AIDL是 Android Interface definition language的縮寫，即：Android接口定義語言。
進(jìn)程隔離：不同進(jìn)程間不可以相互訪問內(nèi)存空間，要想相互調(diào)用，必須要進(jìn)行進(jìn)程間通信。
本篇中不涉及Binder的底層原來，但是要理解一個(gè)知識(shí)點(diǎn)：客戶端進(jìn)程持有BinderProxy類的對(duì)象，通過Binder驅(qū)動(dòng)，向?qū)?yīng)的運(yùn)行在服務(wù)端進(jìn)程中的Binder對(duì)象發(fā)送消息（執(zhí)行遠(yuǎn)程方法調(diào)用）。可以類比java的Socket編程中的，Socket 向SocketServer發(fā)送消息的過程，不過Binder不僅僅是發(fā)送報(bào)文消息那么簡單，他對(duì)遠(yuǎn)程方法調(diào)用實(shí)現(xiàn)了封裝。
注：這不是一篇介紹如何使用AIDL的文章（如果想學(xué)習(xí)aidl如何使用移步官網(wǎng)案例，任玉剛博客），這篇文章主要解讀編譯系統(tǒng)根據(jù)aidl文件生成的java代碼，目的是為了將來讀懂ActivityManagerService的源碼。
AIDL生成代碼解析
為了便于閱讀生成的代碼，我們來寫一個(gè)最最簡單的AIDL，讓服務(wù)端為我們實(shí)現(xiàn)兩個(gè)數(shù)相加的功能。客戶端界面如下：
首先定義AIDL接口：
// ICalculate.aidl
package me.febsky.aidl;
interface ICalculate {
int add(int a, int b);
}
然后在AndroidStudio中運(yùn)行Build-->Rebuild Project或者點(diǎn)擊Gradle同步按鈕，這時(shí)候會(huì)在app-->build-->generated-->source-->aidl下面生成ICalculate.java這個(gè)類。這些代碼是自動(dòng)生成的，不可修改，應(yīng)該說改了也不起作用，下次編譯還會(huì)被覆蓋。
打開這個(gè)類文件，來看下生成的源碼（為了便于閱讀，在Mac上可以按command+alt + L來格式化代碼），現(xiàn)在摘錄代碼如下：
/*
* This file is auto-generated. DO NOT MODIFY.
* Original file: /Users/liuqiang/Desktop/AIDL/app/src/main/aidl/me/febsky/aidl/ICalculate.aidl
*/
package me.febsky.aidl;
public interface ICalculate extends android.os.IInterface {
/**
* Local-side IPC implementation stub class.
*/
public static abstract class Stub extends android.os.Binder implements me.febsky.aidl.ICalculate {
private static final java.lang.String DESCRIPTOR = "me.febsky.aidl.ICalculate";
/**
* Construct the stub at attach it to the interface.
*/
public Stub() {
this.attachInterface(this, DESCRIPTOR);
}
/**
* Cast an IBinder object into an me.febsky.aidl.ICalculate interface,
* generating a proxy if needed.
*/
public static me.febsky.aidl.ICalculate asInterface(android.os.IBinder obj) {
if ((obj == null)) {
return null;
}
android.os.IInterface iin = obj.queryLocalInterface(DESCRIPTOR);
if (((iin != null) && (iin instanceof me.febsky.aidl.ICalculate))) {
return ((me.febsky.aidl.ICalculate) iin);
}
return new me.febsky.aidl.ICalculate.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_add: {
data.enforceInterface(DESCRIPTOR);
int _arg0;
_arg0 = data.readInt();
int _arg1;
_arg1 = data.readInt();
int _result = this.add(_arg0, _arg1);
reply.writeNoException();
reply.writeInt(_result);
return true;
}
}
return super.onTransact(code, data, reply, flags);
}
private static class Proxy implements me.febsky.aidl.ICalculate {
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 int add(int a, int b) throws android.os.RemoteException {
android.os.Parcel _data = android.os.Parcel.obtain();
android.os.Parcel _reply = android.os.Parcel.obtain();
int _result;
try {
_data.writeInterfaceToken(DESCRIPTOR);
_data.writeInt(a);
_data.writeInt(b);
mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_add, _data, _reply, 0);
_reply.readException();
_result = _reply.readInt();
} finally {
_reply.recycle();
_data.recycle();
}
return _result;
}
}
static final int TRANSACTION_add = (android.os.IBinder.FIRST_CALL_TRANSACTION + 0);
}
public int add(int a, int b) throws android.os.RemoteException;
}
好吧，怪不得Android要搞出AIDL這么個(gè)東西，我在aidl中就寫了一行代碼，系統(tǒng)生成了這么多，要不是系統(tǒng)自動(dòng)生成，每次用到Binder和AIDL進(jìn)行進(jìn)程間通信的時(shí)候，都要手?jǐn)]這么寫重復(fù)代碼。
這些代碼從何看起呢，為了便于從宏觀上觀察生成的代碼，我們折疊一下暫時(shí)不關(guān)心的代碼：
然后是這樣：
最后是這么個(gè)樣子：
從以上代碼來看，在生成的java文件中主要有三個(gè)類：ICalculate，ICalculate.Stub，ICalculate.Proxy。其中Stub是接口ICalculate的靜態(tài)內(nèi)部類，Proxy是Stub的私有靜態(tài)內(nèi)部類（個(gè)人認(rèn)為其實(shí)Stub和Proxy沒有必要一定要做為ICalculate的靜態(tài)內(nèi)部類，這樣放置只是為了便于管理和查看他們之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系）
ICalculate
這個(gè)接口其實(shí)很簡單繼承與IInterface，先不用管這個(gè)IInterface的作用，只看ICalculate的話就是個(gè)普通的接口，這里面有我們定義的add方法，就是定了了我們要在AIDL中實(shí)現(xiàn)的業(yè)務(wù)邏輯。這個(gè)接口其實(shí)為了進(jìn)程間通信，所有定義的是客戶端需要服務(wù)端提供的功能。
ICalculate.Stub
這個(gè)類很重要，它繼承了Binder類，實(shí)現(xiàn)了ICalculate接口。從繼承關(guān)系來看他是一個(gè)具有ICalculate功能的Binder。好，既然是一個(gè)Binder就具有了進(jìn)程間通信的功能。注意這個(gè)類是個(gè)抽象類，它只是定義了Binder的業(yè)務(wù)層通信功能，但是具體的通信內(nèi)容（也就是我們的業(yè)務(wù)方法add方法）并沒有具體實(shí)現(xiàn)，需要子類來實(shí)現(xiàn)。一般Stub的子類在服務(wù)端實(shí)現(xiàn)。
說到這里必須說下Binder，Binder是Android上比較復(fù)雜的一個(gè)東西了。但這里我們不分析Binder的通信原理。只需要知道，Binder和BinderProxy是成對(duì)出現(xiàn)的，客戶端進(jìn)程持有BinderProxy對(duì)象，然后BinderProxy可以和binder驅(qū)動(dòng)交互，binder驅(qū)動(dòng)再去發(fā)消息給Binder對(duì)象從而實(shí)現(xiàn)IPC。
個(gè)人認(rèn)為為了便于理解，完全可以把BinderProxy和Binder類比成javaTCP 中的Socket和SocketServer
看下Binder的源碼結(jié)構(gòu)：
Binder和BinderProxy只是實(shí)現(xiàn)了進(jìn)程間通信功能，具體通信內(nèi)容是啥他不關(guān)心。通信內(nèi)容交給ICalculate.Stub.Proxy 和 ICalculate.Stub的子類來實(shí)現(xiàn)。
在ICalculate.Stub中有幾個(gè)很重要的方法：
- asInterface
- onTransact
首先看看asInterface方法，這個(gè)方法是一個(gè)靜態(tài)方法，我們?cè)赽ind一個(gè)Service之后，在onServiceConnecttion的回調(diào)里面，就是通過這個(gè)方法拿到一個(gè)遠(yuǎn)程的service（這個(gè)Service不是Android的四大組件的那個(gè)Service）的代理（客戶端和服務(wù)端不在同一個(gè)進(jìn)程中的情況下），binderService時(shí)候的代碼如下：
ICalculate calculate;
ServiceConnection connection = new ServiceConnection() {
@Override
public void onServiceConnected(ComponentName name, IBinder service) {
calculate = ICalculate.Stub.asInterface(service);
}
@Override
public void onServiceDisconnected(ComponentName name) {
}
};
//一般情況下，如果是跨進(jìn)程的穿件來的參數(shù)都是BinderProxy類型的
public static me.febsky.aidl.ICalculate asInterface(android.os.IBinder obj) {
//這種情況基本不存在，可以忽略，你傳了個(gè)null進(jìn)來大家還玩啥？
if ((obj == null)) {
return null;
}
android.os.IInterface iin = obj.queryLocalInterface(DESCRIPTOR);
//這個(gè)if來判斷，客戶端和服務(wù)端是不是在一個(gè)進(jìn)程中
//也就是來判斷，傳進(jìn)來的參數(shù)obj是Binder對(duì)象還是BinderProxy對(duì)象
