Android Review - Binder機制（二）

前一篇我們從理論上來了解Android的Binder機制，本篇從實戰來深入了解Android的Binder機制。

Binder的使用

Binder依賴于Service，在組件(Activity)中通過bindService()，就可以獲取Service中的Binder對象，實現Service與Activity的通信。

服務分為本地服務和遠程服務，都可以使用Binder。

一：本地服務
在本地服務中使用Binder，只需要兩步：

  1. 聲明一個Service，重寫onBind()，返回一個繼承Binder的自定義對象;
  2. 聲明一個ServiceConnection，重寫onServiceConnected()，獲取IBinder對象，然后調用Activity的bindService();

聲明Service：

class ServiceWithBinder : Service() {

    private val TAG = "ServiceWithBinder"

    class InnerBinder : Binder() {

        @Throws(RemoteException::class)
        fun multiply(x: Int, y: Int): Int {
            return x * y
        }

        @Throws(RemoteException::class)
        fun divide(x: Int, y: Int): Int {
            return x / y
        }
    }

    override fun onBind(t: Intent): IBinder? {
        Log.e(TAG, "onBind")
        return InnerBinder()
    }
}

在Activity中綁定服務：

fun myBindService() {
   val mServiceConnBinder = object : ServiceConnection {
        override fun onServiceDisconnected(name: ComponentName) {
            Log.e(TAG, "onServiceDisconnected Binder")
            binderInterface = null
        }

        override fun onServiceConnected(name: ComponentName, service: IBinder) {
            Log.e(TAG, "onServiceConnected Binder")
            binderInterface = service as ServiceWithBinder.InnerBinder
            //調用服務的方法
            binderInterface?.multiply(3,2)
        }
    }
    val intentBinder = Intent(this, ServiceWithBinder::class.java)
    //此時使用bindService開啟服務
   bindService(intentBinder, mServiceConnBinder, Context.BIND_AUTO_CREATE)
    //銷毀服務
   unbindService(mServiceConnBinder)
}

二：遠程服務
在遠程服務中使用Binder，需要三步：創建aidl、聲明Service、調用bindService。

1.創建aidl
aidl是進程間通信接口，需要在客戶端(聲明Service的應用)和服務端(調用Service的應用)同時聲明，并且要完全一致。

首先，在服務端端創建aidl：選中項目目錄->右鍵選中new->然后選中AIDL->填寫文件名(比如：ICalcAIDL)->修改aidl的代碼。

// ICalcAIDL.aidl
package com.pmm.demo.advanced;

// Declare any non-default types here with import statements
interface ICalcAIDL {
    int add(int x , int y);
    int min(int x , int y );
}

然后，在客戶端創建aidl，步驟同上。客戶端的aidl要與服務端的一模一樣，包括包名、類名、方法。

然后，選中Build->Make Project，編譯整個工程，就會在build/generated/source/aidl/debug目錄下生產一個名為ICalcAIDL的接口。

2.聲明Service
在服務端，聲明一個類(比如：MyStub)繼承ICalcAIDL.Stub(ICalcAIDL的代理類，系統幫我們生成的)，然后聲明一個繼承Service的類，在onBind()中返回MyStub對象。

class ServiceWithAIDL : Service() {

    private val TAG = "ServiceWithAIDL"

    private val mBinder = object : ICalcAIDL.Stub() {

        @Throws(RemoteException::class)
        override fun add(x: Int, y: Int): Int {
            return x + y
        }

        @Throws(RemoteException::class)
        override fun min(x: Int, y: Int): Int {
            return x - y
        }
    }

    override fun onBind(t: Intent): IBinder? {
        Log.e(TAG, "onBind")
        return mBinder
    }
}

3.調用bindService
在客戶端，聲明一個匿名內部類ServiceConnection，重寫onServiceConnected()，通過ICalcAIDL.Stub.asInterface(iBinder)獲取服務端的ICalcAIDL對象。

fun myBindService() {
   val mServiceConnAIDL = object : ServiceConnection {
        override fun onServiceDisconnected(name: ComponentName) {
            Log.e(TAG, "onServiceDisconnected AIDL")
            mCalcAidl = null
        }

        override fun onServiceConnected(name: ComponentName, service: IBinder) {
            Log.e(TAG, "onServiceConnected AIDL")
            mCalcAidl = ICalcAIDL.Stub.asInterface(service)
           //調用服務的方法
            mCalcAidl?.add(3, 2)
        }
    }
    val intentBinder = Intent(this, ServiceWithAIDL::class.java)
    //此時使用bindService開啟服務
   bindService(intentBinder, mServiceConnAIDL, Context.BIND_AUTO_CREATE)
    //銷毀服務
    unbindService(mServiceConnAIDL)
}

