基于binder的跨进程通讯之使用AIDL实现Demo

Posted 2022-12-10 路过你的全世界

写在前面

上一篇我们介绍了binder机制的基本知识，如果还不太了解binder机制，可进行点击查看：让你一看就明白的Binder机制

binder和AIDL的关系

从应用层的角度来说，Binder类是android中的一个类，它实现了IBinder接口，是binder机制在应用层的核心代理，Binder是客户端和服务端进行通讯的“桥梁”。在android开发中，Binder主要用在service中，包括AIDL和Messenger。普通的service不涉及进程间通讯，无法涉及到binder机制的核心。Messenger的底层其实也是AIDL的实现，那么一直说的AIDL到底是什么呢？其实AIDL文件本质上就是为了方便开发者减少代码编写量，由IDE自动编译生成对应的java文件提供给开发者使用。下面我们将一步一步的去实现。

跨进程通讯对于数据实体的要求

android中的基于binder的跨进程通讯要求实体类需要实现Parcelable接口，只有实现了parcelable接口的实体类才能够成功被传递。下面总结AIDL文件中可以被使用的数据类型：

• 基本数据类型（int、char、long、boolean等）

• String和CharSequence

• List：只支持ArrayList，并且里面的元素都可以被AIDL支持

• Map：只支持HashMap，并且里面的每个元素都可以被AIDL支持

• Parcelable：所有实现了Parcelable接口的对象

• AIDL：所有的AIDL接口本身也可以在AIDL中进行使用

使用AIDL进行进程间通讯的大概流程

• 服务端：

  服务端首先创建一个service用来监听客户端连接请求，然后创建一个AIDL文件，将暴露给客户端的接口在这个AIDL文件的声明，最后在service中进行实现

• 客户端

  客户端需要绑定服务端的service，绑定成功之后将服务端返回的binder对象转成AIDL接口所属的类型，接着就可以调用AIDL的方法了。

项目Demo实现

首先我们需要准备好开发android应用的必要的工具：android studio

在Android Studio中新建一个项目，首先创建一个实现parcelable接口的实体类book。代码细节如下：

创建实现Parcelable接口的实体类

package com.example.zwjian.myapplication;

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

/**
 * Created by zwjian
 */

public class Book implements Parcelable 

    private int bookId;
    private String bookName;

    public Book(int id, String name) 
        bookId = id;
        bookName = name;
    

    protected Book(Parcel in) 
        bookId = in.readInt();
        bookName = in.readString();
    

    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.writeInt(bookId);
        dest.writeString(bookName);
    

    @Override
    public String toString() 
        return "名字：" + this.bookName + ",ID:" + this.bookId;
    

上面我们定义了一个Book类，实现了Parcelable接口，在该类中包含两个字段bookID和bookName。

创建Book.aidl文件

AIDL文件要求如果需要使用自己定义的Parcelable对象，那么必须要新建一个和他同名字的AIDL文件，并在其中声明他为parcelable类型。所以我们需要新建一个book.aidl文件

我们在android studio中新建一个aidl文件，然后会发现IDE创建了一个和java文件同级的aidl文件夹

接下来我们在新建的Book.aidl文件中加入book的parcelable声明：

// Book.aidl
package com.example.zwjian.myapplication;

// Declare any non-default types here with import statements
parcelable Book;

创建service将要暴露的接口方法

接下来我们要创建一个接口，将service要提供的方法放在该接口文件中：在aidl文件夹下新建IBookManager.aidl文件，代码如下：

// IBookManager.aidl
package com.example.zwjian.myapplication;

// 虽然book.aidl和IBookManager.aidl都在同一包下，但是还需要import进来
import com.example.zwjian.myapplication.Book;

interface IBookManager 
//声明2个方法，这两个方法会在service中进行实现
   List<Book> getBookList();
   void addBook( in Book book);

完成上述操作，我们点击“build—-> make project”，build之后，我们就可以得到IDE智能帮我们创建的IBookManager.java文件了。

