Android 进程间的通信之AIDL
Android IPC 简介：
IPC是Inter-Process Communication的缩写，就是进程间通信或者跨进程通信的意思，指的是两个进程之间进行数据交换的过程。这里简单讲一下进程和线程的区别：进程指的是一个程序，在Android中指的就是一个app；线程是cpu调度的最小单元，我的理解是线程是执行单线任务的，一般来说，每个app都有主线程，主线程相当于主线剧情，不论发生的事件还是执行流程都是围着他进行的。其他线程相当于支线任务，主要是丰富和扩展主线的。因此，一个进程可包含多个线程。
在Android想要进行线程间的通信，大家都很熟悉Handler，Asynctask，线程池等。但是说到进程间的通信，大家可能了解的不多。事实上，android中实现多进程的方式也是多种多样，他们每个都有自己优缺点，今天主要介绍一下AIDL的通信方式。
Android AIDL 实现：
在正式实现之前，我们需要搞懂几个基础概念。首先我们知道Aidl分为服务端和客户端。
1.服务端：
服务端就是你要连接的进程。他提供给客户端一个Service，在这个Service中监听客户端的连接请求，然后创建一个AIDL接口文件，里面是将要实现的方法，注意这个方法是暴露给客户端的的。最后在Service中实现这个AIDL接口即可（这里是接口的具体实现）。服务端的职责是提供连接和自身
2.客户端：
客户端首先需要绑定服务端的Service，绑定成功后，将服务端返回的Binder对象转换成AIDL接口所属的类型，最后调用AIDL的方法就可以了。可以看到，客户端还是比较简单的，负责连接和调用。
3.AIDL所支持的数据类型
在AIDL中，并非支持所有数据类型，他支持的数据类型如下所示：
● 基本数据类型（int、long、char、boolean、double、float、byte、short）
● String和CharSequence
● List：只支持ArrayList，并且里面的每个元素必须被AIDL支持
● Map： 只支持HashMap， 同样的，里面的元素都必须被AIDL支持，包括key和value
● Parcelable：所有实现了Parcelable接口的对象
● AIDL： 所有的AIDL接口本身也可以在AIDL 文件中使用
以上就是AIDL所支持的所有类型，其中自定义的Parce对象和AIDL对象必须要显式的import进来，不管它们是否和当前的AIDL文件在同一个包中。另外需要注意的一点是，如果AIDL文件用到了自定义的Parcelable对象，那么必须新建一个和它同名的AIDL文件，并在其中声明它为Parcelable类型。除此之外，AIDL除了基本类型，其他类型的参数都必须标上方向：in、out或者inout，in标上输入型参数，out表示输出型参数，inout表示输入输出型参数。
好的，准备工作完成。接下来正式开始了。假设XX资讯公司某天接了个业务，公司领导决定和XX招聘合作。需求是这样的，用户在浏览资讯的时候，会不时的插播一条招聘广告（万恶的广告啊）。就这么个简单的需求，用AIDL怎么实现。
服务端实现：
首先是招聘广告对象，这个类是一个招聘的具体内容：
package com.example.aykon.aidltest.AD;
import android.os.Parcel;
import android.os.Parcelable;
public class Advert implements Parcelable{
//职位
private String position;
//薪资
private int salary;
//具体内容
private String content;
public Advert(String position, int salary, String content) {
this.position = position;
this.salary = salary;
this.content = content;
}
protected Advert(Parcel in) {
position = in.readString();
salary = in.readInt();
content = in.readString();
}
public static final Creator CREATOR = new Creator() {
@Override
public Advert createFromParcel(Parcel in) {
return new Advert(in);
}
@Override
public Advert[] newArray(int size) {
return new Advert[size];
}
};
@Override
public int describeContents() {
return 0;
}
@Override
public void writeToParcel(Parcel dest, int flags) {
dest.writeString(position);
dest.writeInt(salary);
dest.writeString(content);
}
public String getPosition() {
return position;
}
public void setPosition(String position) {
this.position = position;
}
public int getSalary() {
return salary;
}
