Android Binder進程間通信工具AIDL使用示例深入分析
前言
眾所周知,Android進程間通信采用的是Binder機制。Binder是Android系統(tǒng) 獨有的進程間通信方式,它是采用mmp函數(shù)將進程的用戶空間與內(nèi)核空間的一塊內(nèi)存區(qū)域進行映射,免去了一次數(shù)據(jù)拷貝,相比Linux上的傳統(tǒng)IPC具有高效、安全的優(yōu)點。本文結(jié)合AIDL與bindService函數(shù),在Android體系的應用層和Framework層,對Binder通信進行深入剖析,以加深對Binder的了解。
AIDL
AIDL是Android接口描述語言,它也是一個工具,能幫助我們自動生成進程間通信的代碼,省去了很多工作。既然它是一個工具,其實也不是必需的。筆者結(jié)合AIDL生成的代碼進行剖析,分析它生成的代碼是如何進程IPC通信的。
AIDL示例
服務端
創(chuàng)建PersonController.aidl
文件:
在src目錄包名com.devnn.libservice
上右鍵點擊創(chuàng)建AIDL文件并全名為PersonController
,就會在aidl目錄下創(chuàng)建同名的aidl文件。
// PersonController.aidl package com.devnn.libservice; import com.devnn.libservice.Person; // Declare any non-default types here with import statements interface PersonController { /** * Demonstrates some basic types that you can use as parameters * and return values in AIDL. */ List<Person> getPersons(); void addPerson(inout Person person); }
形參上的inout修飾表示數(shù)據(jù)可以發(fā)送到服務端進程,而且服務端進程對數(shù)據(jù)的修改,也會同步到客戶端進程。還有另外兩個方式in和out,表示單向的傳輸。當使用in時,服務端對person對象的修改,客戶端是無法感知的。當使用out時,客戶端發(fā)送過去的字段是空的,返回的數(shù)據(jù)是服務端的。
創(chuàng)建Person.aidl
文件:
// Person.aidl package com.devnn.libservice; // Declare any non-default types here with import statements parcelable Person;
創(chuàng)建Person.java
文件,Person類需要實現(xiàn)Parcelable
接口:
package com.devnn.libservice import android.os.Parcel import android.os.Parcelable class Person(var name: String?, var age: Int) : Parcelable { constructor(parcel: Parcel) : this(parcel.readString(), parcel.readInt()) { } /** * 字段寫入順序和讀取順序要保持一致 */ override fun writeToParcel(parcel: Parcel, flags: Int) { parcel.writeString(name) parcel.writeInt(age) } /** * readFromParcel不是必需的,在aidl文件中函數(shù)參數(shù)類型是inout時需要。 */ fun readFromParcel(parcel: Parcel) { name = parcel.readString() age = parcel.readInt() } /** * 默認即可 */ override fun describeContents(): Int { return 0 } companion object CREATOR : Parcelable.Creator<Person> { override fun createFromParcel(parcel: Parcel): Person { return Person(parcel) } override fun newArray(size: Int): Array<Person?> { return arrayOfNulls(size) } } }
創(chuàng)建MyService類繼承Service類:
package com.devnn.libservice import android.app.Application import android.app.Service import android.content.Intent import android.os.Binder import android.os.IBinder import android.os.Build import android.util.Log import java.util.ArrayList class MyService : Service() { override fun onCreate() { super.onCreate() Log.d("MyService", "onCreate") /** * 為了證明是在新進程中運行,將進程名打印出來 * 在android 33設備上運行的。 */ if (Build.VERSION.SDK_INT >= 28) { val processName = Application.getProcessName() Log.d("MyService", "processName=$processName") } } override fun onBind(intent: Intent): IBinder? { Log.d("MyService", "onBind") return binder } private val binder: Binder = object : PersonController.Stub() { override fun getPersons(): List<Person> { Log.d("MyService", "getPersons") val list: MutableList<Person> = ArrayList() list.add(Person("張三", 20)) list.add(Person("李四", 21)) return list } override fun addPerson(person: Person) { Log.d("MyService", "addPerson") Log.d("MyService", "name=${person.name},age=${person.age}") } } }
為了讓MyService
在獨立進程運行,在Manifest聲明時需要注明是新進程:
<manifest xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android" package="com.devnn.libservice"> <application> <service android:name=".MyService" android:process="com.devnn.libservice.MyService"></service> </application> </manifest>