//如果在同一個(gè)進(jìn)程中傳入的是Binder對(duì)象，也即是Stub子類的對(duì)象，以下if語句成立
if (((iin != null) && (iin instanceof me.febsky.aidl.ICalculate))) {
return ((me.febsky.aidl.ICalculate) iin);
}
return new me.febsky.aidl.ICalculate.Stub.Proxy(obj);
}
onTransact后面我們和Proxy 中的transact方法一塊分析。接下來先看Stub.Proxy這個(gè)類。
ICalculate.Stub.Proxy
從代碼中可以看出，這個(gè)類的構(gòu)造方法接收一個(gè)IBinder的實(shí)現(xiàn)類，其實(shí)這里主要是BinderProxy的對(duì)象。然后忽略其他，直接看我們的add方法。前面也提到了，客戶端通過Stub.asInterface 靜態(tài)方法，持有Stub.Proxy 類的對(duì)象，然后和存在于服務(wù)端進(jìn)程中Stub子類的對(duì)象進(jìn)行通信。其實(shí)歸根到底是客戶端BinderProxy和服務(wù)端Binder的通信。
這個(gè)add方法可以解讀為，Stub.Proxy 類的對(duì)象，持有BinderProxy的對(duì)象，通過BinderProxy對(duì)象，像遠(yuǎn)程的Binder對(duì)象發(fā)送消息。看下發(fā)送消息的主要代碼。可以先不用去管Parcel對(duì)象，可以把它看做一個(gè)可以序列化的對(duì)象，或者向遠(yuǎn)程發(fā)送數(shù)據(jù)的載體。把要傳遞給遠(yuǎn)程對(duì)象的參數(shù)放到Parcel中，然后調(diào)用BinderProxy的transact 方法，發(fā)送消息到Stub子類對(duì)象中。
mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_add, _data, _reply, 0);
這個(gè)方法由三個(gè)參數(shù)
- Stub.TRANSACTION_add 方法名的唯一標(biāo)示，告訴遠(yuǎn)程對(duì)象，我要執(zhí)行你的哪個(gè)方法，目前我們的接口中只定義了一個(gè)add方法，
- _data封裝了要調(diào)用的遠(yuǎn)程方法的所有的需要的參數(shù)
- _reply 遠(yuǎn)程方法返回值的載體
- flag 最后一個(gè)參數(shù)是個(gè)flag，默認(rèn)0就可以了，好像是用來指定是不是單向的IPC的
通過以上過程，這樣一個(gè)遠(yuǎn)程方法調(diào)用，就會(huì)通過Binder機(jī)制，把消息（調(diào)用某個(gè)方法）發(fā)送到服務(wù)端進(jìn)程中的相應(yīng)對(duì)象中。我們?cè)诖艘廊缓雎訠inderProxy和Binder之間跨進(jìn)程通信的底層原理，只要知道，BinderProxy通過調(diào)用transact 方法，能通過Binder驅(qū)動(dòng)，發(fā)消息到Binder進(jìn)程就可以了。繼續(xù)分析當(dāng)BinderProxy通過transact 方法發(fā)送消息到服務(wù)端Binder子類對(duì)應(yīng)的進(jìn)程的時(shí)候，Stub的子類是如何接收處理這個(gè)消息的，看Stub類的onTransact方法：
可以看到在這個(gè)方法中有個(gè)switch語句，這個(gè)code就是剛剛在transact中的第一參數(shù)，用了標(biāo)志該調(diào)用哪個(gè)方法。其余方法也和transact 中的一一對(duì)應(yīng)，不再解釋。其實(shí)上面的代碼也很好理解，主要看第二個(gè)case里面語句嗎，先把方法需要參數(shù)從data這個(gè)載體中讀出來，對(duì)應(yīng) BinderProxy transact方法的寫入操作，然后調(diào)用真正的業(yè)務(wù)方法addint _result = this.add(_arg0, _arg1);并把返回值寫入到reply 這個(gè)返回值載體中從而能把方法返回值傳遞個(gè)客戶端。從上面可以看到Stub是個(gè)抽象類，并沒有實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)方法add，這個(gè)要在他的子類中實(shí)現(xiàn)，具體代碼如下：
//注意這個(gè)Service要放到單獨(dú)的進(jìn)程中運(yùn)行
public class CalculateService extends Service {
private ICalculate.Stub calculate = new ICalculate.Stub() {
@Override
public int add(int a, int b) throws RemoteException {
return a + b;
}
};
@Override
public IBinder onBind(Intent intent) {
return calculate;
}
}
【[測(cè)試代碼下載]
(http://download.csdn.net/download/niyingxunzong/9977048)】
測(cè)試效果圖：
重要知識(shí)點(diǎn)
在使用AIDL的時(shí)候，編譯工具會(huì)給我們生成一個(gè)Stub的靜態(tài)內(nèi)部類；這個(gè)類繼承了Binder, 說明它是一個(gè)Binder本地對(duì)象，它實(shí)現(xiàn)了IInterface接口，表明它具有遠(yuǎn)程Server承諾給Client的能力；Stub是一個(gè)抽象類，具體的IInterface的相關(guān)實(shí)現(xiàn)需要我們手動(dòng)完成，這里使用了策略模式。
其中基本的UML類圖如下，類圖中并沒有標(biāo)注出所有的方法，只是標(biāo)注了我們關(guān)心的幾個(gè)：
