参考Android开发艺术探索

Binder

Binder 是Android中的一个类，实现了 IBinder 接口。从IPC的角度来说，Binder是Android中的一种跨进程通信方式。

Android开发中，Binder主要用在Service中，包括AIDL 和 Messenger，其中普通的Binder 不涉及进程间通信，较为简单；而涉及到进程间通信时，Messenger 或者AIDL 就是常见的选择了，其中Messenger底层就是AIDL 来实现的，所以这里就 AIDL来分析一下Binder。

创建AIDL

实体类Book.java

package com.xianjin.loan.aidl;

public class Book implements Parcelable {
    public int bookId;
    public String bookName;

    public Book(int bookId, String bookName) {
        this.bookId = bookId;
        this.bookName = bookName;
    }

    private 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);
    }
}

Book实现了Parcelable接口，用来序列化数据传输。

AIDL中声明Book类

package com.xianjin.loan.aidl;

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

创建 Book.aidl,在里面声明 Book.java，表示Book类已经实例化，使得Book类可以在 aidl 中正常使用。同时我们也可以通过这里的注释来理解：Declare any non-default types here with import statements,就是说 除了Android系统中默认支持的数据类型，需要在这里进行（序列化的）声明。

==注意==：在用Android Studio 的AIDL 快捷方式 创建Book.aidl 时，如果在同一个把目录下，会因为之前创建的Book.java文件而提示命名冲突，这里可以先随意命名然后rename即可 或者 放弃快捷方式 直接通过 new File 的方式创建。

创建IBookManager.aidl

// IBookManager.aidl
package com.xianjin.loan.aidl;

// Declare any non-default types here with import statements
import com.xianjin.loan.aidl.Book;

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

}

IBookManager 中两个方法就是服务端暴露出来，用以与客户端交互的。

到了这里我们的创建工作基本完成了。然后在Android Studio 中执行make，就可以在 build/generrate/aidl目录下看到 IBookManager.java，这个是根据我们的 IBookManager.aidl 自动生成的Java文件。

IBookManager.java

/*
 * This file is auto-generated.  DO NOT MODIFY.
 * Original file: /Users/mac/git/xjd_android/app/src/main/aidl/com/xianjin/loan/aidl/IBookManager.aidl
 */
package com.xianjin.loan.aidl;

public interface IBookManager extends android.os.IInterface {
    /**
     * Local-side IPC implementation stub class.
     */
    public static abstract class Stub extends android.os.Binder implements com.xianjin.loan.aidl.IBookManager {
        private static final java.lang.String DESCRIPTOR = "com.xianjin.loan.aidl.IBookManager";

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

        /**
         * Cast an IBinder object into an com.xianjin.loan.aidl.IBookManager interface,
         * generating a proxy if needed.
         */
        public static com.xianjin.loan.aidl.IBookManager asInterface(android.os.IBinder obj) {
            if ((obj == null)) {
                return null;
            }
            android.os.IInterface iin = obj.queryLocalInterface(DESCRIPTOR);
            if (((iin != null) && (iin instanceof com.xianjin.loan.aidl.IBookManager))) {
                return ((com.xianjin.loan.aidl.IBookManager) iin);
            }
            return new com.xianjin.loan.aidl.IBookManager.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 {
            switch (code) {
                case INTERFACE_TRANSACTION: {
                    reply.writeString(DESCRIPTOR);
                    return true;
                }
                case TRANSACTION_getBookList: {
                    data.enforceInterface(DESCRIPTOR);
                    java.util.List<com.xianjin.loan.aidl.Book> _result = this.getBookList();
                    reply.writeNoException();
                    reply.writeTypedList(_result);
                    return true;
                }
                case TRANSACTION_addBook: {
                    data.enforceInterface(DESCRIPTOR);
                    com.xianjin.loan.aidl.Book _arg0;
                    if ((0 != data.readInt())) {
                        _arg0 = com.xianjin.loan.aidl.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.xianjin.loan.aidl.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;
            }

            @Override
            public java.util.List<com.xianjin.loan.aidl.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.xianjin.loan.aidl.Book> _result;
                try {
                    _data.writeInterfaceToken(DESCRIPTOR);
                    mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_getBookList, _data, _reply, 0);
                    _reply.readException();
                    _result = _reply.createTypedArrayList(com.xianjin.loan.aidl.Book.CREATOR);
                } finally {
                    _reply.recycle();
                    _data.recycle();
                }
                return _result;
            }

            @Override
            public void addBook(com.xianjin.loan.aidl.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();
                }
            }
        }

        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.xianjin.loan.aidl.Book> getBookList() throws android.os.RemoteException;

    public void addBook(com.xianjin.loan.aidl.Book book) throws android.os.RemoteException;
}

在这里做了一下代码的格式化以便浏览，正常开发中因为是自动生成的，我们无需做任何改动，因为这是无意义的，每次编译后都会被覆盖掉。

分析IBookManager.java

乍一看，这个类挺复杂，理一下层级结构之后，还是比较清晰的。

IBookManager 是一个接口，继承了系统接口 IInterface

• IBookManager 包含一个抽象的静态内部类 Stub ，其继承自 Binder 并实现 IBookManager 接口
• IBookManager 还包含了两个方法，就是我们定义在IBookManager.aidl中两个方法

