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Android进阶笔记:AIDL内部实现详解

Android进阶笔记:AIDL内部实现详解 (二)

接着上一篇分析的aidl的流程解析。知道了aidl主要就是利用Ibinder来实现跨进程通信的。既然是通过对Binder各种方法的封装,那也可以不使用aidl自己通过Binder来实现跨进程通讯。那么这篇博客就主要就写一下通过上篇(Android进阶笔记:AIDL详解(一))总结的知识来自己实现跨进程通讯从而更加透彻的了解aidl的核心逻辑。

首先上一篇博客(Android进阶笔记:AIDL详解(一))中总结出一个结论————“onTransact方法是提供给server端用的,transact方法(内部类proxy封装了transact方法)和asInterface方法是给client端用的。”因此很清楚,只要我们在Server端实现跨进程需要调用的方法(类似aidl的接口实现)和onTransact方法,而服务端只要通过获得的IBinder对象来调用transact方法就可以代替aidl来实现跨进程通讯了。既然思路已经整理清楚了,那就一步一步来实现它。

Server端

首先Server端是要通过Service的onBind方法来给Client端一个Binder对象,那就先从这个Binder对象入手。那就先来创建了一个MyBinder类,代码如下:

MyBinder.java

public class MyBinder extends Binder {
    //标记方法的
    private static final int METHOD_ADD_CODE = 1001;
    //标识binder对象的
    private static final String DESCRIPTION = "not use aidl";

    @Override
    protected boolean onTransact(int code, Parcel data, Parcel reply, int flags) throws RemoteException {
        if (code == METHOD_ADD_CODE) {
            //验证一下binder
            data.enforceInterface(DESCRIPTION);
            //从parcel对象中读取参数
            int arg0 = data.readInt();
            int arg1 = data.readInt();
            //写入结果
            reply.writeInt(add(arg0, arg1));
            return true;
        }
        return super.onTransact(code, data, reply, flags);
    }

    private int add(int arg0, int arg1) {
        return arg0 + arg1;
    }
}

代码非常简单,只是重新写了一下onTransact方法。其实一共只有4步:

  1. 根据code的值来判断client端具体想要调用哪个方法;
  2. 读取parcel对象(data)中传入的参数;
  3. 调用自己本地的方法(add)并将参数传入;
  4. 把结果写入parcel对象(reply)中;

接着只要把这个自己定义的MyBinder类的实例通过Service.onBInder方法返回给Client端就可以了。

MyService.java

public class MyService extends Service {
    private MyBinder myBinder;

    public MyService() {
    }

    @Override
    public void onCreate() {
        super.onCreate();
        //创建实例
        myBinder = new MyBinder();
    }

    @Override
    public IBinder onBind(Intent intent) {
        //返回自定义的binder对象
        return myBinder;
    }
}

Client端

client端的代码无非就是把之前写在aidl中的proxy内部类的方法拿出来了。具体看代码:

WithoutAidlActivity.java

public class WithoutAidlActivity extends AppCompatActivity {

    private ServiceConnection serviceConnection;
    private IBinder binder;

    //以下两个参数要和server端保持一致
    //标记方法的(告知server端调用哪个方法)
    private static final int METHOD_ADD_CODE = 1001;
    //标识binder对象的
    private static final String DESCRIPTION = "not use aidl";

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_without_aidl);
        serviceConnection = new ServiceConnection() {
            @Override
            public void onServiceConnected(ComponentName name, IBinder service) {
                Log.d("onServiceConnected", "onServiceConnected: connected success!");
                binder = service;
                //这里就代替aidl中的proxy来直接调用transact方法
                //先准备参数
                Parcel data = Parcel.obtain();
                Parcel reply = Parcel.obtain();
                data.writeInterfaceToken(DESCRIPTION);
                data.writeInt(123);
                data.writeInt(456);
                try {
                    //调用transact方法
                    binder.transact(METHOD_ADD_CODE, data, reply, 0);
                    //获得结果
                    int result = reply.readInt();
                    Log.d("onServiceConnected", "result = " + result);
                } catch (RemoteException e) {
                    e.printStackTrace();
                } finally {
                    data.recycle();
                    reply.recycle();
                }
            }

            @Override
            public void onServiceDisconnected(ComponentName name) {
                binder = null;
            }
        };

        bindService(new Intent("com.coder_f.aidlserver.MyService"), serviceConnection, BIND_AUTO_CREATE);

    }

    @Override
    protected void onDestroy() {
        super.onDestroy();
        unbindService(serviceConnection);
    }
}

首先连接成功后在serviceConnection.onServiceConnected方法中获得了IBinder实例,然后总共做了3个事情:

  1. 创建两个parcel对象分别存放参数(data)和返回值(reply)
  2. 调用transact方法,传入data,reply,和你要调用的方法code。*后的flag传入0表示有返回值(1表示没有又返回值)
  3. 从reply中获得结果