AIDL機制

aidl是進程間通信接口，它不是Java的類，更像一種協議。它的作用是讓AS自動生成Binder類，供客戶端調用。

aidl文件編譯后，會生成一個Java接口，分為3層：ICalcAIDL、Stub、Proxy。

package com.pmm.demo.advanced;

public interface ICalcAIDL extends android.os.IInterface {
   //具體的Binder類
    public static abstract class Stub extends android.os.Binder implements com.pmm.demo.advanced.ICalcAIDL {
        ·······
           //代理類
        private static class Proxy implements com.pmm.demo.advanced.ICalcAIDL {
            ·······
        }
    }

    //加
    public int add(int x, int y) throws android.os.RemoteException;
    //減
    public int min(int x, int y) throws android.os.RemoteException;
}

下面是生成類ICalcAIDL的結構圖

ICalcAIDL的結構圖

1.ICalcAIDL
ICalcAIDL就是aidl文件中聲明的接口，也就是我們要給客戶端調用的功能。

2.Sub
Stub是一個使用ICalcAIDL裝飾的Binder類，是我們實際傳遞給客戶端的對象。通過Stub，客戶端就可以調用ICalcAIDL的方法。

首先是DESCRIPTOR，默認值是包名+類名，作用是在IBinder中查找ICalcAIDL接口。

private static final java.lang.String DESCRIPTOR = "com.pmm.demo.advanced.ICalcAIDL";

然后是asInterface()，作用是返回Proxy對象，也就是把ICalcAIDL對象返回給客戶端。我們注意到一般obj都是對應服務的指引，然后傳遞給Proxy對象。

public static com.pmm.demo.advanced.ICalcAIDL asInterface(android.os.IBinder obj) {
    if ((obj == null)) {
        return null;
    }
    android.os.IInterface iin = obj.queryLocalInterface(DESCRIPTOR);
    if (((iin != null) && (iin instanceof com.pmm.demo.advanced.ICalcAIDL))) {
        return ((com.pmm.demo.advanced.ICalcAIDL) iin);
    }
    //返回Proxy對象
    return new com.pmm.demo.advanced.ICalcAIDL.Stub.Proxy(obj);
}

然后是onTransact()，作用是處理客戶端的請求，并將處理結果返回給客戶端。

@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) {
        //用來指定DESCRIPTOR，從而確定需要通訊的接口
        case INTERFACE_TRANSACTION: {
            reply.writeString(descriptor);
            return true;
        }
        //用來處理ICalcAIDL的add()
        case TRANSACTION_add: {
            //說明data正準備給指定DESCRIPTOR的接口使用
            data.enforceInterface(descriptor);
            int _arg0;
            _arg0 = data.readInt();
            int _arg1;
            _arg1 = data.readInt();
            int _result = this.add(_arg0, _arg1);
            //說明當前操作沒有出現異常
            reply.writeNoException();
            reply.writeInt(_result);
            return true;
        }
         //用來處理ICalcAIDL的min()
        case TRANSACTION_min: {
            data.enforceInterface(descriptor);
            int _arg0;
            _arg0 = data.readInt();
            int _arg1;
            _arg1 = data.readInt();
            int _result = this.min(_arg0, _arg1);
            reply.writeNoException();
            reply.writeInt(_result);
            return true;
        }
        default: {
            return super.onTransact(code, data, reply, flags);
        }
    }
}

3.Proxy
Proxy，顧名思義，就是ICalcAIDL的代理類，用來實現ICalcAIDL的方法。Proxy的作用是將需要傳遞的參數轉化為Parcel,從而跨進程傳輸。

我們來看下核心代碼，只顯示add()，不顯示min方法。

private static class Proxy implements com.pmm.demo.advanced.ICalcAIDL {
    private android.os.IBinder mRemote;

    Proxy(android.os.IBinder remote) {
        mRemote = remote;
    }

    @Override
    public int add(int x, int y) throws android.os.RemoteException {
        android.os.Parcel _data = android.os.Parcel.obtain();
        android.os.Parcel _reply = android.os.Parcel.obtain();
        int _result;
        try {
            //用來標識_data是給含有DESCRIPTOR標志的Binder接口的參數
            _data.writeInterfaceToken(DESCRIPTOR);
            _data.writeInt(x);
            _data.writeInt(y);
            //調用Stub的transact，處理add請求
            mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_add, _data, _reply, 0);
            _reply.readException();
            //獲取Stub的處理結果
            _result = _reply.readInt();
        } finally {
            _reply.recycle();
            _data.recycle();
        }
        return _result;
    }
}

我們可以看到，前面asInterface(obj)傳遞進來的對象，是我們代理里真正的執行對象。比如：mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_add, _data, _reply, 0);

AIDL其實通過我們寫的aidl文件，幫助我們生成了一個接口，一個Stub類用于服務端，一個Proxy類用于客戶端調用。

客戶端使用AIDL接口的asInterface()獲取對應的代理，代理調用對應的方法，方法里都有mRemote.transact()進行具體的調用發消息給服務器，最后服務端對應Binder對象中的onTransact()來處理客戶端的請求，并將處理結果返回給客戶端。

PS：本文整理自以下博客
安卓移動架構07-Binder核心機
Android aidl Binder框架淺析

若有發現問題請致郵 caoyanglee92@gmail.com

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