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Android 进程间通信AIDL(二)

Android 进程间通信AIDL(二)

作者: C_zx | 来源:发表于2017-09-22 09:28 被阅读29次

    本文主要来分析一下AIDL实现原理,在Android进程间通信AIDL(一)学习如何使用AIDL时,在Client端用到了IRemoteService这么一个类,废话不多说,直接贴代码

    /*
     * This file is auto-generated.  DO NOT MODIFY.
     * Original file: D:\\Android\\demo\\AIDLDemo\\app\\src\\main\\aidl\\com\\zx\\aidl\\demo\\IRemoteService.aidl
     */
    package com.zx.aidl.demo;
    
    public interface IRemoteService extends android.os.IInterface {
        /** Local-side IPC implementation stub class. */
        public static abstract class Stub extends android.os.Binder
                implements com.zx.aidl.demo.IRemoteService {
            private static final java.lang.String DESCRIPTOR = "com.zx.aidl.demo.IRemoteService";
    
            /** Construct the stub at attach it to the interface. */
            public Stub() {
                this.attachInterface(this, DESCRIPTOR);
            }
    
            /**
             * Cast an IBinder object into an com.zx.aidl.demo.IRemoteService interface,
             * generating a proxy if needed.
             */
            public static com.zx.aidl.demo.IRemoteService asInterface(android.os.IBinder obj) {
                if ((obj == null)) {
                    return null;
                }
                android.os.IInterface iin = obj.queryLocalInterface(DESCRIPTOR);
                if (((iin != null) && (iin instanceof com.zx.aidl.demo.IRemoteService))) {
                    return ((com.zx.aidl.demo.IRemoteService) iin);
                }
                return new com.zx.aidl.demo.IRemoteService.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_addPerson: {
                        data.enforceInterface(DESCRIPTOR);
                        com.zx.aidl.demo.Person _arg0;
                        if ((0 != data.readInt())) {
                            _arg0 = com.zx.aidl.demo.Person.CREATOR.createFromParcel(data);
                        } else {
                            _arg0 = null;
                        }
                        this.addPerson(_arg0);
                        reply.writeNoException();
                        return true;
                    }
                    case TRANSACTION_getPersons: {
                        data.enforceInterface(DESCRIPTOR);
                        java.util.List<com.zx.aidl.demo.Person> _result = this.getPersons();
                        reply.writeNoException();
                        reply.writeTypedList(_result);
                        return true;
                    }
                }
                return super.onTransact(code, data, reply, flags);
            }
    
            private static class Proxy implements com.zx.aidl.demo.IRemoteService {
                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 void addPerson(com.zx.aidl.demo.Person person)
                        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 ((person != null)) {
                            _data.writeInt(1);
                            person.writeToParcel(_data, 0);
                        } else {
                            _data.writeInt(0);
                        }
                        mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_addPerson, _data, _reply, 0);
                        _reply.readException();
                    } finally {
                        _reply.recycle();
                        _data.recycle();
                    }
                }
    
                @Override public java.util.List<com.zx.aidl.demo.Person> getPersons()
                        throws android.os.RemoteException {
                    android.os.Parcel _data = android.os.Parcel.obtain();
                    android.os.Parcel _reply = android.os.Parcel.obtain();
                    java.util.List<com.zx.aidl.demo.Person> _result;
                    try {
                        _data.writeInterfaceToken(DESCRIPTOR);
                        mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_getPersons, _data, _reply, 0);
                        _reply.readException();
                        _result = _reply.createTypedArrayList(com.zx.aidl.demo.Person.CREATOR);
                    } finally {
                        _reply.recycle();
                        _data.recycle();
                    }
                    return _result;
                }
            }
    
            static final int TRANSACTION_addPerson = (android.os.IBinder.FIRST_CALL_TRANSACTION + 0);
            static final int TRANSACTION_getPersons = (android.os.IBinder.FIRST_CALL_TRANSACTION + 1);
        }
    
        public void addPerson(com.zx.aidl.demo.Person person) throws android.os.RemoteException;
    
        public java.util.List<com.zx.aidl.demo.Person> getPersons() throws android.os.RemoteException;
    }
    