android:process=“com.devnn.libservice.MyService” 表示是獨立進程,用冒號開頭就示是子進程或叫私有進程,不用冒號開頭表示是獨立進程。注意進程名中間不能用冒號,比如這種就不行:com.devnn.xxx:MyService。
以上代碼是在單獨的libservice module
中編寫的,結(jié)構(gòu)如下:
客戶端
在app
module中創(chuàng)建客戶端代碼,命名為ClientActivity
,只有三個按鈕,id分別btn1
、btn2
、btn3
,功能分別對應bindService
、getPersons
、addPersons
,代碼如下:
package com.devnn.demo import android.content.ComponentName import android.content.Context import android.content.Intent import android.content.ServiceConnection import android.os.Bundle import android.os.IBinder import android.util.Log import androidx.appcompat.app.AppCompatActivity import com.devnn.libservice.Person import com.devnn.libservice.PersonController import com.devnn.demo.databinding.ActivityClientBinding class ClientActivity : AppCompatActivity() { private val binding by lazy { ActivityClientBinding.inflate(this.layoutInflater) } private lateinit var personController: PersonController override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) { super.onCreate(savedInstanceState) setContentView(binding.root) //bindService binding.btn1.setOnClickListener { val intent = Intent().apply { component = ComponentName(this@ClientActivity.packageName, "com.devnn.libservice.MyService") } bindService(intent, serviceConnection, Context.BIND_AUTO_CREATE) } //getPersons binding.btn2.setOnClickListener { personController?.let { val list = it.persons; list?.map { Log.i("ClientActivity", "person:name=${it.name},age=${it.age}") } } } //addPerson binding.btn3.setOnClickListener { personController?.let { val person = Person("王五", 22) it.addPerson(person) } } } private val serviceConnection = object : ServiceConnection { override fun onServiceConnected(name: ComponentName?, service: IBinder?) { Log.i("ClientActivity", "onServiceConnected") personController = PersonController.Stub.asInterface(service) } override fun onServiceDisconnected(name: ComponentName?) { Log.i("ClientActivity", "onServiceDisconnected") } } }
運行界面如下:
客戶端與服務端進程的aidl文件要保持一致,可以將服務端的aidl拷貝到客戶端。如果客戶端在單獨module,并且依賴了service所在的module,也可以不用拷貝aidl。
運行日志
運行后,點擊bindService按鈕輸出日志如下:
在Logcat查看進程列表也出現(xiàn)了2個:
點擊getPersons按鈕,輸出日志如下:
可以看到,客戶端進程可以正常獲取服務端進程的數(shù)據(jù)。
點擊addPerson按鈕,輸出日志如下:
可以看到,服務端進程可以正常接收客戶端進程的發(fā)來的數(shù)據(jù)。
以上是AIDL使用的一個例子,下面分析AIDI通信的過程。
AIDL通信過程分析
項目build后就會自動在build目錄下生成對應的Java代碼:
PersonController.java代碼如下:
/* * This file is auto-generated. DO NOT MODIFY. */ package com.devnn.libservice; // Declare any non-default types here with import statements public interface PersonController extends android.os.IInterface { /** Default implementation for PersonController. */ public static class Default implements com.devnn.libservice.PersonController { /** * Demonstrates some basic types that you can use as parameters * and return values in AIDL. */ @Override public java.util.List<com.devnn.libservice.Person> getPersons() throws android.os.RemoteException { return null; } @Override public void addPerson(com.devnn.libservice.Person person) throws android.os.RemoteException { } @Override public android.os.IBinder asBinder() { return null; } } /** Local-side IPC implementation stub class. */ public static abstract class Stub extends android.os.Binder implements com.devnn.libservice.PersonController { private static final java.lang.String DESCRIPTOR = "com.devnn.libservice.PersonController"; /** Construct the stub at attach it to the interface. */ public Stub() { this.attachInterface(this, DESCRIPTOR); } /** * Cast an IBinder object into an com.devnn.libservice.PersonController interface, * generating a proxy if needed. */ public static com.devnn.libservice.PersonController asInterface(android.os.IBinder obj) { if ((obj==null)) { return null; } android.os.IInterface iin = obj.queryLocalInterface(DESCRIPTOR); if (((iin!