Binder學習(三)經過AIDL分析Binder通訊流程

概述

AIDL (Android Interface Definition Language) 是一種接口定義語言，用於生成能夠在Android設備上兩個進程之間進行PC的代碼。若是在一個進程中（例如Activity）要調用另外一個進程中（例如Service）對象的操做，就可使用AIDL生成可序列化的參數，來完成進程間通訊，也就是說，爲了簡化應用層進行IPC操做，Android提供了AIDL這門語言，在學習AIDL這門語言以前，咱們來看一下Android中IPC的具體流程。

IPC具體的實際過程

• Client發起一個請求，阻塞
• Client拿到服務端的Proxy，調用Proxy的相應方法
• Proxy去跟Server進行交互，請求相應的結果
• Proxy拿到結果返回給客戶端

Client跟Proxy進行交互的數據不須要進行序列化，可是Proxy跟Server進行交互的時候必須進行序列化跟反序列化

其實咱們在實際進行IPC的時候並不須要關注Proxy以及Binder Driver，上述模型能夠再次進行抽象

Binder抽象模型

client端：BpBinder.transact()來發送事務請求；
server端：BBinder.onTransact()會接收到相應事務。

正文

數據類型

AIDL默認支持以下數據類型：

• 基本數據類型
• List集合
• Map集合
• String類型
• CharSequence類型

若是定義的類型不是AIDL默認支持的類型，則須要使用Parcelable進行序列化。一類是用來定義parcelable對象，以供其餘AIDL文件使用AIDL中非默認支持的數據類型的。

文件類型

AIDL的文件後綴名爲.aidl，並非以前的.java,不過在使用AIDL進行通訊的過程當中，
aidl文件只是用來定義數據類型跟接口。

使用方法

建立一個Parcelable 對象

public class People implements Parcelable {
    private int age;
    private String gender;
    private String hobby;
    //此處省略若干行代碼
}複製代碼

建立一個AIDL的類

package com.wustor.aidl;
// Declare any non-default types here with import statements
parcelable People;複製代碼

建立一個AIDL的接口

package com.wustor.aidl;
// Declare any non-default types here with import statements
import com.wustor.aidl.People;
interface PeopleManager {
   List<People> getPeople();
  void addPeople(in People people);
}複製代碼

查看PeopleManager.java

Android系統會在".\app\build\generated\source\aidl\debug\com\wustor\aidl"的目錄下生成一個PeopleManager.java文件，這個類就是AIDL的核心，這個類是一個接口，下面先看一下這個接口的結構圖：

PeopleManager

PeopleManager內部實現了PeopleManager.aidl的兩個方法，而且在內部建立了一個叫Stub的內部類，同時Stub也本身維護了一個叫作Proxy的內部類，經過前面對Binder機制的原理分析，咱們其實能夠很明確的知道，Proxy就是服務端的代理類，他做爲一個 中間代理，承載了Client與Server之間的轉化，而Stub類的onTransact方法就是用來接收Proxy的輸入而且把請求結果返回，從而達到代理的做用，因此分析AIDL實際上只須要注重分析一下asInterface，onTransact這兩個方法以及Proxy代理類便可。

asBinder

@Override
        public android.os.IBinder asBinder() {
            return this;
        }複製代碼

返回當前Binder對象

asInterface

此方法位於Client端

/** * Cast an IBinder object into an com.wustor.aidl.PeopleManager interface, * generating a proxy if needed. */
        public static com.wustor.aidl.PeopleManager asInterface(android.os.IBinder obj) {
            if ((obj == null)) {
                return null;
            }
            android.os.IInterface iin = obj.queryLocalInterface(DESCRIPTOR);
            //查看本地是否存在這個類，不存在的話就從新建立
            if (((iin != null) && (iin instanceof com.wustor.aidl.PeopleManager))) {
                return ((com.wustor.aidl.PeopleManager) iin);
            }
            return new com.wustor.aidl.PeopleManager.Stub.Proxy(obj);
        }複製代碼

queryLocalInterface

public IInterface queryLocalInterface(String descriptor) {
        if (mDescriptor.equals(descriptor)) {
            return mOwner;
        }
        return null;
    }

    public void attachInterface(IInterface owner, String descriptor) {
        mOwner = owner;
        mDescriptor = descriptor;
    }複製代碼