所以我们这里主要分析这个Stub类

DESCRIPTOR

Binder的唯一标识，一般用当前Binder的类名

asInterface(android.os.IBinder obj)

用于将服务端的Binder转换为客户端需要的AIDL接口类型的对象，这种转换需要区分进程的，如果客户端和服务端位于同一个进程中，那么此方法返回的就是服务端的Stub对象本身，否则返回的就是系统封装后的Stub.Proxy 对象。

asBinder

返回当前 Binder 对象。

onTransact

这个方法运行在服务端的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的交给此方法处理。public boolean onTransact(int code, android.os.Parcel data, android.os.Parcel reply, int flags)。服务端通过code 来确定客户端请求的目标方法是什么，接着从 data中取出目标方法所需参数（如果目标方法有参数的话）。

==注意==：如果此方法返回false，那么客户端的请求就会失败，因此我们可以利用这个这个特性来做权限验证，毕竟我们也不希望随便一个进程都可以远程调用我们的服务。

Proxy#getBookList

这个方法运行在客户端，当客户端远程调用此方法时：首先创建该方法所需要的输入型Parcel对象 _data、输出型Parcel 对象 _reply 和返回值对象List；然后把该方法的参数信息写入_data 中（如果有参数的话）；接着调用transact方法来发起RPC（远程过程调用）请求，同时当前线程挂起；然后服务端的 onTransact 方法会被调用，直到 RPC 过程返回后，当前线程继续执行，并从reply中取出RPC 过程的返回结果；最后返回_reply 中的数据。

Proxy#addBook

此方法的执行过程与 getBookList 一样，只不过是 addBook没有返回值，所以它不需要从 _reply中取出返回值。

总结Binder

上述分析过程，提现了Binder 的正常工作机制。这里总结几个注意事项：

• 首先，当客户端发起远程请求时，由于当期线程会被挂起直至服务端进程返回数据，所以如果一个远程方法是很耗时的，那么它不能在UI线程中发起此远程请求；
• 其次，由于服务端的Binder 方法运行在Binder 线程池中，所以 Binder 方法不管是否耗时都应该采用同步的方法去实现，因为它已经运行在一个线程中了。

并且，从上述分析中，我们可以了解到创建 aidl文件的目的 是为了通过工具快速生成代码 也就是这里的 IBookManager.java文件，aidl文件并不是程序运行的必须代码。所以说我们在实现 Binder的时候，也可以抛弃aidl文件，自己手动编写一个 Binder出来。只需要按照上面分析出来的模板代码编写即可。

Binder 死亡讣告

前面我们分析介绍了Binder的工作机制，那么当服务端的 Binder 连接断裂 即Binder 死亡 的时候，客户端的远程调用就会失败，但是我们并不知道 Binder连接已经断裂，这时候客户端的功能就会收到影响。

而为了解决这个问题，Binder 中提供了两个配对的方法 linkToDeath 和 unlinkToDeath，通过 linkToDeath 我们可以给Binder 设置死亡代理，当 Binder 死亡的时候，客户端就会收到通知，这个时候我们就可以重新发起连接请求从而恢复连接。

首先，声明一个 DeathRecipient 对象，DeathRecipient 是一个接口，其内部只有一个方法 binderDied ，我们需要实现这个方法，当 Binder 死亡的时候，系统就会回调这个方法，然后我们就可以移除之前绑定的 binder 代理并重新绑定远程服务。

    private IBookManager mBookManager;
    private IBinder.DeathRecipient mDeathRecipient = new IBinder.DeathRecipient() {
        @Override
        public void binderDied() {
            mBookManager.asBinder().unlinkToDeath(this, 0);
            mBookManager = null;
            // TODO: 这里重新绑定远程 Service
        }
    };

其次，在客户端绑定远程服务之后，给 binder 设置死亡代理：

mService = IBookManager.Stub.asInterface(binder);
binder.unlinkToDeath(mDeathRecipient,0);

其中 linkToDeath 的第二个参数是个标记位，我们直接设为 0 即可。

==另外==，通过 Binder 的方法 isBinderAlive 也可以判断 Binder 是否死亡。

关于AIDL中的注意点

数据类型

• 基本数据类型（int、long、char、boolean、double）
• String 和 CharSequence
• List：只支持ArrayList，里面每个元素都必须能够被 AIDL 支持
• Map：只支持 HashMap，里面每个元素都必须能够被AIDL 支持，包括 key 和 value
• Parcelable：所有实现了 Parcelable接口的对象，自定义的Parcelable 类型，需要在AIDL声明
• AIDL：所有AIDL接口本身也可以在AIDL中使用

参数类型标记

AIDL中除了基本数据类型，其他类型的参数必须标上方向。

• in：输入型参数
• out：输出型参数
• inout：输入输出型参数

我们需要根据实际需要去指定参数类型，不能一概使用 out 和 inout，因为在底层实现是有开销的。

AIDL接口中只支持方法，不支持声明静态常量

• Android Studio中如何创建AIDL