Android - IPC之AIDL简介

Posted 2020-09-07 ITGungnir

参考资料：

1、《android开发艺术探索》第二章2.4.4

2、Android AIDL Binder框架解析：http://blog.csdn.net/lmj623565791/article/details/38461079

3、你真的理解AIDL中的in、out、inoutm么：http://www.open-open.com/lib/view/open1469494342021.html

4、慕课网《AIDL-小白成长记》

 

1、 AIDL简介

　　Android系统规定：每个应用程序独自拥有一份虚拟机，一个应用程序和另一个应用程序没有办法直接进行通信，这样保证了进程之内数据的安全性，也保证一个应用程序崩溃之后不会导致其他应用程序跟着崩溃。两个进程如果想要通信，只能通过Android系统底层进行通信。

　　AIDL（Android Interface Definition Language，Android接口定义语言）是Android中的一种IPC（Inter-Process Communication，跨进程通信）的方式，它允许我们编写一个接口，作为客户端和服务端通信的桥梁。AIDL是Android基于IDL自己定义的一种客户端和服务端交流的语言规范。

 

2、 AIDL使用方法

　　在这个章节中，我们通过一个实例学习AIDL的用法。

　　在这个实例中有服务端和客户端，服务端有操作Book的功能，客户端调用服务端的功能。

　　由于Book不是基本数据类型，因此想要让Book在多进程之间传递，需要对Book进行序列化，代码如下：

package my.itgungnir.aidl;

import android.os.Parcel;
import android.os.Parcelable;

/**
 * Book实体类
 */
public class Book implements Parcelable {
    private String booName;
    private int pirce;

    public Book(String booName, int pirce) {
        this.booName = booName;
        this.pirce = pirce;
    }

    protected Book(Parcel in) {
        booName = in.readString();
        pirce = in.readInt();
    }

    public static final Creator<Book> CREATOR = new Creator<Book>() {
        @Override
        public Book createFromParcel(Parcel in) {
            return new Book(in);
        }

        @Override
        public Book[] newArray(int size) {
            return new Book[size];
        }
    };

    @Override
    public int describeContents() {
        return 0;
    }

    @Override
    public void writeToParcel(Parcel dest, int flags) {
        dest.writeString(booName);
        dest.writeInt(pirce);
    }
}

 

　　我们的思路是：在服务端中定义操作Book列表的方法（添加书籍、查询所有书籍），然后在客户端中远程调用服务端的这两个方法操作书籍。

　　下面提供这个实例的编写代码和详细说明。

 

2.1、      AIDL接口的创建

　　首先来介绍一下AIDL接口的定义语法：

　　1、AIDL文件支持的数据类型：

　　　　（1）基本数据类型（int、long、char、boolean、double等）；

　　　　（2）String和CharSequence；

　　　　（3）List：只支持ArrayList，里面每个元素必须都能够被AIDL支持；

　　　　（4）Map：只支持HashMap，里面的每个元素必须都能够被AIDL支持，包括key和value；

　　　　（5）Parcelable：所有实现了Parcelable接口的对象；

　　　　（6）AIDL：所有的AIDL接口本身也可以在AIDL文件中使用。

　　2、自定义的Parcelable对象和AIDL对象必须要显式import进来，不管它们是否和当前的AIDL文件位于同一个包内。

　　3、如果AIDL文件中用到了自定义的Parcelable对象，那么必须重新建一个和它同名的AIDL文件，并在其中声明它为Parcelable类型。

　　4、AIDL接口的方法中，除了基本类型的参数，其他类型的参数都必须标上数据流向：in表示数据只能从客户端流向服务端；out表示数据只能从服务端流向客户端；inout表示数据可以在服务端和客户端之间双向流通。注意：基本数据类型默认且只能是in流向。

　　5、AIDL接口中只支持方法，不支持声明静态常量。

　　6、AIDL的包结构在服务端和客户端要保持一致，否则运行会出错，这是因为客户端需要反序列化服务端中和AIDL接口相关的所有类，如果类的完整路径不一样的话，就无法完成反序列化，程序也就无法正常运行。

 

　　接下来我们来创建一个AIDL接口IBookManager.aidl，其中用到了Book类，因此我们还需要创建一个Book.aidl文件。

　　Book.aidl文件中的代码如下：

package my.itgungnir.aidl;

parcelable Book;

 

　　IBookManager.aidl文件中的代码如下：

package my.itgungnir.aidl;

import my.itgungnir.aidl.Book;

interface IBookManager {
    List<Book> getBookList();
    void addBook(in Book book);
}

 

　　可以看到，这两个AIDL文件中的语法完全遵循上面说的AIDL语法。

 

2.2、      服务端的实现

　　定义了AIDL接口之后，我们就可以实现这个接口了。创建一个Service类BookManagerService，代码如下：

import android.app.Service;
import android.content.Intent;
import android.os.Binder;
import android.os.IBinder;
import android.os.RemoteException;
import android.support.annotation.Nullable;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

import my.itgungnir.aidl.Book;
import my.itgungnir.aidl.IBookManager;

