Android 进程间通信(三) --通过 AIDL 理解Binder，并手写Binder服务

2024-06-07 20:08
文章标签 android 服务 理解 间通信 进程 手写 aidl binder

本文主要是介绍Android 进程间通信(三) --通过 AIDL 理解Binder，并手写Binder服务，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

系列文章
Android 进程间通信(一) – Android 多进程模式
Android 进程间通信(二) – 理解 Binder 的机制
Android 进程间通信(三) --通过 AIDL 理解Binder，并手写Binder服务

上一章，已经学习了 Binder 的通信原理，这里再通过 AIDL 了，再来捋一遍，并自己写个 Binder。

如果你对 AIDL 不熟悉，可以参考这篇文章 AIDL使用详解及进程回调

一. AIDL 基本使用

这里也是用上面的代码，首先是任务类 TaskInfo，需要继承 Parcelable 接口，让as 帮你实现方法即可，如下：

public class TaskInfo implements Parcelable {public int id;public String url;public int progress;public TaskInfo() {}protected TaskInfo(Parcel in) {id = in.readInt();url = in.readString();progress = in.readInt();}@Overridepublic void writeToParcel(Parcel dest, int flags) {dest.writeInt(id);dest.writeString(url);dest.writeInt(progress);}@Overridepublic int describeContents() {return 0;}public static final Creator<TaskInfo> CREATOR = new Creator<TaskInfo>() {@Overridepublic TaskInfo createFromParcel(Parcel in) {return new TaskInfo(in);}@Overridepublic TaskInfo[] newArray(int size) {return new TaskInfo[size];}};@Overridepublic String toString() {return "TaskInfo{" +"id=" + id +", url='" + url + '\'' +", progress=" + progress +'}';}
}

然后是 TaskInfo.aidl

//注意这个 TaskInfo 必须是在 com.example.ipcdemo 下，不如会提示找不到。
parcelable TaskInfo;

IRemoteService.aidl :

//记得导入 TaskInfo.aidl 的包
import com.example.ipcdemo.TaskInfo;
interface IRemoteService {//两数之和int add(int num1,int num2);//添加一个任务TaskInfo addTask(in TaskInfo info);
}

