Android进程间通信，AIDL工作原理

1.前言

最近看了AIDL的使用方法，为了加深对AIDL的理解，所以有了手动去编写AIDL生成的Java文件。不需要系统自动帮我们创建文件。大家看的时候，可以对照着AIDL生成的Java文件去看，看看有哪些不同的地方。

为了模拟进程间通信，我们为service单独设置一个进程。这里我是将service和client写在了同一个app里面。

2.清单文件和实体类

2.1 清单文件

<service
    android:name=".binder.BookManagerService"
    android:enabled="true"
    android:exported="false"
    android:process=":remote" />
......
<service
    android:name=".binder.BookManagerService"
    android:enabled="true"
    android:exported="false"
    android:process="com.sample.binderstudy.remote" />

这里通过process为service指定另外一个进程，用":"指定的进程，是在进程名前面加上当前应用的包名，并且使用":"指定的进程，属于当前应用的私有进程，其他应用的组件不可以和它跑在同一个进程中。而通过"."去指定完整的进程名，这个进程属于全局的进程，这个时候开启的进程是允许其他进程通过UID与它跑在同一个进程的。两种写法都可以，我们随意选择一种就好了。

2.2 实体类

package com.sample.binderstudy.binder;

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

class Book implements Parcelable {
    private int price;
    private String name;

    public Book(int price, String name) {
        this.price = price;
        this.name = name;
    }

    protected Book(Parcel in) {
        price = in.readInt();
        name = 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];
        }
    };

    public int getPrice() {
        return price;
    }

    public void setPrice(int price) {
        this.price = price;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Book{" +
                "price=" + price +
                ", name='" + name + '\'' +
                '}';
    }

    @Override
    public int describeContents() {
        return 0;
    }

    @Override
    public void writeToParcel(Parcel dest, int flags) {
        dest.writeInt(price);
        dest.writeString(name);
    }
}

进行传输的实体类，需要实现Parcelable接口。

3.服务端

3.1 IBookManager

import android.os.RemoteException;

import java.util.List;

public interface IBookManager extends IInterface {

    String DESCRIPTOR = "com.sample.binderstudy.binder.IBookManager";

    int TRANSACTION_addBook = (android.os.IBinder.FIRST_CALL_TRANSACTION + 0);
    int TRANSACTION_listBook = (android.os.IBinder.FIRST_CALL_TRANSACTION + 1);

    void addBook(Book book) throws RemoteException;
    List<Book> listBook() throws RemoteException;
}

这里IBookManager继承IInterface。DESCRIPTOR用来描述Binder的唯一标识，一般以当前Binder的类名标识。接口里面定义了两个方法，并且定义了两个int变量，用来标识请求的是哪一个方法。

3.2 BookManagerImpl

package com.sample.binderstudy.binder;

import android.os.Binder;
import android.os.IBinder;
import android.os.IInterface;
import android.os.Parcel;
import android.os.RemoteException;
import android.support.annotation.NonNull;
import android.util.Log;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class BookManagerImpl extends Binder implements IBookManager {

    private static final String TAG = "BookManagerImpl";

    private List<Book> books = new ArrayList<>();

    public BookManagerImpl() {
        this.attachInterface(this, DESCRIPTOR);
    }

    @Override
    public IBinder asBinder() {
        return this;
    }

    public static IBookManager asInterface(android.os.IBinder obj) {
        if (obj == null) {
            return null;
        }
        IInterface iin = obj.queryLocalInterface(DESCRIPTOR);
        if ((iin != null) && (iin instanceof IBookManager)) {
            return (IBookManager) iin;
        }
        return null;
    }

    @Override
    public void addBook(Book book) throws RemoteException {
        Log.d(TAG, "service addBook :" + book.toString());
        books.add(book);
    }

    @Override
    public List<Book> listBook() throws RemoteException {
        Log.d(TAG, "service listBook :");
        return books;
    }

    /**
     * 服务端，接收远程消息，处理onTransact方法
     **/
    @Override
    protected boolean onTransact(int code, @NonNull Parcel data, Parcel reply, int flags) throws RemoteException {
        switch (code) {
            case INTERFACE_TRANSACTION: {
                reply.writeString(DESCRIPTOR);
                return true;
            }
            case TRANSACTION_addBook: {
                data.enforceInterface(DESCRIPTOR);
                Book _arg0;
                if ((0 != data.readInt())) {
                    _arg0 = Book.CREATOR.createFromParcel(data);
                } else {
                    _arg0 = null;
                }
                this.addBook(_arg0);
                reply.writeNoException();
                return true;
            }
            case TRANSACTION_listBook: {
                data.enforceInterface(DESCRIPTOR);
                java.util.List<Book> _result = this.listBook();
                reply.writeNoException();
                reply.writeTypedList(_result);
                return true;
            }
        }
        return super.onTransact(code, data, reply, flags);
    }
}

这里需要注意的就是asInterface方法，这个方法是用来将服务端的Binder对象转化为客户端所需要的IBookManager接口对象，如果服务器和客户端位于相同的进程，则可以直接进行转化，如果不是，那么需要进行远程调用。这里是直接返回的null，为了更好的去区分服务端与客户端，所以将Proxy类单独抽出来了。