public void setSalary(int salary) {
this.salary = salary;
}
public String getContent() {
return content;
}
public void setContent(String content) {
this.content = content;
}
}
这个类就是需要用的实体类，因为是跨进程，所以实现了Parcelable接口，这个是Android官方提供的，它里面主要是靠Parcel来传递数据，Parcel内部包装了可序列化的数据，能够在Binder中自由传输数据。剩下代码十分简单，声明了职位、工资、具体内容3个字段。提供相关的构造方法，getter()和setter()方法。接着就是需要重写的方法，大致是提供一个读一个写两个方法，具体的含义这里不深究。
之前说过，如果用到了自定义Parcelable对象，就需要创建一个同名的AIDL文件。
// Advert.aidl
package com.example.aykon.aidltest;
parcelable Advert;
数据有了保障，然后就是给客户端提供获取数据的方法。在这里就是创建AIDL接口，具体就是招聘广告的AIDL文件，这个接口里暂时提供2个方法，为什么说暂时，因为需求从来没确定过。诶！一个是获取所有的广告，再一个就是添加一条广告。
// IAdvertManager.aidl
package com.example.aykon.aidltest;
import com.example.aykon.aidltest.Advert;
interface IAdvertManager {
List getAdvertList();
void addAdvert(in Advert ad);
}
好了，接口有了，服务端最后一步，提供给客户端连接的service，并实现广告接口。
public class AdvertManagerService extends Service{
private CopyOnWriteArrayList mAdvertList = new CopyOnWriteArrayList<>();
//核心，Stub里面的方法运行的binder池中。
private Binder mBinder = new IAdvertManager.Stub(){
@Override
public List getAdvertList() throws RemoteException {
return mAdvertList;
}
@Override
public void addAdvert(Advert ad) throws RemoteException {
mAdvertList.add(ad);
}
};
@Nullable
@Override
public IBinder onBind(Intent intent) {
return mBinder;
}
@Override
public void onCreate() {
super.onCreate();
mAdvertList.add(new Advert("Android", 10, "app开发"));
mAdvertList.add(new Advert("ios", 10, "ios开发"));
}
}
可以看到，在onCteate()方法里添加了两条假数据，关于CopyOnWriteArrayList 集合，这里简单介绍下，CopyOnWriteArrayList 支持并发读/写，AIDL的发放是运行在服务端的Binder池中，因此当多个客户端同时连接的时候，存在多个线程同时访问的情况，因此这里用CopyOnWriteArrayList 来进行自动的线程同步。另外，细心的小伙伴可能注意到了，我们前面说过，AIDL中支持的List只有ArrayList，那么为什么CopyOnWriteArrayList （并非继承自ArrayList）可以呢？这是因为AIDL支持的是抽象的List，而List是一个接口，因此虽然服务端返回的是CopyOnWriteArrayList ，但是在Binder线程池中，也就是Stub()中，它会形成一个新的ArrayList传递给客户端。
在我们重写的onBinde(）方法中返回Binder对象，这个Binder对象指向IAdvertManager.Stub()，这个Stub类并非我们自己创建的，而是AIDL自动生成的。系统会为每个AIDL接口在build/source/aidl下生成一个文件夹，它的名称跟你命名的AIDL文件夹一样，里面的类也一样。如下图：
系统生成的aidl文件
这个IAdvertManager.java就是系统为我们生成的相应java文件，简单说下这个类。它声明了两个方法getAdvertList和addAdvert，分明就是我们AIDL接口中的两个方法。同时他声明了2个id用来标识这两个方法，这两个id用于标识在transact过程中客户端请求的到底是哪个方法。接着就是我们的Stub，可以看到它是一个内部类，他本质上是一个Binder类。当服务端和客户端位于同一个进程时，方法调用不会走跨进程的transact过程，当两者处于不同晋城市，方法调用走transact过程，这个逻辑由Stub的内部代理类Proxy完成。
这个Stub对象之所以里面有我们AIDL的接口，正是因为官方替我们做好了，我们只要在这里具体实现就好了。这两个方法，我在这里做了简单的处理，一个是返回我们之前的集合，一个是向集合里面添加一条广告数据。这里只做演示用，项目中记得活学活用。
至此服务端的代码都实现了，然后在看看客户端的实现。