然后 build 一下，就会发现，在 build 下生成了 IRemoteService.java
在这里插入图片描述

接着看这个 IRemoteService 的 java ，代码有点长，可以略过：

public interface IRemoteService extends android.os.IInterface
{/** Local-side IPC implementation stub class. */public static abstract class Stub extends android.os.Binder implements com.example.ipcdemo.IRemoteService{private static final java.lang.String DESCRIPTOR = "com.example.ipcdemo.IRemoteService";/** Construct the stub at attach it to the interface. */public Stub(){this.attachInterface(this, DESCRIPTOR);}/*** Cast an IBinder object into an com.example.ipcdemo.IRemoteService interface,* generating a proxy if needed.*/public static com.example.ipcdemo.IRemoteService asInterface(android.os.IBinder obj){if ((obj==null)) {return null;}android.os.IInterface iin = obj.queryLocalInterface(DESCRIPTOR);if (((iin!=null)&&(iin instanceof com.example.ipcdemo.IRemoteService))) {return ((com.example.ipcdemo.IRemoteService)iin);}return new com.example.ipcdemo.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{java.lang.String descriptor = DESCRIPTOR;switch (code){case INTERFACE_TRANSACTION:{reply.writeString(descriptor);return true;}case TRANSACTION_add:{data.enforceInterface(descriptor);int _arg0;_arg0 = data.readInt();int _arg1;_arg1 = data.readInt();int _result = this.add(_arg0, _arg1);reply.writeNoException();reply.writeInt(_result);return true;}case TRANSACTION_addTask:{data.enforceInterface(descriptor);com.example.ipcdemo.TaskInfo _arg0;if ((0!=data.readInt())) {_arg0 = com.example.ipcdemo.TaskInfo.CREATOR.createFromParcel(data);}else {_arg0 = null;}com.example.ipcdemo.TaskInfo _result = this.addTask(_arg0);reply.writeNoException();if ((_result!=null)) {reply.writeInt(1);_result.writeToParcel(reply, android.os.Parcelable.PARCELABLE_WRITE_RETURN_VALUE);}else {reply.writeInt(0);}return true;}default:{return super.onTransact(code, data, reply, flags);}}}private static class Proxy implements com.example.ipcdemo.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;}//两数之和@Override public int add(int num1, int num2) throws android.os.RemoteException{android.os.Parcel _data = android.os.Parcel.obtain();android.os.Parcel _reply = android.os.Parcel.obtain();int _result;try {_data.writeInterfaceToken(DESCRIPTOR);_data.writeInt(num1);_data.writeInt(num2);boolean _status = mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_add, _data, _reply, 0);if (!_status && getDefaultImpl() != null) {return getDefaultImpl().add(num1, num2);}_reply.readException();_result = _reply.readInt();}finally {_reply.recycle();_data.recycle();}return _result;}//添加一个任务@Override public com.example.ipcdemo.TaskInfo addTask(com.example.ipcdemo.TaskInfo info) throws android.os.RemoteException{android.os.Parcel _data = android.os.Parcel.obtain();android.os.Parcel _reply = android.os.Parcel.obtain();com.example.ipcdemo.TaskInfo _result;try {_data.writeInterfaceToken(DESCRIPTOR);if ((info!=null)) {_data.writeInt(1);info.writeToParcel(_data, 0);}else {_data.writeInt(0);}boolean _status = mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_addTask, _data, _reply, 0);if (!_status && getDefaultImpl() != null) {return getDefaultImpl().addTask(info);}_reply.readException();if ((0!=_reply.readInt())) {_result = com.example.ipcdemo.TaskInfo.CREATOR.createFromParcel(_reply);}else {_result = null;}}finally {_reply.recycle();_data.recycle();}return _result;}public static com.example.ipcdemo.IRemoteService sDefaultImpl;}static final int TRANSACTION_add = (android.os.IBinder.FIRST_CALL_TRANSACTION + 0);static final int TRANSACTION_addTask = (android.os.IBinder.FIRST_CALL_TRANSACTION + 1);public static boolean setDefaultImpl(com.example.ipcdemo.IRemoteService impl) {if (Stub.Proxy.sDefaultImpl == null && impl != null) {Stub.Proxy.sDefaultImpl = impl;return true;}return false;}public static com.example.ipcdemo.IRemoteService getDefaultImpl() {return Stub.Proxy.sDefaultImpl;}}/** Default implementation for IRemoteService. */public static class Default implements com.example.ipcdemo.IRemoteService{//两数之和@Override public int add(int num1, int num2) throws android.os.RemoteException{return 0;}//添加一个任务@Override public com.example.ipcdemo.TaskInfo addTask(com.example.ipcdemo.TaskInfo info) throws android.os.RemoteException{return null;}@Overridepublic android.os.IBinder asBinder() {return null;}}//两数之和public int add(int num1, int num2) throws android.os.RemoteException;//添加一个任务public com.example.ipcdemo.TaskInfo addTask(com.example.ipcdemo.TaskInfo info) throws android.os.RemoteException;

在解释之前，先了解一些概念：

  • IInterface : AIDL 文件必须继承的接口，它只有一个方法 IBinder asBinder() ，实现它的类，代表的是能够跨进程传输 Binder 对象，或者 Binder 代理对象，比如上面的代码中，返回this，表示 Stub 这个内部类是具有跨进程的作用的。
  • IBinder : 实现这个接口的对象具备跨进程书传输的能力，在跨进程数据流经驱动时，驱动会识别 Binder 类型的数据，从而自动完成不同进程 Binder 本地对象以及 Binder 代理对象的转换。

二. 分析Binder 流程

首先，我们看看我们在服务中时怎么构建 Binder 服务的：

    //AIDL 的服务，IRemoteService.Stub mBinder = new IRemoteService.Stub() {@Overridepublic int add(int num1, int num2) throws RemoteException {/*** 这里为具体的实现方法，比如直接返回两数之和*/Log.d(TAG, "zsr add: 接收到客户端传递的两个数字： "+num1+" "+num2);return (num1 + num2);}@Overridepublic TaskInfo addTask(TaskInfo info) throws RemoteException {Log.d("zsr", "收到客户端的信息: "+info);info.id = 0;info.progress = 50;// mHandler.sendEmptyMessage(1);// mTaskInfo = info;return info;}};

可以看到，使用的是 IRemoteService 的子类 Stub ，那我们从这个类开始分析好了。

DESCRIPTOR
看到在 Stub 子类中，实现了一个标记字符串，用包名加类型表示：

 private static final java.lang.String DESCRIPTOR = "com.example.ipcdemo.IRemoteService";

