理解Android系统的进程间通信原理----RPC机制

Posted 2020-06-16

理解android系统中的轻量级解决方案RPC的原理，需要先回顾一下JAVA中的RMI（Remote Method Invocation)这个易于使用的纯JAVA方案（用来实现分布式应用）。有关RMI的相关知识，可以通过下图来归纳：

Android中的RPC也是参考了JAVA中的RMI方案，这里我们再详细了解一下RPC的实现过程。

Android中的RPC机制是为了实现一个进程使用另一个进程中的远程对象，它使用了Android自己的AIDL（接口定义语言），使用户很方便地定义出一个接口作为规范，通过一个远程Service为代理 ，客户端在绑定该远程Service过程中获取远程对象，进而使用该对象。可参考下图所示：

补充：RPC的另一个目的是对客户端只声明接口及方法，隐藏掉具体实现类，供客户端直接获取此接口实例。

实例代码：

实例一：通过Service来远程调用一个接口子类的函数方法

功能描述：在MainActivity中通过绑定MyService服务类，来远程调用MyPlayer（实现了IPlayer接口）的方法过程。需要定义一个IPlayer.aidl文件，ADT工具会自动生成一个IPlayer接口类，然后再由MyPlayer继承IPlayer接口类中的静态内部抽象类，实现接口方法，进而供其它应用程序远程调用。（在本例中为了方便，MainActivity与MyService类同处一个应用程序中，实现运用时，可以不在同一个应用程序中，只要有权限访问MyService服务，就能得到IPlayer接口，进而执行该接口实例方法）

程序清单：IPlayer.aidl

package com.magc.rpc;

interface IPlayer
{

    void setName(String name);
    void addFile(String f_name);
    String ToString();
}

程序清单：IPlayer.java (ADT根据上面IPlayer.aidl文件自动生成，不能编辑该文件）

/*
 * This file is auto-generated.  DO NOT MODIFY.
 * Original file: F:\\\\work\\\\Android_App\\\\MyRPCService\\\\src\\\\com\\\\magc\\\\rpc\\\\IPlayer.aidl
 */
package com.magc.rpc;
public interface IPlayer extends android.os.IInterface
{
/** Local-side IPC implementation stub class. */
public static abstract class Stub extends android.os.Binder implements com.magc.rpc.IPlayer
{
private static final java.lang.String DESCRIPTOR = "com.magc.rpc.IPlayer";
/** Construct the stub at attach it to the interface. */
public Stub()
{
this.attachInterface(this, DESCRIPTOR);
}
/**
 * Cast an IBinder object into an com.magc.rpc.IPlayer interface,
 * generating a proxy if needed.
 */
public static com.magc.rpc.IPlayer asInterface(android.os.IBinder obj)
{
if ((obj==null)) {
return null;
}
android.os.IInterface iin = (android.os.IInterface)obj.queryLocalInterface(DESCRIPTOR);
if (((iin!=null)&&(iin instanceof com.magc.rpc.IPlayer))) {
return ((com.magc.rpc.IPlayer)iin);
}
return new com.magc.rpc.IPlayer.Stub.Proxy(obj);
}
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_setName:
{
data.enforceInterface(DESCRIPTOR);
java.lang.String _arg0;
_arg0 = data.readString();
this.setName(_arg0);
reply.writeNoException();
return true;
}
case TRANSACTION_addFile:
{
data.enforceInterface(DESCRIPTOR);
java.lang.String _arg0;
_arg0 = data.readString();
this.addFile(_arg0);
reply.writeNoException();
return true;
}
case TRANSACTION_ToString:
{
data.enforceInterface(DESCRIPTOR);
java.lang.String _result = this.ToString();
reply.writeNoException();
reply.writeString(_result);
return true;
}
}
return super.onTransact(code, data, reply, flags);
}
private static class Proxy implements com.magc.rpc.IPlayer
{
private android.os.IBinder mRemote;
Proxy(android.os.IBinder remote)
{
mRemote = remote;
}
public android.os.IBinder asBinder()
{
return mRemote;
}
public java.lang.String getInterfaceDescriptor()
{
return DESCRIPTOR;
}
public void setName(java.lang.String name) throws android.os.RemoteException
{
android.os.Parcel _data = android.os.Parcel.obtain();
android.os.Parcel _reply = android.os.Parcel.obtain();
try {
_data.writeInterfaceToken(DESCRIPTOR);
_data.writeString(name);
mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_setName, _data, _reply, 0);
_reply.readException();
}
finally {
_reply.recycle();
_data.recycle();
}
}
public void addFile(java.lang.String f_name) throws android.os.RemoteException
{
android.os.Parcel _data = android.os.Parcel.obtain();
android.os.Parcel _reply = android.os.Parcel.obtain();
try {
_data.writeInterfaceToken(DESCRIPTOR);
_data.writeString(f_name);
mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_addFile, _data, _reply, 0);
_reply.readException();
}
finally {
_reply.recycle();
_data.recycle();
}
}
public java.lang.String ToString() throws android.os.RemoteException
{
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_ToString, _data, _reply, 0);
_reply.readException();
_result = _reply.readString();
}
finally {
_reply.recycle();
_data.recycle();
}
return _result;
}
}
static final int TRANSACTION_setName = (android.os.IBinder.FIRST_CALL_TRANSACTION + 0);
static final int TRANSACTION_addFile = (android.os.IBinder.FIRST_CALL_TRANSACTION + 1);
static final int TRANSACTION_ToString = (android.os.IBinder.FIRST_CALL_TRANSACTION + 2);
}
public void setName(java.lang.String name) throws android.os.RemoteException;
public void addFile(java.lang.String f_name) throws android.os.RemoteException;
public java.lang.String ToString() throws android.os.RemoteException;
}