那么生成的IBookManager.java文件在哪里呢？我们可以在以下路径中找到：build—>generated—>source—>aidl—>debug，然后我们就可以看到包名中的java文件了。其内容如下：

/*
 * This file is auto-generated.  DO NOT MODIFY.
 * Original file: /Users/zwjian/AndroidStudioProjects/MyApplication/aidlTest/src/main/aidl/com/example/zwjian/myapplication/IBookManager.aidl
 */
package com.example.zwjian.myapplication;

public interface IBookManager extends android.os.IInterface 
    /**
     * Local-side IPC implementation stub class.
     * stub是一个BInder类，当客户端和服务器端都在同一进程，方法调用不会走跨进程的transact过程。
     * 反之，需要走transact过程，这个逻辑由Stub.Proxy来实现
     */
    public static abstract class Stub extends android.os.Binder implements com.example.zwjian.myapplication.IBookManager 
    // Binder的唯一标示，一般用当前的binder类名表示
        private static final java.lang.String DESCRIPTOR = "com.example.zwjian.myapplication.IBookManager";

        /**
         * Construct the stub at attach it to the interface.
         */
        public Stub() 
            this.attachInterface(this, DESCRIPTOR);
        

        /**
        *用于将服务器端的Binder对象转换成客户端所需要的AIDL接口类型对象，这种操作区分进程：统一进程时，此方法返回服务端的stub对象本身。
        反之返回的是stub.proxy对象
         */
        public static com.example.zwjian.myapplication.IBookManager asInterface(android.os.IBinder obj) 
            if ((obj == null)) 
                return null;
            
            android.os.IInterface iin = obj.queryLocalInterface(DESCRIPTOR);
            if (((iin != null) && (iin instanceof com.example.zwjian.myapplication.IBookManager))) 
                return ((com.example.zwjian.myapplication.IBookManager) iin);
            
            return new com.example.zwjian.myapplication.IBookManager.Stub.Proxy(obj);
        
        //返回当前binder对象
        @Override
        public android.os.IBinder asBinder() 
            return this;
        
        //该方法运行在服务器端的Binder线程池中，当客户端发起跨进程请求时，远程请求会通过系统底层封装后交给该方法执行。
        //服务器端通过code可以确定客户端要请求的方法是哪个，接着从data中取出请求参数（如果有的话），然后去执行目标方法。
        //执行完毕之后将结果放入reply参数中进行返回
        @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_getBookList: 
                    data.enforceInterface(DESCRIPTOR);
                    java.util.List<com.example.zwjian.myapplication.Book> _result = this.getBookList();
                    reply.writeNoException();
                    reply.writeTypedList(_result);
                    return true;
                
                case TRANSACTION_addBook: 
                    data.enforceInterface(DESCRIPTOR);
                    com.example.zwjian.myapplication.Book _arg0;
                    if ((0 != data.readInt())) 
                        _arg0 = com.example.zwjian.myapplication.Book.CREATOR.createFromParcel(data);
                     else 
                        _arg0 = null;
                    
                    this.addBook(_arg0);
                    reply.writeNoException();
                    return true;
                
            
            return super.onTransact(code, data, reply, flags);
        

        private static class Proxy implements com.example.zwjian.myapplication.IBookManager 
            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;
            
            //该方法和下面的addBook方法一样，都运行在客户端，客户端调用该方法的流程如下：
            //首先创建该方法需要的输入型参数_data，输出Parcel型参数_reply和返回值list，然后如果有输入参数则将数据放进_data中，
            //接着调用transact方法发起远程过程调用（RPC）请求，同时线程挂起，然后服务器端的onTransact方法会执行，直到RPC过程返回。
            //当前线程继续执行，并从_reply中取出RPC过程的返回值
            @Override
            public java.util.List<com.example.zwjian.myapplication.Book> getBookList() throws android.os.RemoteException 
                android.os.Parcel _data = android.os.Parcel.obtain();
                android.os.Parcel _reply = android.os.Parcel.obtain();
                java.util.List<com.example.zwjian.myapplication.Book> _result;
                try 
                    _data.writeInterfaceToken(DESCRIPTOR);
                    mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_getBookList, _data, _reply, 0);
                    _reply.readException();
                    _result = _reply.createTypedArrayList(com.example.zwjian.myapplication.Book.CREATOR);
                 finally 
                    _reply.recycle();
                    _data.recycle();
                
                return _result;
            