完成以上工作就可以不通过aidl实现跨进程通讯了。但是还是要说一下,这里我们server端调用的只是一个简单的add方法不耗时的,而transact方法则是在onServiceConnected方法中被调用的其实是在主线程中执行的。如果add方法换成一个耗时方法,那么主线程(UI线程)是会卡死的,调用transact方法时当前线程会被挂起知道结果被返回(有兴趣可以去试试,只要在add方法里面加一个Thread.sleep就可以了)。所以*好的办法就是起一个线程来调用transact方法。

Android AIDL实例解析

Android AIDL实例解析

AIDL这项技术在我们的开发中一般来说并不是很常用,虽然自己也使用新浪微博的SSO登录,其原理就是使用AIDL,但是自己一直没有动手完整的写过AIDL的例子,所以就有了这篇简单的文章。
AIDL(AndRoid接口描述语言)是一种借口描述语言; 编译器可以通过aidl文件生成一段代码,通过预先定义的接口达到两个进程内部通信进程的目的. 如果需要在一个Activity中, 访问另一个Service中的某个对象, 需要先将对象转化成 AIDL可识别的参数(可能是多个参数), 然后使用AIDL来传递这些参数, 在消息的接收端, 使用这些参数组装成自己需要的对象.
说白了,AIDL就是定义一个接口,客户端(调用端)通过bindService来与远程服务端简历一个连接,在该连接建立时会将返回一个IBinder对象,该对象是服务端Binder的BinderProxy,在建立连接时,客户端通过asInterface函数将该BinderProxy对象包装成本地的Proxy,并将远程服务端的BinderProxy对象赋值给Proxy类的mRemote字段,就是通过mRemote执行远程方法调用。需要对Binder机制有更深的理解,请转到老罗的系列文字吧,Android系统进程间通信Binder机制在应用程序框架层的Java接口源代码分析。下面我们看一个AIDL实例。

AIDL接口声明
在src目录下创建一个com.example.advanceandroid.aidl包,然后在该包下创建一个ILogin.aidl文件,注意是创建文件而不是类或者接口类型。在ILogin.aidl中声明接口,实例如下 :

package com.example.advanceandroid.aidl;

interface ILogin {
String login();
}

注意看,接口和方法声明都不用public,方法加入public会提示错误。编写完后如果eclipse开启了自动编译则会在gen/com.example.advanceandroid.aidl下生成一个ILogin.java类,内容大致如下:

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package com.example.advanceandroid.aidl;
public interface ILogin extends android.os.IInterface
{
    /** Local-side IPC implementation stub class. */
    public static abstract class Stub extends android.os.Binder implements
            com.example.advanceandroid.aidl.ILogin
    {
        private static final java.lang.String DESCRIPTOR = "com.example.advanceandroid.aidl.ILogin";
        /** Construct the stub at attach it to the interface. */
        public Stub()
        {
            this.attachInterface(this, DESCRIPTOR);
        }
        /**
         * Cast an IBinder object into an com.example.advanceandroid.aidl.ILogin
         * interface, generating a proxy if needed.
         */
        public static com.example.advanceandroid.aidl.ILogin asInterface(android.os.IBinder obj)
        {
            if ((obj == null)) {
                return null;
            }
            android.os.IInterface iin = obj.queryLocalInterface(DESCRIPTOR);
            if (((iin != null) && (iin instanceof com.example.advanceandroid.aidl.ILogin))) {
                return ((com.example.advanceandroid.aidl.ILogin) iin);
            }
            return new com.example.advanceandroid.aidl.ILogin.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_login: {                            // 1、登录请求,执行的是this.login();
                    data.enforceInterface(DESCRIPTOR);
                    java.lang.String _result = this.login();
                    reply.writeNoException();
                    reply.writeString(_result);
                    return true;
                }
            }
            return super.onTransact(code, data, reply, flags);
        }
        private static class Proxy implements com.example.advanceandroid.aidl.ILogin
        {
            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.lang.String login() throws android.os.RemoteException                // 2、Proxy中的login,通过Binder机制实现IPC
            {
                android.os.Parcel _data = android.os.Parcel.obtain();
                android.os.Parcel _reply = android.os.Parcel.obtain();
                java.lang.String _result;
                try {
                    _data.writeInterfaceToken(DESCRIPTOR);
                    mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_login, _data, _reply, 0);
                    _reply.readException();
                    _result = _reply.readString();
                } finally {
                    _reply.recycle();
                    _data.recycle();
                }
                return _result;
            }
        }
        static final int TRANSACTION_login = (android.os.IBinder.FIRST_CALL_TRANSACTION + 0);
    }
    public java.lang.String login() throws android.os.RemoteException;
}

可以看到,该类中自动生成了ILogin接口,该接口中又一个login()函数。但*重要的是里面生成了一个Stub类,该类集成子Binder类,并且实现了ILogin接口。Stub里面*重要的就是asInterface()这个函数,在这个函数中会判断obj参数的类型,如果是该obj是本地的接口类似,则认为不是IPC,会将该obj转换成ILogin类型;否则会通过自动生成的另一个内部类Proxy来包装obj,将其赋值给Proxy中的mRemote属性。Proxy类也实现了ILogin接口,在login()函数中,Proxy将通过Binder机制向服务端传递请求和数据,如上面代码中的注释2。这是客户端的工作算是完成了。

