【漫画技术】Android跨进程通信

作者: silencezwm | 来源:发表于2017-10-27 10:20 被阅读198次

类型	描述	用时
选题	silencezwm	0.5小时
写作时间	2017年10月25日	5.5小时
审稿	silencezwm、Mya婷婷	2小时
校对上线	silencezwm	1小时

Tips:4个环节，共计约9小时的精心打磨完成上线，同时也非常感谢参与审稿的同学。

原文链接：
https://juejin.im/post/59f32fd5f265da43346f2a99

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看漫画，涨薪资(￥) >>>【小猪的传奇一生】：

小猪的传奇一生

该漫画描述了小猪仔出生后，就生活在猪圈中，快乐的成长着。有一天，小猪长大了，屠宰场的老板就会通过船将肥猪运输过来进行屠宰，然后将猪肉销往世界各地。

看完该漫画后，是不是觉得小猪仔的一生有点小悲凉，要怪就怪可恶的人类，无肉不欢，哈哈。

精彩的漫画背后，总隐藏着一丝丝技术的小知识。本文将为你介绍“Android跨进程通信”的相关知识，通过本文的学习，你可以了解到:

一、单进程通信与多进程通信之间的区别

二、跨进程通信常见的五种实现方式

三、跨进程通信的注意事项

一、单进程通信与多进程通信之间的区别

概念普及:IPC（Inter-Process Communication）机制，即进程间通信或者跨进程通信机制，是指两个进程之间进行数据交换的过程。

1.1、单进程通信

在很久以前，小猪仔从生到死都是在猪圈中生活的，没有外来者的入侵。同样的，在Android开发中，默认情况下，程序运行后，都只是运行在一个以项目包名创建的主进程中(就好比猪圈)，例如

项目包名为：com.silencezwm.ipcdemo
默认进程名：com.silencezwm.ipcdemo

单进程通信就如:不同品类的猪仔(Android中不同的组件)在相同的猪圈(在同一进程中)中生活(运行)。

1.2、多进程通信

突然有一天，河流的右边来了一个商人，他发现河对岸有不少肥猪在游荡。于是，他发现了一个发家致富的机会，他在这里建了一个屠宰场。然后经常通过船将对岸的肥猪运送过来，进行屠宰，赚的盆满钵满。

这个就类似Android程序，本来只有一个进程在运行，但是因为产品提了个奇葩的需求，使得我们程序猿们不得不多开一个进程来实现该需求。

宝宝不开心

程序猿们一顿牢骚后，最后还是动手干活了。

他们在AndroidManifest.xml文件中相应的组件添加了android:process属性，并指定进程名。然后打开了两个Activity，但是BActivity被指定运行在新的进程，当程序跑起来后，此时可以看到有两个进程正在运行，如图:

两个进程正在运行

我们知道，在单进程中通信，组件间是可以随意进行通信，因为它们都处于同一个内存空间。那多进程之间是怎样通信的呢？

漫画中，屠宰场的老板通过船将河对岸的肥猪运送过来，就因为船的存在，该老板就可以跨越河流到达对岸。那么，Android跨进程通信中，我们也需要拥有同样功能的船，它就是Binder，通过Binder的中转，进程之间就能顺利的进行数据交换了。

跨进程通信

二、跨进程通信常见的五种实现方式

五种常见的实现方式可分为两大类:四大组件的跨进程通信和AIDL。

2.1、四大组件

Activity、Service、BroadcastReceiver、Content Provider四大组件只需要在AndroidManifest.xml文件相应的组件中添加android:process属性，并指定进程名。程序运行起来后，它们就会运行在不同的进程中，它们之间的通信，官方已经给我们做了非常好的封装，所以使用起来也非常方便，这里就不多做解释了。

2.2、AIDL

概念普及:AIDL（Android interface definition Language），即Android接口定义语言。

要想应用AIDL技术，就至少需要有两个进程存在，A进程通过定义的AIDL接口文件与B进程进行通信，具体的实现步骤如下:

1、准备两个进程：新建一个项目 IPCDemo，然后新建一个Module IPCClient，这样我们就准备好了两个进程，完成后的项目结构如图:

两个进程项目结构

2、创建AIDL文件：在服务端IPCDemo中新建一个AIDL接口文件:IMyAidlInterface.aidl，其中会默认实现basicTypes方法，然后我们再定义一个login方法，IMyAidlInterface.aidl完整代码如下；

package com.silencezwm.ipcdemo;

