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Android aidl Binder框架浅析
1、概述
Binder能干什么?Binder可以提供系统中任何程序都可以访问的全局服务。这个功能当然是任何系统都应该提供的,下面我们简单看一下Android的Binder的框架
Android Binder框架分为服务器接口、Binder驱动、以及客户端接口;简单想一下,需要提供一个全局服务,那么全局服务那端即是服务器接口,任何程序即客户端接口,它们之间通过一个Binder驱动访问。
服务器端接口:实际上是Binder类的对象,该对象一旦创建,内部则会启动一个隐藏线程,会接收Binder驱动发送的消息,收到消息后,会执行Binder对象中的onTransact()函数,并按照该函数的参数执行不同的服务器端代码。
Binder驱动:该对象也为Binder类的实例,客户端通过该对象访问远程服务。
客户端接口:获得Binder驱动,调用其transact()发送消息至服务器
如果大家对上述不了解,没关系,下面会通过例子来更好的说明,实践是检验真理的唯一标准嘛
2、AIDL的使用
如果对Android比较熟悉,那么一定使用过AIDL,如果你还不了解,那么也没关系,下面会使用一个例子展示AIDL的用法。
我们使用AIDL实现一个跨进程的加减法调用
1、服务端
新建一个项目,创建一个包名:com.zhy.calc.aidl,在包内创建一个ICalcAIDL文件:
package com.zhy.calc.aidl; interface ICalcAIDL { int add(int x , int y); int min(int x , int y ); }
注意,文件名为ICalcAIDL.aidl
然后在项目的gen目录下会生成一个ICalcAIDL.java文件,暂时不贴这个文件的代码了,后面会详细说明
然后我们在项目中新建一个Service,代码如下:
package com.example.zhy_binder; import com.zhy.calc.aidl.ICalcAIDL; import android.app.Service; import android.content.Intent; import android.os.IBinder; import android.os.RemoteException; import android.util.Log; public class CalcService extends Service { private static final String TAG = "server"; public void onCreate() { Log.e(TAG, "onCreate"); } public IBinder onBind(Intent t) { Log.e(TAG, "onBind"); return mBinder; } public void onDestroy() { Log.e(TAG, "onDestroy"); super.onDestroy(); } public boolean onUnbind(Intent intent) { Log.e(TAG, "onUnbind"); return super.onUnbind(intent); } public void onRebind(Intent intent) { Log.e(TAG, "onRebind"); super.onRebind(intent); } private final ICalcAIDL.Stub mBinder = new ICalcAIDL.Stub() { @Override public int add(int x, int y) throws RemoteException { return x + y; } @Override public int min(int x, int y) throws RemoteException { return x - y; } }; }在此Service中,使用生成的ICalcAIDL创建了一个mBinder的对象,并在Service的onBind方法中返回
最后记得在AndroidManifest中注册
<service android:name="com.example.zhy_binder.CalcService" > <intent-filter> <action android:name="com.zhy.aidl.calc" /> <category android:name="android.intent.category.DEFAULT" /> </intent-filter> </service>
这里我们指定了一个name,因为我们一会会在别的应用程序中通过Intent来查找此Service;这个不需要Activity,所以我也就没写Activity,安装完成也看不到安装图标,悄悄在后台运行着。
到此,服务端编写完毕。下面开始编写客户端
2、客户端
客户端的代码比较简单,创建一个布局,里面包含4个按钮,分别为绑定服务,解除绑定,调用加法,调用减法
布局文件:
<LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android" xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools" android:layout_width="match_parent" android:layout_height="match_parent" android:orientation="vertical" > <Button android:layout_width="fill_parent" android:layout_height="wrap_content" android:onClick="bindService" android:text="BindService" /> <Button android:layout_width="fill_parent" android:layout_height="wrap_content" android:onClick="unbindService" android:text="UnbindService" /> <Button android:layout_width="fill_parent" android:layout_height="wrap_content" android:onClick="addInvoked" android:text="12+12" /> <Button android:layout_width="fill_parent" android:layout_height="wrap_content" android:onClick="minInvoked" android:text="50-12" /> </LinearLayout>
主Activity