然后在它的构造方法中，注册当前的 Binder 和 字符串:

    public Stub() {this.attachInterface(this, DESCRIPTOR);}

后面需要从 ServerManager 中拿到binder 时，就需要这个字符串了，比如：

queryLocalInterface(DESCRIPTOR)

asInterface
将服务端的 Binder 对象转换成客户端所有的 AIDL 对象；比如：

IRemoteService mBinder = IRemoteService.Stub.asInterface(service);

这个转换是分进程的，如果同个进程，则直接返回自身即可，如果是跨进程，则需要使用它的代理类，去转换了。从代码也可以看出来：

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

asBinder
从上面的介绍中已经知晓，返回的对象，具备跨进程的能力，这里返回 this，表示 Stub。

onTransact
该方法运行在服务端的Binder线程池中，数据的写入和结果读取都在这。

当客户端发起跨进程请求时，远程请求会通过底层封装后，交由次方法来处理；从 code 中，可以知道当前执行的是哪个方法，比如我们定义的，add() 和 addTask() 它们的 index 为：

    static final int TRANSACTION_add = (android.os.IBinder.FIRST_CALL_TRANSACTION + 0);static final int TRANSACTION_addTask = (android.os.IBinder.FIRST_CALL_TRANSACTION + 1);

这样，我们就可以通过 code 去拿到对应的方法：
在这里插入图片描述
继续看 onTransact(int code, Parcel data, Parcel reply, int flags)，它的参数有可以序列换和反序列化的 Parcel 参数，data 和 reply；
我们可以从 data 中取出参数(如果方法有参数的话)，注意有顺序，然后把结构写入 replay ，这样当你的方法有返回值的时候，replay 返回的就是你需要的。
注意，onTransact 需要 返回 true，返回false 则表示请求失败。

IRemoteService#Proxy
从上面到说，当跨进程调用时，asInterface 返回的是代理类的实力，它也是实现 IRemoteService 接口，在Android 进程间通信(二) – 理解 Binder 的机制 我们知道，Binder 的代理模式，其实就是当 A 访问 B 的 object 方法，B 不会把的 object 给到 A，而是给它一个具体相同方法的代理类，然后A 通过这个代理把参数传递给 B，B 计算之后，把结果再传递给 A；从而实现跨进程的作用。

而它也确实是这么做的：
在这里插入图片描述
首先通过 _data 把参数都写进去，接着使用mRemote.transact 把参数传递给服务，它胡调用 onTransact 方法，然后通过线程池，把结果写入 reply ，最后再返回给 Binder，完成了跨进程的动作。

这样，我们就完成了 AIDL 的分析

三. 自定义 AIDL 服务

从上面看，AIDL 中，系统生成的逻辑比较乱，且所有类都集成在一起，但我们理清楚之后，还是比较容易理解的。那么这里，我们自己来写一个，而不是使用系统生成的。

首先，定义一个接口，让它集成 IInterface，并添加 add 和 addTask 方法，且定义好方法的 id：

public interface IRemote extends IInterface {static final java.lang.String DESCRIPTOR = "com.example.ipcdemo.aidl.IRemote";static final int TRANSACTION_add = (IBinder.FIRST_CALL_TRANSACTION + 0);static final int TRANSACTION_addTask = (IBinder.FIRST_CALL_TRANSACTION + 1);//两数之和public int add(int num1, int num2) throws RemoteException;//添加一个任务public TaskInfo addTask(TaskInfo info) throws RemoteException;}

然后创建一个具备跨进程的实现类 IRemoteLmpl ，集成 Binder 和实现 IRemote 接口：

public class IRemoteImpl extends Binder implements IRemote {@Overridepublic int add(int num1, int num2) throws RemoteException {return 0;}@Overridepublic TaskInfo addTask(TaskInfo info) throws RemoteException {return null;}@Overridepublic IBinder asBinder() {return this;}
}

接着，我们应该在的构造方法中，把binder 和 字符串描述注册到服务中：

    public IRemoteImpl() {this.attachInterface(this,DESCRIPTOR);}

实现供客户端调用的服务端转换的 AIDL 对象的方法 asInterface:

    public static IRemote asInterface(IBinder obj){if (obj == null) {return null;}if (obj instanceof IRemote){return (IRemote) obj;}return new Proxy(obj);}

