AIDL浅析

AIDL(Android Interface Definition Language),即Android接口定义语言。为了实现Android系统中进程与进程之间的通信(IPC),而提供的一种通信方式。

建立步骤

AndroidStudio为例,具体步骤如下:

  1. java同级目录下创建一个名为aidl的目录;
  2. 创建一个aidl文件;
  3. 执行rebuild project即可自动生成.java文件,它的完整路径是:app->build->generated->source->aidl->debug->com->lypeer->ipcclient->BookManager.jav
图1.png

图2.png

类图

类图.png

在AIDL接口中有静态内部类类Stub和add()、subtraction()方法,在静态内部类中存在内部类Proxy。

代码分析

  1. RemoteService初始化的执行流程是RemoteService()->onCreate()->onBind(),这里我们将AIDL定义的接口方法进行了重写,实现了具体功能。接着在onBind()方法里将Stub对象即IBinder对象返回出去。
public class RemoteService extends Service {
    private IBinder iBinder;
    public RemoteService() {
    }
    @Override
    public void onCreate() {
        super.onCreate();
        //初始化Binder,就是初始化Stub,就是将Stub中的DESCRIPTION描述标识依附到到Interface中记录下来。方便客户端获取AIDL对象,调用接口方法。
        iBinder = new MyBinder();
    }

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

    class MyBinder extends IMyAidlInterface.Stub{
        @Override
        public void add(int a, int b) throws RemoteException {
              //add()方法的具体实现
        }
        @Override
        public int subtraction(int a, int b) throws RemoteException {
              ////subtraction()方法的具体实现
            return 0;
        }
    }
}
  1. 客户端调用bindService以后,Service中的onCreate()、onBinder()方法依次执行。会将IBinder对象返回到onServiceConnected方法中。从而借助于Stub中的asInterface方法去获取本地AIDL对象或者实例化Proxy获取远程AIDL对象,进而调用接口中的方法。
//绑定服务
bindService(new Intent(this, RemoteService.class), new ServiceConnection() {
    @Override
    public void onServiceConnected(ComponentName componentName, IBinder iBinder) {
        //在RemoteService初始化的时候会生成IBinder对象,服务连接成功会返回IBinder。

        //通过IMyAidlInterface.Stub中的asInterface方法根据Stub的DESCRIPTOR获取AIDL对象,调用接口中的方法
        IMyAidlInterface aidlInterface = IMyAidlInterface.Stub.asInterface(iBinder);
        try {
            aidlInterface.add(1,1);
        } catch (RemoteException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    @Override
    public void onServiceDisconnected(ComponentName componentName) {

    }
},BIND_AUTO_CREATE);
  1. asInterface方法中执行了很重要的代码,它会先根据DESCRIPTION搜索本地是否存在AIDL对象,如果存在,则return;否则就实例化Proxy,创建远程IBinder代理对象。
/**
 * Cast an IBinder object into an com.yolo.h5demo.IMyAidlInterface interface,
 * generating a proxy if needed.
 */
public static com.yolo.h5demo.IMyAidlInterface asInterface(android.os.IBinder obj) {
    if ((obj == null)) {
        return null;
    }
        //搜索本地是否已经有可用的对象了
    android.os.IInterface iin = obj.queryLocalInterface(DESCRIPTOR);
    if (((iin != null) && (iin instanceof com.yolo.h5demo.IMyAidlInterface))) {
        return ((com.yolo.h5demo.IMyAidlInterface) iin);
    }
        //新建远程Proxy对象,内部实例化Binder
    return new com.yolo.h5demo.IMyAidlInterface.Stub.Proxy(obj);
}
  1. Proxy就是客户端和服务端通信的代理类了,通过transact方法处理客户端与服务端的数据流。正是由于asInterface获取到IBinder代理对象即Proxy,才会执行transact方法将客户端数据和请求发送到服务端。
@Override
public void add(int a, int b) throws android.os.RemoteException {
    //_data用来存储流向服务端的数据流,
    //_reply用来存储服务端流回客户端的数据流
    android.os.Parcel _data = android.os.Parcel.obtain();
    android.os.Parcel _reply = android.os.Parcel.obtain();
    try {
        _data.writeInterfaceToken(DESCRIPTOR);
        _data.writeInt(a);
        _data.writeInt(b);
        ////调用 transact() 方法将方法id和两个 Parcel 容器传过去
        mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_add, _data, _reply, 0);
        ////从_reply中取出服务端执行方法的结果
        _reply.readException();
    } finally {
        _reply.recycle();
        _data.recycle();
    }
}
  1. 服务端则根据参数,通过switch语句执行不同操作,调用服务端中对应的方法,并将返回结果写入reply流
@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_add: {
            data.enforceInterface(DESCRIPTOR);
            int _arg0;
            _arg0 = data.readInt();
            int _arg1;
            _arg1 = data.readInt();
            this.add(_arg0, _arg1);
            reply.writeNoException();
            return true;
        }
        case TRANSACTION_subtraction: {
            data.enforceInterface(DESCRIPTOR);
            int _arg0;
            _arg0 = data.readInt();
            int _arg1;
            _arg1 = data.readInt();
            int _result = this.subtraction(_arg0, _arg1);
            reply.writeNoException();
            reply.writeInt(_result);
            return true;
        }
    }
    return super.onTransact(code, data, reply, flags);
}

补充

正如《Android内核剖析》一书所言:重载onTransact()函数的主要内容是把onTransact()函数的参数转换为服务函数的参数,而 onTransact()函数的参数来源是客户端调用transact()函数时输入的,因此,如果transact()有固定格式的输入,那么onTransact()就会有固定格式的输出。

Binder框架

客户端访问远程服务,都需要通过mRemote对象,并调用transact方法。而在Binder驱动中也重载了transact方法。

对开发人员而言,客户端似乎直接调用了远程服务的Binder,而事实上是通过底层Binder驱动进行了中转。即存在两个Binder对象,一个是服务端的,另一个是Binder驱动中的。注意服务端会产生一个隐藏线程处理消息。

各位大神,有描述不对之处还望指正!

参考资料
Binder底层原理与架构设计剖析
AIDL

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