由于这里的BookManagerImpl是一个常规类，方法是直接在里面实现的，与AIDL文件自动生成的Java文件不同的是，Stub是一个抽象类，继而将方法接着抽象了，将方法转移到了Service里面让用户自己去实现。

3.3 BookManagerService

package com.sample.binderstudy.binder;

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

public class BookManagerService extends Service {

    private final BookManagerImpl bookManager = new BookManagerImpl();

    @Override
    public void onCreate() {
        super.onCreate();
        new Thread(new AutoTask()).start();
    }

    @Override
    public IBinder onBind(Intent intent) {
        return bookManager;
    }

    private class AutoTask implements Runnable {
        @Override
        public void run() {
            int index = 0;
            boolean done = false;
            try {
                while (!done) {
                    index++;
                    bookManager.addBook(new Book(index, "Hello" + index));
                    Thread.sleep(2000);
                    if (index == 50) {
                        done = true;
                    }
                }
            } catch (RemoteException | InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

}

因为代码都在BookManagerImpl里面实现了，所以服务里面的代码异常的简洁，这与我们通过AIDL去写的时候有一点不同，不同的是实现的方法转移到BookManagerImpl里面去了。

在onCreate方法里面启动了一个线程，去模拟书籍的添加。

4.客户端

4.1 BookManagerActivity

package com.sample.binderstudy.binder;

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 com.sample.binderstudy.R;

public class BookManagerActivity extends AppCompatActivity {
    private static final String TAG = "BookManagerActivity";

    IBookManager bookManager;

    ServiceConnection serviceConnection = new ServiceConnection() {
        @Override
        public void onServiceConnected(ComponentName name, IBinder service) {
            bookManager = BookManagerImpl.asInterface(service);
            Log.d(TAG, (bookManager == null) + "");
            if (bookManager == null) {
                bookManager = new BookManagerProxy(service);
            }
            try {
                for (Book book : bookManager.listBook()) {
                    Log.e(TAG, "book :" + 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_book_manager);
        bindService(new Intent(this, BookManagerService.class), serviceConnection, Context.BIND_AUTO_CREATE);
    }
}

代码也比较简洁，在onCreate里面去绑定我们的远程服务，这个时候onServiceConnected里面会返回远程服务的Binder对象，然后通过BookManagerImpl.asInterface(service)去转化这个Binder对象，如果返回值为空，表示请求的是远程服务，那么我们需要自己手动去初始化BookManagerProxy，然后在这个类里面去进程远程调用。

通过AIDL生成的Java类，是直接在asInterface里面去调用的Proxy这个类，这个类严格意义上来说是跑在客户端的进程里面的，所以我才将其从BookManagerImpl里面抽出来了。AIDL那么做，应该是出于一个封装的思路吧，并且将接口里面要实现的方法抛给了用户自己去实现，这真的是一个很nice的思路，反正我是写不出来的~

4.2 BookManagerProxy

package com.sample.binderstudy.binder;

import android.os.Binder;
import android.os.IBinder;
import android.os.Parcel;
import android.os.RemoteException;

import java.util.List;

public class BookManagerProxy extends Binder implements IBookManager{

    private IBinder mRemote;

    BookManagerProxy(IBinder mRemote) {
        this.mRemote = mRemote;
    }

    @Override
    public IBinder asBinder() {
        return mRemote;
    }

    public String getInterfaceDescriptor() {
        return DESCRIPTOR;
    }

    @Override
    public void addBook(Book book) throws RemoteException {
        Parcel _data = Parcel.obtain();
        Parcel _reply = Parcel.obtain();
        try {
            _data.writeInterfaceToken(DESCRIPTOR);
            if ((book != null)) {
                _data.writeInt(1);
                book.writeToParcel(_data, 0);
            } else {
                _data.writeInt(0);
            }
            mRemote.transact(IBookManager.TRANSACTION_addBook, _data, _reply, 0);
            _reply.readException();
        } finally {
            _reply.recycle();
            _data.recycle();
        }
    }

    @Override
    public List<Book> listBook() throws RemoteException {
        Parcel _data = Parcel.obtain();
        Parcel _reply = Parcel.obtain();
        List<Book> _result;
        try {
            _data.writeInterfaceToken(DESCRIPTOR);
            mRemote.transact(TRANSACTION_listBook, _data, _reply, 0);
            _reply.readException();
            _result = _reply.createTypedArrayList(Book.CREATOR);
        } finally {
            _reply.recycle();
            _data.recycle();
        }
        return _result;
    }
}

在BookManagerProxy里面，mRemote.transact()去进行远程操作请求。方法的实现则是在BookManagerImpl的onTransact方法里面，这样就完成了进程间的通信。

5.总结

总体来说，代码与AIDL文件生成的类文件并无差异，只是类的结构稍有改变，通过AIDL生成的Java文件，创建的Stub是一个抽象类，这个类将方法的实现抛给了用户自己去实现，而我是直接在BookManagerImpl里面实现的，然后将Stub.Proxy类给分离出来了，给拿到了客户端。虽然我的这种做法比较麻烦，但是是为了更好的理解AIDL才这么去修改代码结构的。

最后呢，AIDL的底层也还是使用Binder来实现的，这个比较复杂，有机会一探究竟。

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