc.binderdemo.IBookManager";
/**
* Construct the stub at attach it to the interface.
*/
public Stub() {
this.attachInterface(this, DESCRIPTOR);
}
/**
* Cast an IBinder object into an com.thc.binderdemo.IBookManager interface,
* generating a proxy if needed.
*/
public static com.thc.binderdemo.IBookManager asInterface(android.os.IBinder obj) {
if ((obj == null)) {
return null;
}
android.os.IInterface iin = obj.queryLocalInterface(DESCRIPTOR);
if (((iin != null) && (iin instanceof com.thc.binderdemo.IBookManager))) {
return ((com.thc.binderdemo.IBookManager) iin);
}
return new com.thc.binderdemo.IBookManager.Stub.Proxy(obj);
}
@Override
public android.os.IBinder asBinder() {
return this;
}
@Override
public boolean onTransact(int code, android.os.Parcel data, android.os.Parcel reply, int flags) throws android.os.RemoteException {
switch (code) {
case INTERFACE_TRANSACTION: {
reply.writeString(DESCRIPTOR);
return true;
}
case TRANSACTION_getBookList: {
data.enforceInterface(DESCRIPTOR);
java.util.List<com.thc.binderdemo.Book> _result = this.getBookList();
reply.writeNoException();
reply.writeTypedList(_result);
return true;
}
case TRANSACTION_addBook: {
data.enforceInterface(DESCRIPTOR);
com.thc.binderdemo.Book _arg0;
if ((0 != data.readInt())) {
_arg0 = com.thc.binderdemo.Book.CREATOR.createFromParcel(data);
} else {
_arg0 = null;
}
this.addBook(_arg0);
reply.writeNoException();
return true;
}
}
return super.onTransact(code, data, reply, flags);
}
private static class Proxy implements com.thc.binderdemo.IBookManager {
private android.os.IBinder mRemote;
Proxy(android.os.IBinder remote) {
mRemote = remote;
}
@Override
public android.os.IBinder asBinder() {
return mRemote;
}
public java.lang.String getInterfaceDescriptor() {
return DESCRIPTOR;
}
@Override
public java.util.List<com.thc.binderdemo.Book> getBookList() throws android.os.RemoteException {
android.os.Parcel _data = android.os.Parcel.obtain();
android.os.Parcel _reply = android.os.Parcel.obtain();
java.util.List<com.thc.binderdemo.Book> _result;
try {
_data.writeInterfaceToken(DESCRIPTOR);
mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_getBookList, _data, _reply, 0);
_reply.readException();
_result = _reply.createTypedArrayList(com.thc.binderdemo.Book.CREATOR);
} finally {
_reply.recycle();
_data.recycle();
}
return _result;
}
@Override
public void addBook(com.thc.binderdemo.Book book) throws android.os.RemoteException {
android.os.Parcel _data = android.os.Parcel.obtain();
android.os.Parcel _reply = android.os.Parcel.obtain();
try {
_data.writeInterfaceToken(DESCRIPTOR);
if ((book != null)) {
_data.writeInt(1);
book.writeToParcel(_data, 0);
} else {
_data.writeInt(0);
}
mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_addBook, _data, _reply, 0);
_reply.readException();
} finally {
_reply.recycle();
_data.recycle();
}
}
}
static final int TRANSACTION_getBookList = (android.os.IBinder.FIRST_CALL_TRANSACTION + 0);
static final int TRANSACTION_addBook = (android.os.IBinder.FIRST_CALL_TRANSACTION + 1);
}
public java.util.List<com.thc.binderdemo.Book> getBookList() throws android.os.RemoteException;
