Binder学习(三)通过AIDL分析Binder通信流程
概述
AIDL (Android Interface Definition Language) 是一种接口定义语言，用于生成可以在Android设备上两个进程之间进行PC的代码。如果在一个进程中（例如Activity）要调用另一个进程中（例如Service）对象的操作，就可以使用AIDL生成可序列化的参数，来完成进程间通信，也就是说，为了简化应用层进行IPC操作，Android提供了AIDL这门语言，在学习AIDL这门语言之前，我们来看一下Android中IPC的具体流程。
IPC具体的实际过程
- Client发起一个请求，阻塞
- Client拿到服务端的Proxy，调用Proxy的相应方法
- Proxy去跟Server进行交互，请求相应的结果
- Proxy拿到结果返回给客户端
Client跟Proxy进行交互的数据不需要进行序列化，但是Proxy跟Server进行交互的时候必须进行序列化跟反序列化
其实我们在实际进行IPC的时候并不需要关注Proxy以及Binder Driver，上述模型可以再次进行抽象
Binder抽象模型
client端：BpBinder.transact()来发送事务请求；
server端：BBinder.onTransact()会接收到相应事务。
正文
数据类型
AIDL默认支持如下数据类型：
- 基本数据类型
- List集合
- Map集合
- String类型
- CharSequence类型
如果定义的类型不是AIDL默认支持的类型，则需要使用Parcelable进行序列化。一类是用来定义parcelable对象，以供其他AIDL文件使用AIDL中非默认支持的数据类型的。
文件类型
AIDL的文件后缀名为.aidl，并不是之前的.java,不过在使用AIDL进行通信的过程中，
aidl文件只是用来定义数据类型跟接口。
使用方法
创建一个Parcelable 对象
public class People implements Parcelable {
private int age;
private String gender;
private String hobby;
//此处省略若干行代码
}
创建一个AIDL的类
package com.wustor.aidl;
// Declare any non-default types here with import statements
parcelable People;
创建一个AIDL的接口
package com.wustor.aidl;
// Declare any non-default types here with import statements
import com.wustor.aidl.People;
interface PeopleManager {
List<People> getPeople();
void addPeople(in People people);
}
查看PeopleManager.java
Android系统会在".\app\build\generated\source\aidl\debug\com\wustor\aidl"的目录下生成一个PeopleManager.java文件，这个类就是AIDL的核心，这个类是一个接口，下面先看一下这个接口的结构图：
PeopleManager
PeopleManager内部实现了PeopleManager.aidl的两个方法，并且在内部创建了一个叫Stub的内部类，同时Stub也自己维护了一个叫做Proxy的内部类，通过前面对Binder机制的原理分析，我们其实可以很明确的知道，Proxy就是服务端的代理类，他作为一个 中间代理，承载了Client与Server之间的转化，而Stub类的onTransact方法就是用来接收Proxy的输入并且把请求结果返回，从而达到代理的作用，所以分析AIDL实际上只需要注重分析一下asInterface，onTransact这两个方法以及Proxy代理类即可。
asBinder
@Override
public android.os.IBinder asBinder() {
return this;
}
返回当前Binder对象
asInterface
此方法位于Client端
/**
* Cast an IBinder object into an com.wustor.aidl.PeopleManager interface,
* generating a proxy if needed.
*/
public static com.wustor.aidl.PeopleManager asInterface(android.os.IBinder obj) {
if ((obj == null)) {
return null;
}
android.os.IInterface iin = obj.queryLocalInterface(DESCRIPTOR);
//查看本地是否存在这个类，不存在的话就重新创建
if (((iin != null) && (iin instanceof com.wustor.aidl.PeopleManager))) {
return ((com.wustor.aidl.PeopleManager) iin);
}
return new com.wustor.aidl.PeopleManager.Stub.Proxy(obj);
}
queryLocalInterface
public IInterface queryLocalInterface(String descriptor) {
if (mDescriptor.equals(descriptor)) {
return mOwner;
}
return null;
}
public void attachInterface(IInterface owner, String descriptor) {
mOwner = owner;
mDescriptor = descriptor;
}
首先会调用queryLocalInterface来判断descriptor跟mDescriptor是否相等，我们通过查看Binder的源码可以看到descriptor就是当前PeopleManager的类名，那么通过传递过来的Binder对象查询这个类名，实际上就是判断Server端的BookManager跟Client是不是相同，如果相同就说明Client跟Server是在同一个进程，如果在同一个进程，那么就直接返回当前的IInterface ，否则返回null，那么Client端就会自己创建一个Proxy的代理类。
Proxy
getPeople()
static final int TRANSACTION_getPeople = (android.os.IBinder.FIRST_CALL_TRANSACTION + 0);
static final int TRANSACTION_addPeople = (android.os.IBinder.FIRST_CALL_TRANSACTION + 1);
@Override
public java.util.List<com.wustor.aidl.People> getPeople() throws android.os.RemoteException {
android.os.Parcel _data = android.os.Parcel.obtain();
android.os.Parcel _reply = android.os.Parcel.obtain();
java.util.List<com.wustor.aidl.People> _result;
try {
_data.writeInterfaceToken(DESCRIPTOR);
//调用transact方法，传递参数
mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_getPeople, _data, _reply, 0);
_reply.readException();
//拿到返回结果
_result = _reply.createTypedArrayList(com.wustor.aidl.People.CREATOR);
} finally {
_reply.recycle();
_data.recycle();
}
//返回参数给Client
return _result;
}
在Client调用，执行Transact方法，当前线程阻塞，服务端的onTransact方法会被调用，从reply中拿到返回值后，线程继续执行。
addPeoplet
@Override
public void addPeople(com.wustor.aidl.People people) 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 ((people != null)) {
_data.writeInt(1);
people.writeToParcel(_data, 0);
} else {
_data.writeInt(0);
}
mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_addPeople, _data, _reply, 0);
_reply.readException();
} finally {
_reply.recycle();
_data.recycle();
}
}
在Client执行，跟getPeople()方法基本一致，唯一的区别是此方法没有返回值，所以不需要回写Client
onTransact
@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_getPeople: {
data.enforceInterface(DESCRIPTOR);
java.util.List<com.wustor.aidl.People> _result = this.getPeople();
reply.writeNoException();
reply.writeTypedList(_result);
return true;
}
case TRANSACTION_addPeople: {
data.enforceInterface(DESCRIPTOR);
com.wustor.aidl.People _arg0;
if ((0 != data.readInt())) {
_arg0 = com.wustor.aidl.People.CREATOR.createFromParcel(data);
} else {
_arg0 = null;
}
this.addPeople(_arg0);
reply.writeNoException();
return true;
}
}
return super.onTransact(code, data, reply, flags);
}
运行在Server端，当Client端发起跨进程请求的时候，系统底层会返回Proxy代理，然后通过代理执行Client的方法，就会调用此方法。注意这个方法会从data取传递过来的参数，然后通过code判断需要执行哪一个方法，执行完毕后，就返回值写入reply中，此方法的返回值表明IPC请求是否成功。
总结
通过分析AIDL的原理，从而可以进一步理解Binder机制，总结一下，Android中利用Binder机制。
BInder工作机制
通过观察这张图，我们可以AIDL底层对Binder机制进行了封装，让Android中的IPC通信机制更加简单方便，当然，我们也可以自己动手写，当然Android中还有别的很多IPC通信方式，例如Messenger等，。如果想实现Binder机制进行通信，只需要Server(在Android里面大多数使用Service来创建一个Server)端返回一个Binder对象，然后将调用asInterface将Binder对象传递过来即可。
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