    接下来我们一步一步分析上面代码,首先看下它的注释:

    /*
     * This file is auto-generated.  DO NOT MODIFY.
     * Original file: D:\\Android\\demo\\AIDLDemo\\app\\src\\main\\aidl\\com\\zx\\aidl\\demo\\IRemoteService.aidl
     */
    

    IRemoteService.java文件是SDK根据IRemoteService.aidl自动为我们生成的一个Java文件,并且不允许修改,那SDK为什么要为我们生成这个文件呢?首先我们知道ADIL进程间通信其实本质就是Binder机制,既然能让客户端访问服务端,服务端就得公布其接口和方法供客户端调用,IRemoteService正是充当了该角色,这里是SDK为了我们开发更简单方便,自动生成了这么一个类,当然我们也可以自己手动去实现它。仔细查看这个接口,发现其结构其实很简单,一个静态内部抽象类和俩方法,我们来重点分析下内部抽象类Stub,主要来分析下它的几个重要方法

    • asInterface(android.os.IBinder obj)
      这个方法其实是将Binder对象转换成IRemoteService接口
     android.os.IInterface iin = obj.queryLocalInterface(DESCRIPTOR);
                if (((iin != null) && (iin instanceof com.zx.aidl.demo.IRemoteService))) {
                    return ((com.zx.aidl.demo.IRemoteService) iin);
                }
                return new com.zx.aidl.demo.IRemoteService.Stub.Proxy(obj);
    

    首先它会通过传入的binder对象参数去查询本地是否有该接口,其实也是判断是否是本地通信,如果是,直接返回该接口,查询的时候会传入DESCRIPTOR这么一个参数,这个参数其实是Binder的唯一标识,一般都采用类名,如果不是本地通信,会返回Proxy这么一个对象,并且将传入了Binder对象作为参数,因为我们主要分析的是进程间通信,所以分析第二种情况,我们去看下Proxy这个类到底是什么鬼?

       private static class Proxy implements com.zx.aidl.demo.IRemoteService {
                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 void addPerson(com.zx.aidl.demo.Person person)
                        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 ((person != null)) {
                            _data.writeInt(1);
                            person.writeToParcel(_data, 0);
                        } else {
                            _data.writeInt(0);
                        }
                        mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_addPerson, _data, _reply, 0);
                        _reply.readException();
                    } finally {
                        _reply.recycle();
                        _data.recycle();
                    }
                }
    
                @Override public java.util.List<com.zx.aidl.demo.Person> getPersons()
                        throws android.os.RemoteException {
                    android.os.Parcel _data = android.os.Parcel.obtain();
                    android.os.Parcel _reply = android.os.Parcel.obtain();
                    java.util.List<com.zx.aidl.demo.Person> _result;
                    try {
                        _data.writeInterfaceToken(DESCRIPTOR);
                        mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_getPersons, _data, _reply, 0);
                        _reply.readException();
                        _result = _reply.createTypedArrayList(com.zx.aidl.demo.Person.CREATOR);
                    } finally {
                        _reply.recycle();
                        _data.recycle();
                    }
                    return _result;
                }
            }
    
            static final int TRANSACTION_addPerson = (android.os.IBinder.FIRST_CALL_TRANSACTION + 0);
            static final int TRANSACTION_getPersons = (android.os.IBinder.FIRST_CALL_TRANSACTION + 1);
        }
    

    Proxy是Stub的一个静态内部类,从字面意思就知道它其实是一个代理类,那它到底代理的是谁?显然Proxy内部持有了一个 Ibinder 变量,所以它其实Binder的代理,其实也就是Stub的代理对象,Proxy也实现了IRemoteService接口以及addPerson和getPersons方法,我们这里选择getPersons这个方法来分析,看它内部到底做了那些操作,为什么不用addPerson呢,没什么原因,因为原理都一样,就随便拿一个方法来分析

