Android进阶——AIDL详解

Posted 2022-08-12 Yawn__

看这篇之前先看看binder: Android——Binder机制.

1. 简介

AIDL（android 接口定义语言），可以使用它定义客户端与服务端进程间通信（IPC）的编程接口，在 Android 中，进程之间无法共享内存（用户空间），不同进程之间的通信一般使用 AIDL 来处理。

使用流程:

1. 在 .aidl 文件中定义 AIDL 接口，并将其添加到应用工程的 src 目录下，创建完成之后 rebuil
2. Android SDK 工具会自动生成基于该 .aidl 文件的 IBinder 接口，具体的业务对象实现这个接口，这个具体的业务对象也是 IBinder 对象，当绑定服务的时候会根据实际情况返回具体的通信对象（本地还是代理）
3. 将客户端绑定到该服务上，之后就可以调用 IBinder 中的方法来进行进程间通信（IPC）

下面从几个方面介绍AIDL的使用：

• 1、创建.aildl 文件
• 2、具体的业务对象实现基于 .aidl 文件生成的接口
• 3、向客户端公开接口
• 4、客户端远程调用
• 5、验证 AIDL

2. 创建.aidl 文件

在 AIDL 中可以通过可带参数以及返回值的一个或多个方法来声明接口，参数和返回值可以是任意类型，AIDL 中支持的数据类型如下：

• java 的 8 种数据类型：byte、short、int、long、float、double、boolean、char
• 除此之外支持 String、charSequence、List、Map
• 自定义数据类型

如果参数或返回值类型为 List 或 Map 时：

List 中的所有元素都必须是 AIDL 支持的数据类型、其他 AIDL 生成的接口或自己声明的可打包类型。可选择将 List 用作“通用”类（例如，List）。另一端实际接收的具体类始终是 ArrayList，但生成的方法使用的是 List 接口。

Map 中的所有元素都必须是 AIDL 支持的数据类型、其他 AIDL 生成的接口或您声明的可打包类型。 不支持通用 Map（如 Map<String,Integer> 形式的 Map）。 另一端实际接收的具体类始终是 HashMap，但生成的方法使用的是 Map 接口。

1.首先，在工程的 src 目录下创建 .aidl 文件，具体如下图所示:

2.然后，在 .aidl 文件中添加具体的业务方法，文件内容如下:

// IPersonAidlInterface.aidl
package com.manu.aidldemo;
// Declare any non-default types here with import statements
interface IPersonAidlInterface 
    //具体的业务
    void setName(String name);
    void setAge(int age);
    String getInfo();

    /**
     * Demonstrates some basic types that you can use as parameters
     * and return values in AIDL.
     */
    void basicTypes(int anInt, long aLong, boolean aBoolean, float aFloat, double aDouble, String aString);

3.然后，重新 rebuild project , Android SDK 工具会在相应的目录生成对应的与 .aidl 文件同名的 .java 接口文件，具体目录如下：

具体的业务对象实现基于 .aidl 文件生成的接口

使用 AIDL 定义了基本的业务操作，rebuild 之后会生成与 .aidl 相同文件名的 .java 文件，生成的这个接口文件中有一个名称为 Stub 的一个子类，这个子类也是其父接口的抽象实现，主要用于生成 .aidl 文件中的所有方法，Stub 类声明具体如下：

// Stub
public static abstract class Stub extends android.os.Binder implements com.manu.aidldemo.IPersonAidlInterface

显然，Stub 实现了本地接口且继承了 Binder 对象，介于 Binder 对象在系统底层的支持下，Stub 对象就具有了远程传输数据的能力，在生成 Stub 对象的时候会调用 asInterface 方法，具体如下：

// asInterface
public static com.manu.aidldemo.IPersonAidlInterface asInterface(android.os.IBinder obj)
    
    if ((obj==null)) 
        return null;
    
    
    // 检索 Binder 对象是否是本地接口的实现
    android.os.IInterface iin = obj.queryLocalInterface(DESCRIPTOR);
    
    if (((iin!=null)&&(iin instanceof com.manu.aidldemo.IPersonAidlInterface))) 
        return ((com.manu.aidldemo.IPersonAidlInterface)iin);
    
    
    return new com.manu.aidldemo.IPersonAidlInterface.Stub.Proxy(obj);

asInterface 方法在 Stub 创建时调用，主要功能就是检索 Binder 对象是否是本地接口的实现，根据 queryLocalInterface() 方法返回值判断是否使用代理对象，这个检索过程应该由系统底层支持，如果返回为 null，则创建 Stub 的代理对象，反之使用本地对象来传输数据，下面看一下 Binder 为什么具有远程通信的能力，因为 Stub 继承了 Binder 类，Binder 类具体如下:

// Binder
public class Binder implements IBinder 
    //...