 

程序清单：MyPlayer.java  (实现IPlayer的静态内部抽象类Stub）

package com.magc.rpc;

import android.os.RemoteException;
import android.util.Log;

import com.magc.rpc.IPlayer.Stub;
/**
 * 
 * @author magc
 * 实现IPlayer接口类中的静态内部抽象类，即实现IPlayer接口方法
 * 将来供其它应用程序远程调用执行方法
 */
public class MyPlayer extends Stub {

    private String name="";
    @Override
    public void addFile(String fName) throws RemoteException {
        
        System.out.println("add file ...");

    }

    @Override
    public void setName(String name) throws RemoteException {

        this.name = name;
        Log.i("magc", "setName--"+name);
    }
    
    public String ToString()
    {
        String str = "MyPlayer--"+name;
        Log.i("magc", "MyPlayer--"+name);
        return str;
    }

}

 

程序清单：MyService.java (一个Service类，供其它程序来远程绑定，返回IPlayer接口）

package com.magc.rpc;

import com.magc.rpc.IPlayer.Stub;

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


/**
 * 
 * @author magc
 * 此服务类作为一个代理角色，供其它应用程序绑定，并返回接口实例
 * 
 * 可看作是代理模式的应用
 */
public class MyService extends Service {

    private Stub player = new MyPlayer();
    @Override
    public IBinder onBind(Intent arg0) {
        return player;
    }

    @Override
    public void onCreate() {
        super.onCreate();
    }

}

 

程序清单：MainActivity.java (作为客户端远程调用IPlayer接口方法）

package com.magc.rpc;

import android.app.Activity;
import android.content.ComponentName;
import android.content.Intent;
import android.content.ServiceConnection;
import android.os.Bundle;
import android.os.IBinder;
import android.os.RemoteException;
import android.util.Log;
/**
 * 
 * @author magc
 * 作为一个客户端通过绑定MyService服务，实现远程调用IPlayer接口方法
 * 
 */
public class MainActivity extends Activity {
    private  String ACTION="com.magc.rpc.action.MYSERVICE";
    private IPlayer player;
    /** Called when the activity is first created. */
    @Override
    public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.main);
        Intent intent = new Intent();
        intent.setAction(ACTION);
        //绑定MyService服务
        bindService(intent, conn, BIND_AUTO_CREATE);
        
        
    }
    private ServiceConnection conn = new ServiceConnection() {
        
        @Override
        public void onServiceDisconnected(ComponentName name) {
            
        }
        
        /**
         * 绑定MyService服务后，返回IPlayer接口，进而调用该接口方法 
         */
        @Override
        public void onServiceConnected(ComponentName name, IBinder service) {
            Log.i("magc", "bind service .....");
            player = IPlayer.Stub.asInterface(service);
            if(player!=null)
            {
                try {
                    player.setName("magc");
                    player.ToString();
                } catch (RemoteException e) {
                    // TODO Auto-generated catch block
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }; 
}

 

程序清单：AndroidManifest.xml （注册Activity和Service）

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<manifest xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
      package="com.magc.rpc"
      android:versionCode="1"
      android:versionName="1.0">
    <uses-sdk android:minSdkVersion="9" />

    <application android:icon="@drawable/icon" android:label="@string/app_name">
        <activity android:name=".MainActivity"
                  android:label="@string/app_name">
            <intent-filter>
                <action android:name="android.intent.action.MAIN" />
                <category android:name="android.intent.category.LAUNCHER" />
            </intent-filter>
        </activity>

        <service android:name=".MyService">
        <intent-filter>
        <action android:name="com.magc.rpc.action.MYSERVICE" />
        <category android:name="android.intent.category.DEFAULT" />
        </intent-filter>
        </service>
    </application>
</manifest>

 

上面Android应用程序运行后结果如下所示：

小结：

1、重点理解Android中对AIDL文件的定义，以及理解ADT工具自动生成的接口类IPlayer，特别是它的静态内部类Stub以及Stub的asInterface方法，

 

2、Service作为一个代理角色，在其它应用程序通过Stub类的asInterface方法在绑定到一个服务时才能实现返回该接口实例，进而对该实例进行相关操作。