服务端AIDL接口
服务端也需要在相同的包下创建同名的aidl文件,我们直接将客户端的com.example.advanceandroid.aidl包下的ILogin.aidl拷贝到服务端即可,如果用到了自定义的类型,那么该自定义类型也需要在客户端、服务端都有。拷贝完aidl后,在服务端程序中也会在gen中生成对应的ILogin.java文件,内容同客户端一样。这里的重点我们要看onTransact函数,即上述代码中的注释1处,可以看到,在case TRANSACTION_login处执行了this.login()函数,意思是当接收到客户端的TRANSACTION_login请求时,执行this.login()函数,通过客户端的分析我们知道,当我们调用login()时实际上就是通过mRemote向服务端提交了一个TRANSACTION_login请求,因此就两端通过Binder机制就对接上了,我们可以简单的理解为C/S模式。

服务端还没有完,*重要的一步时建立一个Service,内容大致如下 :

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/**
* AIDL服务端接口,LoginStubImpl实现了ILogin接口.
*
* @author mrsimple
*/
public class LoginService extends Service {
    /**
     *
     */
    IBinder mBinder = new LoginStubImpl();
    /**
     * @author mrsimple
     */
    class LoginStubImpl extends Stub {
        @Override
        public String login() throws RemoteException {
            return "这是从 " + this.getClass().getName() + " 返回的字符串";
        }
    }
    /*
     * 返回Binder实例,即实现了ILogin接口的Stub的子类,这里为LoginStubImpl
     * [url=home.php?mod=space&uid=133757]@see[/url] android.app.Service#onBind(android.content.Intent)
     */
    @Override
    public IBinder onBind(Intent intent) {
        return mBinder;
    }
}

该Service我们这里命名为LoginService,继承自Service,然后建一个名为LoginServiceImpl的内部类,该类继承自自动生成的Stub,然后实现login()方法。在LoginService中声明一个IBinder字段mBinder :

IBinder mBinder = new LoginStubImpl();

并且在LoginService的onBind函数中将mBinder对象返回。即在客户端建立与服务端的连接时,会调用onBind方法将mBinder对象返回,在客户端的ServiceConnection类的onServiceConnected函数中得到的对象IBinder就是经过BinderProxy包装的LoginService中的mBinder对象。因此在服务端中的onTransact中调用的this.login()函数实际上就是调用的LoginStubImpl中的login()函数。

在服务端程序的AndroidManifest.xml中注册LoginService,如下 :

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<!-- aidl server service -->
    <service android:name="com.example.advanceandroid.aidl.LoginService">
        <intent-filter>
            
        </action></intent-filter>
    </service>

客户端建立连接

在Activity中加入如下代码 :

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ServiceConnection mLoginConnection = new ServiceConnection() {
       @Override
       public void onServiceDisconnected(ComponentName name) {
           Log.d("", "### aidl disconnected.");
       }
       @Override
       public void onServiceConnected(ComponentName name, IBinder service) {
           Log.d("", "### aidl onServiceConnected.     service : " + service.getClass().getName());
           ILogin login = Stub.asInterface(service);
           Log.d("", "### after asInterface : " + login.getClass().getName());
           try {
               Log.d("", "### login : " + login.login());
               // Toast.makeText(MainActivity.this, "onServiceConnected : " +
               // login.login(),
               // Toast.LENGTH_SHORT).show();
           } catch (RemoteException e) {
               e.printStackTrace();
           }
       }
   };
   @Override
   protected void onResume() {
       super.onResume();
       // 服务端的action
       Intent aidlIntent = new Intent("com.example.advanceandroid.aidl.LoginService");
       bindService(aidlIntent, mLoginConnection, Context.BIND_AUTO_CREATE);
   }
   @Override
   protected void onStop() {
       super.onStop();
       // unbind
       unbindService(mLoginConnection);
   }

运行

先运行服务端程序,然后在启动客户端程序,可以看到客户端输出如下Log:

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09-02 10:40:54.662: D/(9589): ### aidl onServiceConnected.     service : android.os.BinderProxy
09-02 10:40:54.662: D/(9589): ### after asInterface : com.example.advanceandroid.aidl.ILogin$Stub$Proxy
09-02 10:40:54.662: D/(9589): ### login : 这是从 com.example.advanceandroid.aidl.LoginService$LoginStubImpl 返回的字符串

可以看淡onServiceConnected(ComponentName name, IBinder service)中的service对象是BinderProxy类型,经过asInterface转换后被包装成了Proxy类型,但是调用的时候,执行的是服务端LoginStubImpl中的login()函数。因此,LoginStubImpl实例mBinder被服务端包装成BinderProxy类型,再经过客户端的Proxy进行包装,通过Binder机制进行数据传输,实现IPC。

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