/**
 * 定义服务端Service，实现AIDL接口
 */
public class BookManagerService extends Service {
    private CopyOnWriteArrayList<Book> bookList = new CopyOnWriteArrayList<>();

    private Binder binder = new IBookManager.Stub() {
        @Override
        public List<Book> getBookList() throws RemoteException {
            return bookList;
        }

        @Override
        public void addBook(Book book) throws RemoteException {
            bookList.add(book);
        }
    };

    @Override
    public void onCreate() {
        super.onCreate();
        bookList.add(new Book("Android", 20));
        bookList.add(new Book("ios", 17));
    }

    @Nullable
    @Override
    public IBinder onBind(Intent intent) {
        return binder;
    }
}

 

　　在这个类中，我们创建了一个Stub的对象，在这个对象的两个方法中进行数据的处理，最后在onBind()方法中返回这个Stub。

　　编写这个类的时候需要注意：这个类中我们并没有使用ArrayList，而是一个CopyOnWriteArrayList类（这个类并不继承自ArrayList）。这个CopyOnWriteArrayList支持是一种支持并发读/写的List。由于AIDL是在服务端的Binder线程池中执行的，因此当多个客户端同时连接的时候，会存在多个线程同时访问的情形，所以我们要在AIDL方法中处理线程同步，而CopyOnWriteArrayList可以自动进行线程同步。

　　另外，前面说道，AIDL中只支持ArrayList，但CopyOnWriteArrayList并不继承自ArrayList，为什么AIDL还是会支持呢？这是因为AIDL中所支持的是抽象的List，而List只是一个接口，因此虽然服务端返回的是CopyOnWriteArrayList，但是在Binder中会按照List的规范去访问数据并最终形成一个新的ArrayList传递给客户端。和这个类类似的是Map中的ConcurrentHashMap。

　　编写完了Service类，我们需要在Manifest文件中注册这个Service，代码如下：

<service android:name=".BookManagerService">
    <intent-filter>
        <action android:name="my.itgungnir.aidl.book_server" />
        <category android:name="android.intent.category.DEFAULT" />
    </intent-filter>
</service>

 

　　至此，服务端的代码就编写完成了。

 

2.3、      客户端的实现

　　在客户端，我们先要绑定服务端的服务，将服务端返回的Binder接口转换成AIDL接口，然后就可以调用服务端的方法了。

　　需要注意的是，AIDL文件和AIDL中用到的Parcelable类，在服务端和客户端都需要有一份，且包路径必须一致。

　　客户端的MainActivity中的代码如下：

import android.content.ComponentName;
import android.content.Context;
import android.content.Intent;
import android.content.ServiceConnection;
import android.os.IBinder;
import android.os.RemoteException;
import android.support.v7.app.AppCompatActivity;
import android.os.Bundle;
import android.util.Log;

import java.util.List;

import my.itgungnir.aidl.Book;
import my.itgungnir.aidl.IBookManager;

public class MainActivity extends AppCompatActivity {
    private static final String TAG = "MainActivity";

    private ServiceConnection connection = new ServiceConnection() {
        @Override
        public void onServiceConnected(ComponentName name, IBinder service) {
            IBookManager manager = IBookManager.Stub.asInterface(service);
            try {
                // 查询所有图书
                List<Book> bookList = manager.getBookList();
                Log.i(TAG, "query book list: " + bookList.toString());
                // 添加新书
                Book newBook = new Book("Html", 40);
                manager.addBook(newBook);
                Log.i(TAG, "add book: " + newBook.toString());
                // 查询所有图书
                bookList = manager.getBookList();
                Log.i(TAG, "query book list: " + bookList.toString());
            } catch (RemoteException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }

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

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        Intent intent = new Intent();
        intent.setAction("my.itgungnir.aidl.book_server");
        intent.setPackage("my.itgungnir.server");
        bindService(intent, connection, Context.BIND_AUTO_CREATE);
    }

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

 

　　由于这里把服务端和客户端放在两个不同的Module中，因此需要为Intent对象设置package属性为服务端的包名。

　　可以看到，在客户端，我们调用了服务端的getBookList()方法，将存储在服务端List中的Book对象获取过来，并通过Log日志打印到控制台。这样，就可以在控制台中看到我们打印出来的信息了，如下：

my.itgungnir.client I/MainActivity: query book list: [Book{booName=‘Android‘, pirce=20}, Book{booName=‘iOS‘, pirce=17}]
my.itgungnir.client I/MainActivity: add book: Book{booName=‘Html‘, pirce=40}
my.itgungnir.client I/MainActivity: query book list: [Book{booName=‘Android‘, pirce=20}, Book{booName=‘iOS‘, pirce=17}, Book{booName=‘Html‘, pirce=40}]