=null)&&(iin instanceof com.devnn.libservice.PersonController))) { return ((com.devnn.libservice.PersonController)iin); } return new com.devnn.libservice.PersonController.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 { java.lang.String descriptor = DESCRIPTOR; switch (code) { case INTERFACE_TRANSACTION: { reply.writeString(descriptor); return true; } case TRANSACTION_getPersons: { data.enforceInterface(descriptor); java.util.List<com.devnn.libservice.Person> _result = this.getPersons(); reply.writeNoException(); reply.writeTypedList(_result); return true; } case TRANSACTION_addPerson: { data.enforceInterface(descriptor); com.devnn.libservice.Person _arg0; if ((0!=data.readInt())) { _arg0 = com.devnn.libservice.Person.CREATOR.createFromParcel(data); } else { _arg0 = null; } this.addPerson(_arg0); reply.writeNoException(); if ((_arg0!=null)) { reply.writeInt(1); _arg0.writeToParcel(reply, android.os.Parcelable.PARCELABLE_WRITE_RETURN_VALUE); } else { reply.writeInt(0); } return true; } default: { return super.onTransact(code, data, reply, flags); } } } private static class Proxy implements com.devnn.libservice.PersonController { 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; } /** * Demonstrates some basic types that you can use as parameters * and return values in AIDL. */ @Override public java.util.List<com.devnn.libservice.Person> getPersons() throws android.os.RemoteException { android.os.Parcel _data = android.os.Parcel.obtain(); android.os.Parcel _reply = android.os.Parcel.obtain(); java.util.List<com.devnn.libservice.Person> _result; try { _data.writeInterfaceToken(DESCRIPTOR); boolean _status = mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_getPersons, _data, _reply, 0); if (!_status && getDefaultImpl() != null) { return getDefaultImpl().getPersons(); } _reply.readException(); _result = _reply.createTypedArrayList(com.devnn.libservice.Person.CREATOR); } finally { _reply.recycle(); _data.recycle(); } return _result; } @Override public void addPerson(com.devnn.libservice.Person person) 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 ((person!=null)) { _data.writeInt(1); person.writeToParcel(_data, 0); } else { _data.writeInt(0); } boolean _status = mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_addPerson, _data, _reply, 0); if (!_status && getDefaultImpl() != null) { getDefaultImpl().addPerson(person); return; } _reply.readException(); if ((0!