下面是官网对 IBinder 接口的描述：

远程对象的基础接口，轻量级远程过程调用机制的核心部分，专为执行进程内和跨进程调用时的高性能而设计。该接口描述了与可远程对象交互的抽象协议。不要直接实现这个接口，而是从Binder扩展。

这里我们知道 Binder 实现了 IBinder 接口，也就是说 Binder 具备了远程通信的能力，当不同进程之间（远程）之间通信时，显然使用的是 Stub 的代理对象，这个代理类里面具体的业务处理逻辑，如下面这个方法，具体如下:

//具体的业务
@Override 
public void setName(java.lang.String name) throws android.os.RemoteException
    // 将数据序列化
    android.os.Parcel _data = android.os.Parcel.obtain();
    android.os.Parcel _reply = android.os.Parcel.obtain();
    try 
        _data.writeInterfaceToken(DESCRIPTOR);
        _data.writeString(name);
        // 这个方法会最终调用 onTransact 方法
        mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_setName, _data, _reply, 0);
        _reply.readException();
    
    finally 
        _reply.recycle();
        _data.recycle();
    

这里主要就是将数据序列化，然后在系统跨进程支持下最终调用 onTransact() 方法，下面是 onTransact() 方法，具体如下:

@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_setName:
        
            //...
            // 最终调用了 Stub 里面的业务方法
            this.setName(_arg0);
            //...
        
    

显然，这个方法在当系统回调给开发者的时候，传递回来的 code 是一个常量，在跨进程时，每个具体的服务（方法）都会对应一个编号，然后根据这个编号来执行相应的服务（业务），这里说到了最后要执行的具体业务，那么这个业务要体现在什么地方呢，从上面可知 Stub 是一个抽象类，那么它所提供的具体业务必然需要一个具体的实现类来完成，下面实现这个具体的业务类，具体如下：

/**
 * Created by jzman
 * Powered by 2018/3/8 0008.
 */
public class IPersonImpl extends IPersonAidlInterface.Stub 
    private String name;
    private int age;
    
    @Override
    public void setName(String name) throws RemoteException 
        this.name = name;
    

    @Override
    public void setAge(int age) throws RemoteException 
        this.age = age;
    

    @Override
    public String getInfo() throws RemoteException 
        return "My name is "+name+", age is "+age+"!";
    

    @Override
    public void basicTypes(int anInt, long aLong, boolean aBoolean, float aFloat, double aDouble, String aString) throws RemoteException 

    

这个类就是对外提供的具体业务类，同时其实例也是一个 Binder 对象。

3. 向客户端公开接口

创建一个 Service 以便对外提供具体的业务，具体如下：

// Service
public class PersonService extends Service 
    public PersonService() 
    
    @Override
    public IBinder onBind(Intent intent) 
        return new IPersonImpl();
    

当外部调用 bindService() 方法绑定服务时，就会调用 onBind() 方法返回 IBinder 对象，这个 IBinder 对象也是具体的业务对象，如这里的 onBind() 方法返回的也是具体的业务对象，两者是统一的。此外，创建的 Service 要在 AndroidManifest.xml 文件中声明，具体如下：

<service
    android:name=".PersonService"
    android:enabled="true"
    android:exported="true"
    android:process=":remote">
</service>

其中使用 process 关键字表示为该服务开启一个独立的进程，remote 可任意，表示进程名称，":"将会在主进程（进程名为包名）添加新名称作为新进程的名称，如 com.manu.study 将会变成com.manu.study:remote。

4. 客户端远程调用

通过上面几步完成了服务的搭建，并将服务运行在独立进程中，下面主要就是客户端的具体调用了，具体实现参考如下：

// Client
public class MainActivity extends AppCompatActivity 
    private static final String TAG = "MainActivity";
    private IPersonAidlInterface iPersonAidlInterface;

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) 
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
    

    public void bindServiceClick(View view) 
        Log.i(TAG,"绑定服务...");
        Intent intent = new Intent(this,PersonService.class);
        // 绑定服务时自动创建服务
        bindService(intent,conn, Context.BIND_AUTO_CREATE);
    

    public void unbindServiceClick(View view) 
        Log.i(TAG,"解绑服务...");
        unbindService(conn);
    

    public void callRemoteClick(View view) 
        Log.i(TAG,"远程调用具体服务...");
        try 
            iPersonAidlInterface.setName("Tom");
            iPersonAidlInterface.setAge(10);
            String info = iPersonAidlInterface.getInfo();
            System.out.println("这是远程调用的服务信息："+info);
         catch (RemoteException e) 
            e.printStackTrace();
        
    

    private ServiceConnection conn = new ServiceConnection() 
        @Override
        public void onServiceConnected(ComponentName name, IBinder service) 
            // 根据实际情况返回 IBinder 的本地对象或其代理对象
            iPersonAidlInterface = IPersonAidlInterface.Stub.asInterface(service);
            System.out.println("具体的业务对象："+iPersonAidlInterface);
        

        @Override
        public void onServiceDisconnected(ComponentName name) 
            // Service 意外中断时调用
        
    ;

上述代码是客户端调用具体服务的过程。

5. 验证 AIDL

通过前面几步，服务端与客户端已经完成，下面来验证能否调用具体的业务，这里分两种情况：

1、相同进程
创建 Service 的时候不要在 AndroidManifest.xml 文件中不要使用 process 开启独立进程即可，此时服务进程默认与客户端属于统一进程，结果如下：
2、不同进程
显然，如果服务与客户端处于不同进程，也就是常常说的进程间通信，具体是由 IBinder 对象的代理对象完成，反之，使用本地对象，也就是本地的 IBinder 对象，具体就是实现 AIDL 的业务类所生成的对象来完成。

AIDL 并不等于Binder，也不并不是Android Developer使用Binder的唯一方式，AIDL 文件只是帮我们把transact()方法的调用给隐藏起来，AIDL声明的每一个方法最终都还是会通过这个transact()方法与另一个进程的代理对象进行通信。