首先會調用queryLocalInterface來判斷descriptor跟mDescriptor是否相等，咱們經過查看Binder的源碼能夠看到descriptor就是當前PeopleManager的類名，那麼經過傳遞過來的Binder對象查詢這個類名，實際上就是判斷Server端的BookManager跟Client是否是相同，若是相同就說明Client跟Server是在同一個進程，若是在同一個進程，那麼就直接返回當前的IInterface ，不然返回null，那麼Client端就會本身建立一個Proxy的代理類。

Proxy

getPeople()

static final int TRANSACTION_getPeople = (android.os.IBinder.FIRST_CALL_TRANSACTION + 0);
    static final int TRANSACTION_addPeople = (android.os.IBinder.FIRST_CALL_TRANSACTION + 1);
 @Override
  public java.util.List<com.wustor.aidl.People> getPeople() throws android.os.RemoteException {
                android.os.Parcel _data = android.os.Parcel.obtain();
                android.os.Parcel _reply = android.os.Parcel.obtain();
                java.util.List<com.wustor.aidl.People> _result;
                try {
                    _data.writeInterfaceToken(DESCRIPTOR);
                    //調用transact方法，傳遞參數
                    mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_getPeople, _data, _reply, 0);
                    _reply.readException();
                    //拿到返回結果
                    _result = _reply.createTypedArrayList(com.wustor.aidl.People.CREATOR);
                } finally {
                    _reply.recycle();
                    _data.recycle();
                }
                //返回參數給Client
                return _result;
            }複製代碼

在Client調用，執行Transact方法，當前線程阻塞，服務端的onTransact方法會被調用，從reply中拿到返回值後，線程繼續執行。

addPeoplet

@Override
            public void addPeople(com.wustor.aidl.People people) 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 ((people != null)) {
                        _data.writeInt(1);
                        people.writeToParcel(_data, 0);
                    } else {
                        _data.writeInt(0);
                    }
                    mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_addPeople, _data, _reply, 0);
                    _reply.readException();
                } finally {
                    _reply.recycle();
                    _data.recycle();
                }
            }複製代碼

在Client執行，跟getPeople()方法基本一致，惟一的區別是此方法沒有返回值，因此不須要回寫Client

onTransact

@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_getPeople: {
                    data.enforceInterface(DESCRIPTOR);
                    java.util.List<com.wustor.aidl.People> _result = this.getPeople();
                    reply.writeNoException();
                    reply.writeTypedList(_result);
                    return true;
                }
                case TRANSACTION_addPeople: {
                    data.enforceInterface(DESCRIPTOR);
                    com.wustor.aidl.People _arg0;
                    if ((0 != data.readInt())) {
                        _arg0 = com.wustor.aidl.People.CREATOR.createFromParcel(data);
                    } else {
                        _arg0 = null;
                    }
                    this.addPeople(_arg0);
                    reply.writeNoException();
                    return true;
                }
            }
            return super.onTransact(code, data, reply, flags);
        }複製代碼

運行在Server端，當Client端發起跨進程請求的時候，系統底層會返回Proxy代理，而後經過代理執行Client的方法，就會調用此方法。注意這個方法會從data取傳遞過來的參數，而後經過code判斷須要執行哪個方法，執行完畢後，就返回值寫入reply中，此方法的返回值代表IPC請求是否成功。

總結

經過分析AIDL的原理，從而能夠進一步理解Binder機制，總結一下，Android中利用Binder機制。

BInder工做機制

經過觀察這張圖，咱們能夠AIDL底層對Binder機制進行了封裝，讓Android中的IPC通訊機制更加簡單方便，固然，咱們也能夠本身動手寫，固然Android中還有別的不少IPC通訊方式，例如Messenger等，。若是想實現Binder機制進行通訊，只須要Server(在Android裏面大多數使用Service來建立一個Server)端返回一個Binder對象，而後將調用asInterface將Binder對象傳遞過來便可。

參考資料

Android開發藝術探索