/**
 *  定义的AIDL接口文件
 */
interface IMyAidlInterface {
    /**
     *  AIDL默认实现的方法
     */
    void basicTypes(int anInt, long aLong, boolean aBoolean, float                     aFloat,double aDouble, String aString);

    /**
     *  定义了一个登录方法，包含用户名、密码两个参数
     */
    void login(String username, String password);

}

3、build项目：此时，Android Studio会自动为你生成一个继承自IInterface的java文件，IMyAidlInterface.java完整代码如下；

package com.silencezwm.ipcdemo;

/**
 * 定义的AIDL接口文件
 */
public interface IMyAidlInterface extends android.os.IInterface {
    /**
     * Local-side IPC implementation stub class.
     */
    public static abstract class Stub extends android.os.Binder implements com.silencezwm.ipcdemo.IMyAidlInterface {
        private static final java.lang.String DESCRIPTOR = "com.silencezwm.ipcdemo.IMyAidlInterface";

    /**
     * Construct the stub at attach it to the interface.
     */
    public Stub() {
        this.attachInterface(this, DESCRIPTOR);
    }

    /**
     * Cast an IBinder object into an   com.silencezwm.ipcdemo.IMyAidlInterface interface,
     * generating a proxy if needed.
     */
    public static com.silencezwm.ipcdemo.IMyAidlInterface asInterface(android.os.IBinder obj) {
        if ((obj == null)) {
            return null;
        }
        android.os.IInterface iin = obj.queryLocalInterface(DESCRIPTOR);
        if (((iin != null) && (iin instanceof com.silencezwm.ipcdemo.IMyAidlInterface))) {
            return ((com.silencezwm.ipcdemo.IMyAidlInterface) iin);
        }
        return new com.silencezwm.ipcdemo.IMyAidlInterface.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_basicTypes: {
                data.enforceInterface(DESCRIPTOR);
                int _arg0;
                _arg0 = data.readInt();
                long _arg1;
                _arg1 = data.readLong();
                boolean _arg2;
                _arg2 = (0 != data.readInt());
                float _arg3;
                _arg3 = data.readFloat();
                double _arg4;
                _arg4 = data.readDouble();
                java.lang.String _arg5;
                _arg5 = data.readString();
                this.basicTypes(_arg0, _arg1, _arg2, _arg3, _arg4, _arg5);
                reply.writeNoException();
                return true;
            }
            case TRANSACTION_login: {
                data.enforceInterface(DESCRIPTOR);
                java.lang.String _arg0;
                _arg0 = data.readString();
                java.lang.String _arg1;
                _arg1 = data.readString();
                this.login(_arg0, _arg1);
                reply.writeNoException();
                return true;
            }
        }
        return super.onTransact(code, data, reply, flags);
    }

    private static class Proxy implements com.silencezwm.ipcdemo.IMyAidlInterface {
        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;
        }

        /**
         * AIDL默认实现的方法
         */
        @Override
        public void basicTypes(int anInt, long aLong, boolean aBoolean, float aFloat, double aDouble, java.lang.String aString) throws android.os.RemoteException {
            android.os.Parcel _data = android.os.Parcel.obtain();
            android.os.Parcel _reply = android.os.Parcel.obtain();
            try {
                _data.writeInterfaceToken(DESCRIPTOR);
                _data.writeInt(anInt);
                _data.writeLong(aLong);
                _data.writeInt(((aBoolean) ? (1) : (0)));
                _data.writeFloat(aFloat);
                _data.writeDouble(aDouble);
                _data.writeString(aString);
                mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_basicTypes, _data, _reply, 0);
                _reply.readException();
            } finally {
                _reply.recycle();
                _data.recycle();
            }
        }

        /**
         * 定义了一个登录方法，包含用户名、密码两个参数
         */
        @Override
        public void login(java.lang.String username, java.lang.String password) throws android.os.RemoteException {
            android.os.Parcel _data = android.os.Parcel.obtain();
            android.os.Parcel _reply = android.os.Parcel.obtain();
            try {
                _data.writeInterfaceToken(DESCRIPTOR);
                _data.writeString(username);
                _data.writeString(password);
                mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_login, _data, _reply, 0);
                _reply.readException();
            } finally {
                _reply.recycle();
                _data.recycle();
            }
        }
    }

    static final int TRANSACTION_basicTypes = (android.os.IBinder.FIRST_CALL_TRANSACTION + 0);
    static final int TRANSACTION_login = (android.os.IBinder.FIRST_CALL_TRANSACTION + 1);
}