其中 Proxy 代理类，我们后面再写。

接着，编写 IRemote 的具体实现方法 onTransact ：

    @Overrideprotected boolean onTransact(int code, @NonNull Parcel data, @Nullable Parcel reply, int flags) throws RemoteException {//通过 code 对应的方法switch (code) {case TRANSACTION_add:data.enforceInterface(DESCRIPTOR);//接受到参数数据int num1 = data.readInt();int num2 = data.readInt();int result = this.add(num1, num2);reply.writeNoException();//把结果返回到返回参数中reply.writeInt(result);return true;case TRANSACTION_addTask:data.enforceInterface(DESCRIPTOR);TaskInfo info = null;if (data.readInt() != 0) {//通过反序列化拿到数据info = TaskInfo.CREATOR.createFromParcel(data);}TaskInfo resultInfo = this.addTask(info);reply.writeNoException();if ((resultInfo!=null)) {reply.writeInt(1);info.writeToParcel(reply, android.os.Parcelable.PARCELABLE_WRITE_RETURN_VALUE);}else {reply.writeInt(0);}return true;default:return super.onTransact(code, data, reply, flags);}}

无法就是一些数据的转换，没啥问题，接着，实现代理类，方便跨进程调用：

 /*** 跨进程的代理类*/private static class Proxy implements IRemote {private IBinder mRemote;Proxy(IBinder iBinder) {mRemote = iBinder;}public java.lang.String getInterfaceDescriptor() {return DESCRIPTOR;}@Overridepublic IBinder asBinder() {return mRemote;}@Overridepublic int add(int num1, int num2) throws RemoteException {Parcel data = Parcel.obtain();Parcel replay = Parcel.obtain();int reslut;try {data.writeInterfaceToken(DESCRIPTOR);data.writeInt(num1);data.writeInt(num2);/*** 可以看到，当跨进程被调用的时候，只是把调用方的参数，给自身的方法运行，然后再把结果返回回去*/mRemote.transact(TRANSACTION_add, data, replay, 0);replay.readException();reslut = replay.readInt();} finally {data.recycle();replay.recycle();}return reslut;}@Overridepublic TaskInfo addTask(TaskInfo info) throws RemoteException {Parcel data = Parcel.obtain();Parcel replay = Parcel.obtain();TaskInfo result;try {data.writeInterfaceToken(DESCRIPTOR);if ((info != null)) {//用数据 0,1 ，来区分是否写入成功data.writeInt(1);info.writeToParcel(data, 0);} else {data.writeInt(0);}mRemote.transact(TRANSACTION_addTask, data, replay, 0);replay.readException();if ((0 != replay.readInt())) {result = TaskInfo.CREATOR.createFromParcel(replay);} else {result = null;}} finally {data.recycle();replay.recycle();}return result;}}

这样，我们的代码就写完了
在这里插入图片描述
接着修改给其他调用的 RemoteService 的 AIDL 服务：

    //AIDL 的服务，IRemoteImpl mBinder = new IRemoteImpl() {@Overridepublic int add(int num1, int num2) throws RemoteException {/*** 这里为具体的实现方法，比如直接返回两数之和*/Log.d(TAG, "zsr add: 接收到客户端传递的两个数字： "+num1+" "+num2);return (num1 + num2);}@Overridepublic TaskInfo addTask(TaskInfo info) throws RemoteException {Log.d("zsr", "收到客户端的信息: "+info);info.id = 0;info.progress = 50;// mHandler.sendEmptyMessage(1);// mTaskInfo = info;return info;}};

然后，把这两个方法复制到 客户端：

在这里插入图片描述

绑定服务端服务：

//绑定 AIDL 服务
intent.setClassName("com.example.ipcdemo","com.example.ipcdemo.service.RemoteService");

    class RemoteService implements ServiceConnection{@Overridepublic void onServiceConnected(ComponentName name, IBinder service) {//  mBinder = IRemoteService.Stub.asInterface(service);mBinder = IRemoteImpl.asInterface(service);}@Overridepublic void onServiceDisconnected(ComponentName name) {}}

然后在点击事件中，调用 AIDL 方法，拿到数据：

    public void testAidl(View view) {try {if (mBinder != null) {TaskInfo info = new TaskInfo();info.url = "www.google.com";TaskInfo taskInfo = mBinder.addTask(info);int num = mBinder.add(2,3);Log.d(TAG, "zsr testAidl: 获取到服务端数据: "+taskInfo+" "+num);}} catch (RemoteException e) {e.printStackTrace();}}

打印如下；
在这里插入图片描述
这样，我们不通过 AIDL 也实现了跨进程通信了。

工程代码：https://gitee.com/zhengshaorui/IpcDemo

这篇关于Android 进程间通信(三) --通过 AIDL 理解Binder，并手写Binder服务的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！


http://www.chinasem.cn/article/1040174。

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