package com.example.zhy_binder_client; import android.app.Activity; import android.content.ComponentName; import android.content.Context; import android.content.Intent; import android.content.ServiceConnection; import android.os.Bundle; import android.os.IBinder; import android.util.Log; import android.view.View; import android.widget.Toast; import com.zhy.calc.aidl.ICalcAIDL; public class MainActivity extends Activity { private ICalcAIDL mCalcAidl; private ServiceConnection mServiceConn = new ServiceConnection() { @Override public void onServiceDisconnected(ComponentName name) { Log.e("client", "onServiceDisconnected"); mCalcAidl = null; } @Override public void onServiceConnected(ComponentName name, IBinder service) { Log.e("client", "onServiceConnected"); mCalcAidl = ICalcAIDL.Stub.asInterface(service); } }; @Override protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) { super.onCreate(savedInstanceState); setContentView(R.layout.activity_main); } /** * 点击BindService按钮时调用 * @param view */ public void bindService(View view) { Intent intent = new Intent(); intent.setAction("com.zhy.aidl.calc"); bindService(intent, mServiceConn, Context.BIND_AUTO_CREATE); } /** * 点击unBindService按钮时调用 * @param view */ public void unbindService(View view) { unbindService(mServiceConn); } /** * 点击12+12按钮时调用 * @param view */ public void addInvoked(View view) throws Exception { if (mCalcAidl != null) { int addRes = mCalcAidl.add(12, 12); Toast.makeText(this, addRes + "", Toast.LENGTH_SHORT).show(); } else { Toast.makeText(this, "服务器被异常杀死,请重新绑定服务端", Toast.LENGTH_SHORT) .show(); } } /** * 点击50-12按钮时调用 * @param view */ public void minInvoked(View view) throws Exception { if (mCalcAidl != null) { int addRes = mCalcAidl.min(58, 12); Toast.makeText(this, addRes + "", Toast.LENGTH_SHORT).show(); } else { Toast.makeText(this, "服务端未绑定或被异常杀死,请重新绑定服务端", Toast.LENGTH_SHORT) .show(); } } }
很标准的绑定服务的代码。
直接看运行结果:我们首先点击BindService按钮,查看log
08-09 22:56:38.959: E/server(29692): onCreate 08-09 22:56:38.959: E/server(29692): onBind 08-09 22:56:38.959: E/client(29477): onServiceConnected可以看到,点击BindService之后,服务端执行了onCreate和onBind的方法,并且客户端执行了onServiceConnected方法,标明服务器与客户端已经联通
然后点击12+12,50-12可以成功的调用服务端的代码并返回正确的结果
下面我们再点击unBindService
08-09 22:59:25.567: E/server(29692): onUnbind 08-09 22:59:25.567: E/server(29692): onDestroy由于我们当前只有一个客户端绑定了此Service,所以Service调用了onUnbind和onDestory
然后我们继续点击12+12,50-12,通过上图可以看到,依然可以正确执行,也就是说即使onUnbind被调用,连接也是不会断开的,那么什么时候会端口呢?
即当服务端被异常终止的时候,比如我们现在在手机的正在执行的程序中找到该服务:
点击停止,此时查看log
08-09 23:04:21.433: E/client(30146): onServiceDisconnected可以看到调用了onServiceDisconnected方法,此时连接被断开,现在点击12+12,50-12的按钮,则会弹出Toast服务端断开的提示。
说了这么多,似乎和Binder框架没什么关系,下面我们来具体看一看AIDL为什么做了些什么。
3、分析AIDL生成的代码
1、服务端
先看服务端的代码,可以看到我们服务端提供的服务是由
private final ICalcAIDL.Stub mBinder = new ICalcAIDL.Stub() { @Override public int add(int x, int y) throws RemoteException { return x + y; } @Override public int min(int x, int y) throws RemoteException { return x - y; } };
ICalcAILD.Stub来执行的,让我们来看看Stub这个类的声明:
public static abstract class Stub extends android.os.Binder implements com.zhy.calc.aidl.ICalcAIDL
清楚的看到这个类是Binder的子类,是不是符合我们文章开通所说的服务端其实是一个Binder类的实例
接下来看它的onTransact()方法:
@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; } 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; } } return super.onTransact(code, data, reply, flags); }
文章开头也说到服务端的Binder实例会根据客户端依靠Binder驱动发来的消息,执行onTransact方法,然后由其参数决定执行服务端的代码。
可以看到onTransact有四个参数
code , data ,replay , flags
code 是一个整形的唯一标识,用于区分执行哪个方法,客户端会传递此参数,告诉服务端执行哪个方法
data客户端传递过来的参数
replay服务器返回回去的值
flags标明是否有返回值,0为有(双向),1为没有(单向)
我们仔细看caseTRANSACTION_min中的代码
data.enforceInterface(DESCRIPTOR);与客户端的writeInterfaceToken对用,标识远程服务的名称
int _arg0;
_arg0 = data.readInt();
int _arg1;
_arg1 = data.readInt();
接下来分别读取了客户端传入的两个参数
int _result = this.min(_arg0, _arg1);
reply.writeNoException();
reply.writeInt(_result);
然后执行this.min,即我们实现的min方法;返回result由reply写回。
add同理,可以看到服务端通过AIDL生成Stub的类,封装了服务端本来需要写的代码。
2、客户端
客户端主要通过ServiceConnected与服务端连接