    /**
    * AIDL默认实现的方法
    */
    public void basicTypes(int anInt, long aLong, boolean aBoolean, float aFloat, double aDouble, java.lang.String aString) throws android.os.RemoteException;

    /**
    * 定义了一个登录方法，包含用户名、密码两个参数
    */
    public void login(java.lang.String username, java.lang.String password) throws android.os.RemoteException;
}

4、新建Service:继续在服务器端src/main/java/包名目录下新建一个Service，并在配置文件中注册，然后设置其action值为com.silencezwm.ipcdemo，以供客户端进行调用,并在Service内部创建一个内部类继承静态抽象类IMyAidlInterface.Stub，AidlService.java完整代码如下:

package com.silencezwm.ipcdemo;

import android.app.Service;
import android.content.Intent;
import android.os.IBinder;
import android.os.RemoteException;
import android.util.Log;

public class AidlService extends Service {

    private static final String TAG = AidlService.class.getName();

    public AidlService() {

    }

    @Override
    public IBinder onBind(Intent intent) {
        return new MyBinder();
    }

    class MyBinder extends IMyAidlInterface.Stub {

        @Override
        public void basicTypes(int anInt, long aLong, boolean aBoolean, float aFloat, double aDouble, String aString) throws RemoteException {
            Log.d(TAG, "=====:basicTypes");
        }

        @Override
        public void login(String username, String password) throws RemoteException {
            Log.d(TAG, "=====:login" + username + "==" + password);
        }
    }
}

5、拷贝aidl目录文件：至此，服务端的代码编写完成，接下来我们只需要完成客户端的调用代码即可。相当简单，首先把服务端aidl整个文件夹拷贝到客户端src/main目录下(至于拷贝的原因，稍后会进行阐述),然后build项目。此时，客户端、服务端就同时拥有AIDL相同的代码；

6、绑定服务端Service：在客户端你想要的地方通过服务端Service所在地的包名以及action来进行绑定，然后将Service连接成功后返回的IBinder对象，通过IMyAidlInterface.Stub.asInterface方法转换为我们定义的aidl对象，然后根据该对象调用我们所定义的方法即可完成整个通信过程，客户端MainActivity.java调用代码如下:

package com.silencezwm.ipcclient;

import android.content.ComponentName;
import android.content.Context;
import android.content.Intent;
import android.content.ServiceConnection;
import android.os.Bundle;
import android.os.IBinder;
import android.os.RemoteException;
import android.support.v7.app.AppCompatActivity;
import android.view.View;
import android.widget.Button;

import com.silencezwm.ipcdemo.IMyAidlInterface;

public class MainActivity extends AppCompatActivity implements View.OnClickListener {

    private Button mBtnLogin;

    private IMyAidlInterface mIMyAidlInterface;

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        mBtnLogin = (Button) findViewById(R.id.btn_login);
        mBtnLogin.setOnClickListener(this);
    }

    @Override
    public void onClick(View view) {
        switch (view.getId()) {
            case R.id.btn_login:
                Intent intent = new Intent();
                // 服务端AndroidManifest.xml文件该Service所配置的action
                intent.setAction("com.silencezwm.ipcdemo");
                // Service所在的包名
                intent.setPackage("com.silencezwm.ipcdemo");
                bindService(intent, new ConnectCallBack(), Context.BIND_AUTO_CREATE);
                break;
        }
    }

    class ConnectCallBack implements ServiceConnection{

        // 服务连接成功回调
        @Override
        public void onServiceConnected(ComponentName componentName, IBinder iBinder) {
            mIMyAidlInterface = IMyAidlInterface.Stub.asInterface(iBinder);
            login();
        }

        // 服务断开连接回调
        @Override
        public void onServiceDisconnected(ComponentName componentName) {
            mIMyAidlInterface = null;
        }
    }

    private void login() {
        try {
            mIMyAidlInterface.login("silencezwm", "123456");
        } catch (RemoteException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

}

7、结果验证：收获的季节来了，先将服务端程序跑起来，之后将客户端程序跑起来，点击登录按钮，不出意外的话，我们已经绑定了服务端的Service，并调用了login方法，将数据传递到服务端了，来看看Log的打印信息:

Log信息

回顾一下

回顾AIDL整个实现过程，其实并不复杂。此时，聪明的人往往都会有一个疑问:

客户端的数据到底是如何传递到服务端的呢？

接下来，我们就来一探究竟，以下的代码主要涉及到自动生成的IMyAidlInterface.java文件。

在客户端调用代码中，我们知道，一旦绑定Service成功后，会返回一个IBinder对象，调用IMyAidlInterface.Stub.asInterface(iBinder)方法将该对象转换为了我们所定义的AIDL接口对象，该方法具体做了什么呢？来看看：

private static final java.lang.String DESCRIPTOR = "com.silencezwm.ipcdemo.IMyAidlInterface";
    
public Stub() {
    this.attachInterface(this, DESCRIPTOR);
}

public static com.silencezwm.ipcdemo.IMyAidlInterface asInterface(android.os.IBinder obj) {
    if ((obj == null)) {
        return null;
    }
    android.os.IInterface iin = obj.queryLocalInterface(DESCRIPTOR);
    if (((iin != null) && (iin instanceof com.silencezwm.ipcdemo.IMyAidlInterface))) {
        return ((com.silencezwm.ipcdemo.IMyAidlInterface) iin);
    }
    return new com.silencezwm.ipcdemo.IMyAidlInterface.Stub.Proxy(obj);
}

上面这段代码中，首先Stub构造方法被调用，跟着attachInterface方法被调用:

private IInterface mOwner;
private String mDescriptor;
...

public void attachInterface(IInterface owner, String descriptor) {
    mOwner = owner;
    mDescriptor = descriptor;
}

相当好理解，就是进行接口对象和字符串标识符的赋值。接下来在asInterface方法中，会根据标识符去IBinder的本地去查找是否有该对象，也就是调用obj.queryLocalInterface(DESCRIPTOR)方法，继续源码中Binder.java

public IInterface queryLocalInterface(String descriptor) {
    if (mDescriptor.equals(descriptor)) {
        return mOwner;
    }
    return null;
}

意思就是如果本地存在这个标识符的IInterface对象，那就直接返回之前构造方法中初始化的mOwner对象，否则返回null，因为我们这里涉及到了跨进程通信，所以这里会直接返回null。代码继续往下走，很显然，以下这段代码会调用:

return new com.silencezwm.ipcdemo.IMyAidlInterface.Stub.Proxy(obj);

代码字面意思就是返回IBinder的代码对象，如下:

private android.os.IBinder mRemote;

Proxy(android.os.IBinder remote) {
    mRemote = remote;
}

到这里，我们就拿到了一个IBinder的代理对象，通过代理对象，我们就可以调用之前所定义的login方法啦，代码:

@Override
public void login(java.lang.String username, java.lang.String password) throws android.os.RemoteException {
    android.os.Parcel _data = android.os.Parcel.obtain();
    android.os.Parcel _reply = android.os.Parcel.obtain();
    try {
        _data.writeInterfaceToken(DESCRIPTOR);
        _data.writeString(username);
        _data.writeString(password);
        mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_login, _data, _reply, 0);
        _reply.readException();
    } finally {
        _reply.recycle();
        _data.recycle();
    }
}

这里就涉及到了一个重要的类Parcel，Parcel天生具备跨进程传输数据能力。在文章开头的漫画中，可不是直接把猪仔赶上船就行的，万一猪仔乱跑掉河里去了怎么办，所以屠宰场老板就准备了些猪笼。首先将猪仔赶进猪笼中，待船靠岸后，打开猪笼，将猪仔放出来即可。我们这里的Parcel就好比猪笼，我们把需要传递的数据写入Parcel中，然后到达目标进程后，将Parcel中的数据读出即可，所以可以将Parcel称为数据传输载体。Parcel支持的数据类型非常之多，足以满足我们日常开发所需。

现在你知道客户端的数据是如何传递到服务端了吗？

三、跨进程通信的注意事项

3.1、客户端与服务端aidl文件以及包名必须一致,否则无法正常通信。

3.2、在绑定服务端Service的时候，intent最好设置目标Service所在的包名，如intent.setPackage("com.silencezwm.ipcdemo")，当SDK版本大于14的时候，你会碰到这个错误 java.lang.IllegalArgumentException: Service Intent must be explicit:。

3.3、跨进程传递实体类必须进行序列化，不信你试试看。

3.4、Parcel所占用的内存，会随着你传递的数据量大小而相应变化。

好啦，本篇“Android跨进程通信”的相关介绍就到这里了，感谢你的到来！

【漫画技术】Android跨进程通信

一、单进程通信与多进程通信之间的区别

1.1、单进程通信

1.2、多进程通信

二、跨进程通信常见的五种实现方式

2.1、四大组件

2.2、AIDL

三、跨进程通信的注意事项

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