public void addBook(com.thc.binderdemo.Book book) throws android.os.RemoteException;
}
注释：
IBookManager2.png
- 这是根据我们IBookManager.aidl生成的对应的IBookManager.java这个类，它继承了IInterface这个接口，同时自己也是一个接口，所有可以在Binder中传输的接口都需要继承IInterface接口
- 声明了两个方法getBookList和addBook，这是在IBookManager.aidl中声明的方法
- 同时声明了两个整型的id分别标识这两个方法
- 声明了一个内部类Stub，Stub是一个Binder类，当客户端和服务端位于同一个进程时，方法调用不会走跨进程的transact过程，两者位于不同进程时，方法调用需要走transact过程，这个逻辑由Stub的内部代理类Proxy来完成
- 核心是内部类Stub和Stub的内部代理Proxy
声明的内容注释：
- DESCRIPTOR：Binder的唯一标识一般用Binder的类名标识
- asInterface()：将服务端的Binder对象转换成客户端所需要的AIDL接口类型的对象，这种转换过程是需要区分进程的，如果客户端和服务端位于同一进程，那么此方法返回的是服务端的Stub对象本身，否则返回的是系统封装后的Stub.Proxy对象
- asBinder()：此方法用于返回当前Binder对象
- onTransact()：这个方法运行在服务端的Binder线程池中，当客户端发起跨进程请求时，远程请求会通过底层封装后交给此方法来处理
- Proxy#getBookList/addBook：这个方法运行在客户端
注意：
- 客户端发起请求时，由于当前线程会被挂起知道服务端进程返回数据，所以如果一个远程方法是耗时的，那么不能再UI线程发起此次远程请求
- 由于服务端的Binder方法运行在Binder线程池中，所以Binder方法不管是耗时都应该采用同步的方式去实现，因为它已经运行在一个线程中了
Setp2 Binder工作机制流程：
-
定义AIDL，SDK根据我们定义的AIDL文件生成对应的Binder类
-
在客户端通过bindService调用远程服务，在生成的Binder类内部根据是否处于同一个进程，将服务端的Binder对象转换成客户端所需要的AIDL接口类型的对象，返回给客户端
-
客户端拿到Binder对象就可以调用服务端的方法，比如调用了getBookList这个方法
-
进入getBookList方法中执行顺序如下：
-
创建该方法所需要的输入型Parcel对象_data、输出型Parcel对象_reply和返回值对象List;
-
把该方法的参数信息写入_data中（如果有参数的话）
-
调用transact方法来发起RPC（远程过程调用）请求，同时当前线程挂起（在此之前的操作还是在客户端线程，从下一步开始在服务端Binder线程池执行）
//transact调用示例 @Override public java.util.List<com.thc.binderdemo.Book> getBookList() throws android.os.RemoteException { android.os.Parcel _data = android.os.Parcel.obtain(); android.os.Parcel _reply = android.os.Parcel.obtain(); java.util.List<com.thc.binderdemo.Book> _result; try { _data.writeInterfaceToken(DESCRIPTOR); /** *Stub.TRANSACTION_getBookList 标识方法的int值 *_data ： 方法需要的参数 *_reply： 结果 */ mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_getBookList, _data, _reply, 0); _reply.readException(); _result = _reply.createTypedArrayList(com.thc.binderdemo.Book.CREATOR); } finally { _reply.recycle(); _data.recycle(); } return _result; } -
服务端的onTransact方法会被调用，直到RPC过程返回后，当前线程继续执行，并从_reply中取出RPC过程的返回结果
//onTransact调用示例 @Override public boolean onTransact(int code, android.os.Parcel data, android.os.Parcel reply, int flags) throws android.os.RemoteException { switch (code) { case INTERFACE_TRANSACTION: { reply.writeString(DESCRIPTOR); return true; } /** * onTransact调用示例： * * 1. 根据方法标识的值，判断客户端调用的是哪个方法 * 2. 取出参数data（该方法没有用到，在addBook中有用到） * 3. 将返回的结果写到reply中 * 4. 最后有个boolean类型的返回值，如果返回false，客户端的请求就会失败，可以利用这里来做权限验证 */ case TRANSACTION_getBookList: { data.enforceInterface(DESCRIPTOR); java.util.List<com.thc.binderdemo.Book> _result = this.getBookList(); reply.writeNoException(); reply.writeTypedList(_result); return true; } case TRANSACTION_addBook: { data.enforceInterface(DESCRIPTOR); /** * 取出参数data来作为参数去执行目标方法 */ com.thc.binderdemo.Book _arg0; if ((0 != data.readInt())) { _arg0 = com.thc.binderdemo.Book.CREATOR.createFromParcel(data); } else { _arg0 = null; } this.addBook(_arg0); reply.writeNoException(); return true; } } return super.onTransact(code, data, reply, flags); } -
返回_reply中的结果
-
一图解千愁
binder.jpg
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