Binder框架

2016-06-06 本文已影响457人 yjiyjige

Binder是一种架构，分为三个部分组成：

服务端接口
Binder驱动
客户端接口

对于服务端，一个Binder服务端就是一个Binder类的对象，该对象一旦创建，内部就启动一个隐藏线程。该线程接下来会接收Binder驱动发送过来的消息，收到消息后，会执行到Binder对象中的onTransact方法，根据按照不同的参数执行不同的服务端方法。

服务端重载onTransact方法主要是把该方法的参数转化为服务端方法的参数，而该方法的参数来源于客户端调用transact方法时的输入。所以，如果transact有固有格式的输入，那么onTransact就会有固定格式的输出。

对于Binder驱动，任意一个服务端Binder对象被创建时，同时会在Binder驱动中创建一个mRemote对象，该对象的类型也是Binder。客户端调用远程服务时，调用的其实是mRemote对象。在Binder驱动中，mRemote被重载，主要做以下事情：

以线程间消息通信的模式，向服务端发送客户端传过来的参数
挂起当前线程（客户端线程），等待服务端线程执行完特定的服务端函数后通知
接收服务端线程的通知，然后继续执行客户端线程，返回客户端代码区

从上面的流程来看，对于客户端似乎是直接调用到了服务端的Binder，但实际上是通过Binder驱动进行了中转，即存在两个Binder对象。

服务端设计

对于服务端，需要做的事情是重写onTransact方法：

protected boolean onTransact(int code, Parcel data, Parcel reply, int flags) throws RemoteException {
}

其中的code就是与客户端约定好的调用哪个方法的标识。比如约定当code的值为100时，调用服务端的play方法；data和replay分别是传递给方法的参数和方法的返回值，需要根据具体方法读取和写入。

客户端设计

对于客户端，第一步应该是从Binder驱动中获得与远程服务端对应的mRemote引用。比如在Activity中通过调用bindService，如果绑定服务成功，可以获得一个IBinder对象，这个就是Binder驱动中的mRemote。调用mRemote引用的transact方法，Binder驱动会挂起调用的当前客户端线程，然后向远程服务发送一个消息，该消息中包含了客户端传递的数据。服务端调用完具体的方法后将返回值放入reply（如果有返回值的话），并向Binder发送一个notify的消息，使得客户端线程重新被唤醒，完成调用。

AIDL生成的代码分析

从上文的分析可以看出，其实对于远程服务端的调用，都是基于约定的。比如对于code、data和reply我们需要明确地赋予其意义。

code的值对应哪个服务端方法，相应的data中有哪些值、需要往reply中写入哪些值
data和replay的数据写入顺序是怎样的

而AIDL工具就是帮我们处理这些繁琐事情的。以一个简单的AIDL分析：

// 文件名：IRemoteService.aidl
package com.demo;

interface IRemoteService {
    void sayHello();

    String getValue();
}

看起来和Java的接口定义差不多，只不过文件的拓展名是.aidl不是.java。

通过AIDL工具会在com.demo包下生成一个IRemoteService.java文件，这个才是给程序使用的。生成的文件主要包括三个部分的内容：

一个IRemoteService接口
一个IRemoteService.Stub的抽象类
在IRemoteService.Stub中定义一个Proxy的内部类

下面具体分析：

// IRemoteService接口部分
package com.demo;

public interface IRemoteService extends android.os.IInterface {
    public void sayHello() throws android.os.RemoteException;

    public java.lang.String getValue() throws android.os.RemoteException;
}

这部分没什么好说的，就是将AIDL中的方法转化为Java接口的方法。

public static abstract class Stub extends android.os.Binder implements com.demo.IRemoteService {
    // 规定code的值
    static final int TRANSACTION_sayHello = (android.os.IBinder.FIRST_CALL_TRANSACTION + 0);
    static final int TRANSACTION_getValue = (android.os.IBinder.FIRST_CALL_TRANSACTION + 1);
    private static final java.lang.String DESCRIPTOR = "com.demo.IRemoteService";

    /**
     * Construct the stub at attach it to the interface.
     */
    public Stub() {
        this.attachInterface(this, DESCRIPTOR);
    }

    /**
     * Cast an IBinder object into an com.demo.IRemoteService interface,
     * generating a proxy if needed.
     */
    public static com.demo.IRemoteService asInterface(android.os.IBinder obj) {
        if ((obj == null)) {
            return null;
        }
        android.os.IInterface iin = obj.queryLocalInterface(DESCRIPTOR);
        if (((iin != null) && (iin instanceof com.demo.IRemoteService))) {
            return ((com.demo.IRemoteService) iin);
        }
        return new com.demo.IRemoteService.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_sayHello: {
                data.enforceInterface(DESCRIPTOR);
                this.sayHello();
                reply.writeNoException();
                return true;
            }
            case TRANSACTION_getValue: {
                data.enforceInterface(DESCRIPTOR);
                java.lang.String _result = this.getValue();
                reply.writeNoException();
                reply.writeString(_result);
                return true;
            }
        }
        return super.onTransact(code, data, reply, flags);
    }

    private static class Proxy implements com.demo.IRemoteService {
        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 void sayHello() throws android.os.RemoteException {
            android.os.Parcel _data = android.os.Parcel.obtain();
            android.os.Parcel _reply = android.os.Parcel.obtain();
            try {
                _data.writeInterfaceToken(DESCRIPTOR);
                mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_sayHello, _data, _reply, 0);
                _reply.readException();
            } finally {
                _reply.recycle();
                _data.recycle();
            }
        }

        @Override
        public java.lang.String getValue() throws android.os.RemoteException {
            android.os.Parcel _data = android.os.Parcel.obtain();
            android.os.Parcel _reply = android.os.Parcel.obtain();
            java.lang.String _result;
            try {
                _data.writeInterfaceToken(DESCRIPTOR);
                mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_getValue, _data, _reply, 0);
                _reply.readException();
                _result = _reply.readString();
            } finally {
                _reply.recycle();
                _data.recycle();
            }
            return _result;
        }
    }
}

代码看起来很长，但职责还是很明确的，一开始就规定了几个对应的int值，通过该值去映射到具体的服务端方法。

Stub类继承了Binder，重写了onTransact方法，帮我们完成了code值到对应方法的映射以及方法参数的读取与返回值的写入。Stubimplements了IRemoteService，但并没有实现，显然这部分是让子类去实现的。

Proxy类实现了IRemoteService中的两个方法，方法中实现的数据写入和Stub中onTransact的数据读取是对应的，解决了数据顺序的问题。

对于服务端，我们只需要继承Stub，然后实现IRemoteService接口中的方法；对于客户端，我们拿到IBinder后，可以通过Stub的asInterface方法，得到一个接口的实现类，其实也就是Proxy的实例，之后就可以通过这个实例直接调用IRemoteService的方法了。

小结：通过AIDL，帮我们生成的代码，我们就不用考虑transact和onTransact该如何实现，从而可以把精力放在具体的接口逻辑实现上。

Binder框架

服务端设计

客户端设计

AIDL生成的代码分析

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