           @Override public java.util.List<com.zx.aidl.demo.Person> getPersons()
                        throws android.os.RemoteException {
                    android.os.Parcel _data = android.os.Parcel.obtain();
                    android.os.Parcel _reply = android.os.Parcel.obtain();
                    java.util.List<com.zx.aidl.demo.Person> _result;
                    try {
                        _data.writeInterfaceToken(DESCRIPTOR);
                        mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_getPersons, _data, _reply, 0);
                        _reply.readException();
                        _result = _reply.createTypedArrayList(com.zx.aidl.demo.Person.CREATOR);
                    } finally {
                        _reply.recycle();
                        _data.recycle();
                    }
                    return _result;
                }
    

    从 asInterface(android.os.IBinder obj) 这个方法我们知道,其实在Client端拿到的是Proxy这个对象,所以它的addPerson和getPersons方法其实是运行在Client端的,首先会创建俩个Parcel参数,输入新参数_data和_reply,同时创建了一个List返回对象_result,接下来主要分为三个步骤:

    1. 将方法参数信息写入_data中
    2. 调用transact方法像服务端发起RPC(Remote Procedure Cal)远程调用请求,同时挂起客户端线程,等待服务端的onTransact方法返回结果
    3. 从_reply中拿到结果并返回然后唤醒客户端线程
      这里说下第二步,transact方法时在底层执行的,所以我们这里不用去深究方法里到底做了什么,只需要知道该方方法向服务端的发送了一个请求,然后服务端会执行它的onTransact方法,那么onTransact到底在什么地方,其实就是Stub类里面的onTransact方法,接下来我们去看下Stub类里面的onTransact方法具体实现
            @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_addPerson: {
                        data.enforceInterface(DESCRIPTOR);
                        com.zx.aidl.demo.Person _arg0;
                        if ((0 != data.readInt())) {
                            _arg0 = com.zx.aidl.demo.Person.CREATOR.createFromParcel(data);
                        } else {
                            _arg0 = null;
                        }
                        this.addPerson(_arg0);
                        reply.writeNoException();
                        return true;
                    }
                    case TRANSACTION_getPersons: {
                        data.enforceInterface(DESCRIPTOR);
                        java.util.List<com.zx.aidl.demo.Person> _result = this.getPersons();
                        reply.writeNoException();
                        reply.writeTypedList(_result);
                        return true;
                    }
                }
                return super.onTransact(code, data, reply, flags);
            }
    

    首先会根据code去判断客户端请求目标方法,这里的code就是我们在上面transact方法中传入的Stub.TRANSACTION_getPersons,所以我们直接去看相对应的方法处理

                        data.enforceInterface(DESCRIPTOR);
                        java.util.List<com.zx.aidl.demo.Person> _result = this.getPersons();
                        reply.writeNoException();
                        reply.writeTypedList(_result);
                        return true;
    

    首先它会去调用自身的getPersons方法,其实就是我们在Service里实现的getPersons方法

        private IRemoteService.Stub binder = new IRemoteService.Stub() {
            @Override public void addPerson(Person person) throws RemoteException {
                persons.add(person);
            }
    
            @Override public List<Person> getPersons() throws RemoteException {
                return persons;
            }
        };
    

    然后将结果写入reply中返回给我们的客户端,需要注意的是,最后方法返回值是true,如果返回false的话,客户端会请求失败,到这里我们整个流程分析就已经结束,接下来我们做一个总结,先上个图

    1. 客户端通过asInterface(android.os.IBinder obj)得到代理对象Proxy
    2. 客户端调用Proxy的getPersons方法,该方法内执行transact方法向服务端 发送远程调用请求,并挂起客户端线程
    3. 服务端得到请求后执行onTransact方法,调用自身的getPersons方法拿到结果,将结果返回给客户端,唤醒客户端线程

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