=_reply.readInt())) { person.readFromParcel(_reply); } } finally { _reply.recycle(); _data.recycle(); } } public static com.devnn.libservice.PersonController sDefaultImpl; } static final int TRANSACTION_getPersons = (android.os.IBinder.FIRST_CALL_TRANSACTION + 0); static final int TRANSACTION_addPerson = (android.os.IBinder.FIRST_CALL_TRANSACTION + 1); public static boolean setDefaultImpl(com.devnn.libservice.PersonController impl) { // Only one user of this interface can use this function // at a time. This is a heuristic to detect if two different // users in the same process use this function. if (Stub.Proxy.sDefaultImpl != null) { throw new IllegalStateException("setDefaultImpl() called twice"); } if (impl != null) { Stub.Proxy.sDefaultImpl = impl; return true; } return false; } public static com.devnn.libservice.PersonController getDefaultImpl() { return Stub.Proxy.sDefaultImpl; } } /** * Demonstrates some basic types that you can use as parameters * and return values in AIDL. */ public java.util.List<com.devnn.libservice.Person> getPersons() throws android.os.RemoteException; public void addPerson(com.devnn.libservice.Person person) throws android.os.RemoteException; }
仔細觀察會發(fā)現(xiàn),這個接口有個Stub靜態(tài)抽象內(nèi)部類,里面有一個asInterface
方法、onTransact
方法,Proxy
靜態(tài)內(nèi)部類是我們要關(guān)注的。
客戶端進程調(diào)用 PersonController.Stub.asInterface(service)
這個代碼實際上就返回了Proxy這個代理對象,當調(diào)用getPersons和addPerson方法時,也相當于調(diào)用Proxy代理類里的對應的方法。
拿addPerson
方法舉例,這個方法實際上把JavaBean對象轉(zhuǎn)成了Pacel類型的對象,然后調(diào)用IBinder的transact方法開始進程間通信。
addPerson方法進程間通信調(diào)用的方法如下:
mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_getPersons, _data, _reply, 0);
mRemote
就是通過binderService獲取到的服務端進程的IBinder對象。
第一個參數(shù)Stub.TRANSACTION_getPersons
表示要調(diào)用的方法ID。
第二個參數(shù)_data
就是要發(fā)送給服務端的數(shù)據(jù)
第三個參數(shù)_reply
就是服務端返給客戶端的數(shù)據(jù)。
第四個參數(shù)0
表示是同步的,需要等待服務端返回數(shù)據(jù),1表示異步不需要等待服務端返回數(shù)據(jù)。
整體來說Proxy
這個類就是給客戶端使用的代碼。
Stub
這個類是給服務端使用的代碼。
注意:誰主動發(fā)起通信誰就是客戶端,接收通信是服務端。有時候一個進程同時充當客戶端和服務端,比如app與ams的通信,app既充當客戶端也充當服務端。
Stub
類的onTransact
方法就是服務端被調(diào)用時的回調(diào)函數(shù)。
boolean onTransact(int code, android.os.Parcel data, android.os.Parcel reply, int flags)
第一個參數(shù)code
表示調(diào)用的方法ID
第二個參數(shù)data
表示調(diào)用方發(fā)來的數(shù)據(jù)
第三個參數(shù)reply
表示服務端需要回傳的數(shù)據(jù)
第四個參數(shù)flags表示同步還是異步。
注意這個onTransact
方法是在binder服務端的binder線程池被調(diào)用的,也就是在子線程調(diào)用的。所以上面的MyService
里的getPersons
和addPersons
方法是在子線程里運行的,如果需要與主線程通信還得使用Handler。
經(jīng)過以上分析,可以發(fā)現(xiàn)進程間通信實際上是拿到對方的IBinder引用后,通過調(diào)用IBinder的transact方法發(fā)送和接收Parcel類型數(shù)據(jù)進行通信。AIDL實際上是簡化了Binder調(diào)用的過程,幫助我們自動生成了通信代碼。我們也可以根據(jù)需要,自己編寫相關(guān)代碼通信。
那么客戶端調(diào)用bindServcie
方法是如何拿到服務端進程的IBinder對象呢?這部分涉及到android framewok層,這里把它大致流程分析一下。
bindService流程分析
調(diào)用bindService方法時,實際是調(diào)用ContextWrapper的bindService方法,Activity是繼承于ContextWrapper。下面基于Android 10的源碼,用流程圖表示這個調(diào)用鏈。
整體來說,客戶端進程需要與服務端進程通信,先要獲取服務端的binder對象,這中間需要經(jīng)過AMS(Activity Manager Service)服務作為中介。先向AMS發(fā)起請求(bindService,攜帶ServiceConnection對象),AMS再跟服務端進程通信,服務端進程把binder給到AMS,AMS再通過ServiceConnection的onServiceConnected回調(diào)把binder發(fā)送給客戶端進程??蛻舳双@取到binder就可以調(diào)用transact方法發(fā)送數(shù)據(jù)。
OK,關(guān)于AIDL和Binder進程間通信就介紹到這了。
到此這篇關(guān)于Android Binder進程間通信工具AIDL使用示例深入分析的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Android Binder AIDL內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家!
相關(guān)文章
Android實現(xiàn)瘋狂連連看游戲之狀態(tài)數(shù)據(jù)模型(三)
這篇文章主要為大家詳細介紹了Android實現(xiàn)瘋狂連連看游戲之狀態(tài)數(shù)據(jù)模型,具有一定的參考價值,感興趣的小伙伴們可以參考一下2017-03-03android中寫一個內(nèi)部類來選擇文件夾中指定的圖片類型實例說明
選擇文件夾中指定的圖片類型,本類是用來選擇文件夾中是.jpg類型的圖片具體實現(xiàn)如下,感興趣的朋友可以參考下哈2013-06-06Android基于Sqlite實現(xiàn)注冊和登錄功能
這篇文章主要為大家詳細介紹了Android基于Sqlite實現(xiàn)注冊和登錄功能,文中示例代碼介紹的非常詳細,具有一定的參考價值,感興趣的小伙伴們可以參考一下2022-04-04