private ServiceConnection mServiceConn = new ServiceConnection() { @Override public void onServiceDisconnected(ComponentName name) { Log.e("client", "onServiceDisconnected"); mCalcAidl = null; } @Override public void onServiceConnected(ComponentName name, IBinder service) { Log.e("client", "onServiceConnected"); mCalcAidl = ICalcAIDL.Stub.asInterface(service); } };
如果你比较敏锐,应该会猜到这个onServiceConnected中的IBinder实例,其实就是我们文章开通所说的Binder驱动,也是一个Binder实例
在ICalcAIDL.Stub.asInterface中最终调用了:
return new com.zhy.calc.aidl.ICalcAIDL.Stub.Proxy(obj);
这个Proxy实例传入了我们的Binder驱动,并且封装了我们调用服务端的代码,文章开头说,客户端会通过Binder驱动的transact()方法调用服务端代码
直接看Proxy中的add方法
@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 { _data.writeInterfaceToken(DESCRIPTOR); _data.writeInt(x); _data.writeInt(y); mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_add, _data, _reply, 0); _reply.readException(); _result = _reply.readInt(); } finally { _reply.recycle(); _data.recycle(); } return _result; }
首先声明两个Parcel对象,一个用于传递数据,一个用户接收返回的数据
_data.writeInterfaceToken(DESCRIPTOR);与服务器端的enforceInterfac对应
_data.writeInt(x);
_data.writeInt(y);写入需要传递的参数
mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_add, _data, _reply, 0);
终于看到了我们的transact方法,第一个对应服务端的code,_data,_repay分别对应服务端的data,reply,0表示是双向的
_reply.readException();
_result = _reply.readInt();
最后读出我们服务端返回的数据,然后return。可以看到和服务端的onTransact基本是一行一行对应的。
到此,我们已经通过AIDL生成的代码解释了Android Binder框架的工作原理。Service的作用其实就是为我们创建Binder驱动,即服务端与客户端连接的桥梁。
AIDL其实通过我们写的aidl文件,帮助我们生成了一个接口,一个Stub类用于服务端,一个Proxy类用于客户端调用。那么我们是否可以不通过写AIDL来实现远程的通信呢?下面向大家展示如何完全不依赖AIDL来实现客户端与服务端的通信。
4、不依赖AIDL实现程序间通讯
1、服务端代码
我们新建一个CalcPlusService.java用于实现两个数的乘和除
package com.example.zhy_binder; import android.app.Service; import android.content.Intent; import android.os.Binder; import android.os.IBinder; import android.os.Parcel; import android.os.RemoteException; import android.util.Log; public class CalcPlusService extends Service { private static final String DESCRIPTOR = "CalcPlusService"; private static final String TAG = "CalcPlusService"; public void onCreate() { Log.e(TAG, "onCreate"); } @Override public int onStartCommand(Intent intent, int flags, int startId) { Log.e(TAG, "onStartCommand"); return super.onStartCommand(intent, flags, startId); } public IBinder onBind(Intent t) { Log.e(TAG, "onBind"); return mBinder; } public void onDestroy() { Log.e(TAG, "onDestroy"); super.onDestroy(); } public boolean onUnbind(Intent intent) { Log.e(TAG, "onUnbind"); return super.onUnbind(intent); } public void onRebind(Intent intent) { Log.e(TAG, "onRebind"); super.onRebind(intent); } private MyBinder mBinder = new MyBinder(); private class MyBinder extends Binder { @Override protected boolean onTransact(int code, Parcel data, Parcel reply, int flags) throws RemoteException { switch (code) { case 0x110: { data.enforceInterface(DESCRIPTOR); int _arg0; _arg0 = data.readInt(); int _arg1; _arg1 = data.readInt(); int _result = _arg0 * _arg1; reply.writeNoException(); reply.writeInt(_result); return true; } case 0x111: { data.enforceInterface(DESCRIPTOR); int _arg0; _arg0 = data.readInt(); int _arg1; _arg1 = data.readInt(); int _result = _arg0 / _arg1; reply.writeNoException(); reply.writeInt(_result); return true; } } return super.onTransact(code, data, reply, flags); } }; }
我们自己实现服务端,所以我们自定义了一个Binder子类,然后复写了其onTransact方法,我们指定服务的标识为CalcPlusService,然后0x110为乘,0x111为除;
记得在AndroidMenifest中注册
<service android:name="com.example.zhy_binder.CalcPlusService" > <intent-filter> <action android:name="com.zhy.aidl.calcplus" /> <category android:name="android.intent.category.DEFAULT" /> </intent-filter> </service>
服务端代码结束。
2、客户端代码
单独新建了一个项目,代码和上例很类似
首先布局文件:
<LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android" xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools" android:layout_width="match_parent" android:layout_height="match_parent" android:orientation="vertical" > <Button android:layout_width="fill_parent" android:layout_height="wrap_content" android:onClick="bindService" android:text="BindService" /> <Button android:layout_width="fill_parent" android:layout_height="wrap_content" android:onClick="unbindService" android:text="UnbindService" /> <Button android:layout_width="fill_parent" android:layout_height="wrap_content" android:onClick="mulInvoked" android:text="50*12" /> <Button android:layout_width="fill_parent" android:layout_height="wrap_content" android:onClick="divInvoked" android:text="36/12" /> </LinearLayout>
可以看到加入了乘和除
然后是Activity的代码
package com.example.zhy_binder_client03; import android.app.Activity; import android.content.ComponentName; import android.content.Context; import android.content.Intent; import android.content.ServiceConnection; import android.os.Bundle; import android.os.IBinder; import android.os.RemoteException; import android.util.Log; import android.view.View; import android.widget.Toast; public class MainActivity extends Activity { private IBinder mPlusBinder; private ServiceConnection mServiceConnPlus = new ServiceConnection() { @Override public void onServiceDisconnected(ComponentName name) { Log.e("client", "mServiceConnPlus onServiceDisconnected"); } @Override public void onServiceConnected(ComponentName name, IBinder service) { Log.e("client", " mServiceConnPlus onServiceConnected"); mPlusBinder = service; } }; @Override protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) { super.onCreate(savedInstanceState); setContentView(R.layout.activity_main); } public void bindService(View view) { Intent intentPlus = new Intent(); intentPlus.setAction("com.zhy.aidl.calcplus"); boolean plus = bindService(intentPlus, mServiceConnPlus, Context.BIND_AUTO_CREATE); Log.e("plus", plus + ""); } public void unbindService(View view) { unbindService(mServiceConnPlus); } public void mulInvoked(View view) { if (mPlusBinder == null) { Toast.makeText(this, "未连接服务端或服务端被异常杀死", Toast.LENGTH_SHORT).show(); } else { android.os.Parcel _data = android.os.Parcel.obtain(); android.os.Parcel _reply = android.os.Parcel.obtain(); int _result; try { _data.writeInterfaceToken("CalcPlusService"); _data.writeInt(50); _data.writeInt(12); mPlusBinder.transact(0x110, _data, _reply, 0); _reply.readException(); _result = _reply.readInt(); Toast.makeText(this, _result + "", Toast.LENGTH_SHORT).show(); } catch (RemoteException e) { e.printStackTrace(); } finally { _reply.recycle(); _data.recycle(); } } } public void divInvoked(View view) { if (mPlusBinder == null) { Toast.makeText(this, "未连接服务端或服务端被异常杀死", Toast.LENGTH_SHORT).show(); } else { android.os.Parcel _data = android.os.Parcel.obtain(); android.os.Parcel _reply = android.os.Parcel.obtain(); int _result; try { _data.writeInterfaceToken("CalcPlusService"); _data.writeInt(36); _data.writeInt(12); mPlusBinder.transact(0x111, _data, _reply, 0); _reply.readException(); _result = _reply.readInt(); Toast.makeText(this, _result + "", Toast.LENGTH_SHORT).show(); } catch (RemoteException e) { e.printStackTrace(); } finally { _reply.recycle(); _data.recycle(); } } } }
为了明了,我直接在mulInvoked里面写了代码,和服务端都没有抽象出一个接口。首先绑定服务时,通过onServiceConnected得到Binder驱动即mPlusBinder;
然后准备数据,调用transact方法,通过code指定执行服务端哪个方法,代码和上面的分析一致。
下面看运行结果:
是不是很好的实现了我们两个应用程序间的通讯,并没有使用aidl文件,也从侧面分析了我们上述分析是正确的。
好了,就到这里,相信大家看完这篇博文,对aidl和Binder的理解也会更加深刻。
代码先安装server端的代码,然后再安装client端的。。。
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