            @Override
            public void addBook(com.example.zwjian.myapplication.Book book) 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 ((book != null)) 
                        _data.writeInt(1);
                        book.writeToParcel(_data, 0);
                     else 
                        _data.writeInt(0);
                    
                    mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_addBook, _data, _reply, 0);
                    _reply.readException();
                 finally 
                    _reply.recycle();
                    _data.recycle();
                
            
        
        //这两个静态变量ID标识在transact过程中客户端请求的到底是哪个方法
        static final int TRANSACTION_getBookList = (android.os.IBinder.FIRST_CALL_TRANSACTION + 0);
        static final int TRANSACTION_addBook = (android.os.IBinder.FIRST_CALL_TRANSACTION + 1);
    

    public java.util.List<com.example.zwjian.myapplication.Book> getBookList() throws android.os.RemoteException;

    public void addBook(com.example.zwjian.myapplication.Book book) throws android.os.RemoteException;

以上我们基本上将AIDL文件生成对应java文件的过程讲述完毕，并且做了比较详细的函数说明，下面开始实现自定义的service类

创建service类

上部分我们定义了aidl接口，我们接下来需要在service中实现这个接口。我们在Android Studio中创建一个BookManagerService类：

package com.example.zwjian.myapplication;

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

import java.util.List;
import java.util.concurrent.CopyOnWriteArrayList;

public class BookManagerService extends Service 

    private static final String TAG = "BookManagerService";
    private CopyOnWriteArrayList<Book> mBookList = new CopyOnWriteArrayList<Book>();


    private Binder mBinder = new IBookManager.Stub() 

        @Override
        public List<Book> getBookList() throws RemoteException 
            return mBookList;
        

        @Override
        public void addBook(Book book) throws RemoteException 
            mBookList.add(book);
        
    ;

    @Override
    public void onCreate() 
        super.onCreate();
        mBookList.add(new Book(1, "android"));
        mBookList.add(new Book(2, "ios"));
    

    @Override
    public IBinder onBind(Intent intent) 
        return mBinder;
    

上面的代码比较简单，核心就在于onBinder方法返回的mBinder对象了，我们可以发现mBinder代表的是IBookManager类中的Stub这个binder类，并且在service中进行了方法实现。
值得注意的一点是，由于是在同一个应用中的项目Demo，为了突出跨进程通讯，我们需要给该service设置另外一个进程执行（android:process属性）：

 <service
     android:name=".BookManagerService"
     android:enabled="true"
     android:exported="true"
     android:process=":myService">
 </service>

实现client端代码

client端其实也就是指的是各种activity中的代码实现了。主要流程：首先绑定远程服务，绑定成功之后将服务端返回的Binder对象转化成为AIDL接口，然后通过这个接口去调用服务端的远程方法就好。代码如下：

package com.example.zwjian.myapplication;

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;

public class MainActivity extends AppCompatActivity 

    private static final String TAG = "MainActivity";

    private ServiceConnection mConnection = new ServiceConnection() 
        @Override
        public void onServiceConnected(ComponentName name, IBinder service) 
            //通过binder得到IBookManager的引用
            IBookManager iBookManager = IBookManager.Stub.asInterface(service);
            try 
                List<Book> list = iBookManager.getBookList();
                for (Book book : list) 
                    Log.d(TAG, "bookInfo:" + book.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);

        //开始绑定service
        Intent intent = new Intent(this, BookManagerService.class);
        bindService(intent, mConnection, Context.BIND_AUTO_CREATE);
    

    @Override
    protected void onDestroy() 
        unbindService(mConnection);
        super.onDestroy();
    

同样，代码实现很简单，我们主要是注意要在onDestory中不要忘记解绑service。

以上，我们的demo就大功告成了，可以去运行下，运行结果如下：