客户端：
package com.example.aykon.aidltest;
public class AdvertActivity extends AppCompatActivity {
public static final String TAG = "AdvertActivity";
private IAdvertManager mAdvertManager;
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_advert);
Intent intent = new Intent(this, AdvertManagerService.class);
bindService(intent, mConnection, Context.BIND_AUTO_CREATE);
}
private ServiceConnection mConnection = new ServiceConnection() {
@Override
public void onServiceConnected(ComponentName name, IBinder service) {
//这里将binder对象转换为aidl对象，从而能够调用aidl方法。
IAdvertManager iAdvertManager = IAdvertManager.Stub.asInterface(service);
try {
mAdvertManager = iAdvertManager;
List advertList = mAdvertManager.getAdvertList();
//得到广告列表之后就可以为所欲为了。。。。
Log.i(TAG,advertList.toString());
Advert advert = new Advert("java", 10, "后台");
mAdvertManager.addAdvert(advert);
Log.i(TAG,iAdvertManager.getAdvertList().toString());
} catch (RemoteException e) {
e.printStackTrace();
}
}
@Override
public void onServiceDisconnected(ComponentName name) {
}
};
@Override
protected void onDestroy() {
//最后解注册
unbindService(mConnection);
super.onDestroy();
}
}
客户端也非常简单，首先我们连接到服务端Service，在连接成功时，也就是onServiceConnected方法里，通过asInterface(service)方法可以将服务端的Binder对象转换成客户端所需的AIDL的接口的对象。这种转换是区分进程的，如果是同一进程，那么此方法返回的就是Stub本身，否则返回的就是系统Stub.proxy对象。拿到接口对象之后，我们就能够调用相应方法进行自己的处理(为所欲为之为所欲为)。
上面就是一整个AIDL跨进程的方法，同时我们也分析了Binder的工作机制。但是，这里有两点需要额外说明一下：第一个，当客户端发起远程请求时，客户端会挂起，一直等到服务端处理完并返回数据，所以远程通信是很耗时的，所以不能在UI线程发起访问。第二个，由于服务端的Binder方法运行在Binder线程池中，所以应采取同步的方式去实现，因为它已经运行在一个线程中了。
Binder是会意外死亡的。如果服务端的进程由于某种原因异常终止，会导致远程调用失败，如果我们不知道Binder连接已经断裂， 那么客户端就会受到影响。不用担心，Android贴心的为我们提供了连个配对的方法linkToDeath和unlinkToDeath，通过linkToDeath我们可以给Binder设置一个死亡代理，当Binder死亡时，我们就会收到通知。
死亡代理
同时在onServiceConnected连接成功时设置死亡代理binder.linkToDeath(mDeathRecipient, 0);第二个参数是一个标记，我们自己定义的。
AIDL注册和解注册：
因为跨进程传输客户端的同一个对象会在服务端生成不同的对象，所以如果我们解注册的时候还是用这个接口，就会报一个unregister listener的错。事实上，这些新生成的对象有一个共同点，那就是它们底层的Binder对象是同一个。当客户端解注册的时候，我们只要便利服务端所有的listener，找出那个和解注册listener具有相同Bidner对象的服务端listener并把它删掉就可以了。RemoteCallbackList已经为我们做好了这些事情。RemoteCallbackList是系统专门提供的用于删除跨进程listener的接口。它是一个泛型，支持管理任意的AIDL接口。它的工作原理很简单，在它内部有一个Map专门用来保存所有的AIDL回调，这个Map的key是IBinder类型，value是Callback类型。其中Callback封装了真正的远程listener。当客户端注册listener的时候，它会把这个listener的信息存入mCallbacks中。同时，当客户端进程终止后，它能够自动移除客户端所注册的listener。除此之外，RemoteCallbackList内部实现了线程同步，我们使用它来注册和解注册时，不需要做额外的线程同步工作。
RemoteCallbackList的用法也很简单，你只需在注册和解注册的地方调用mRemoteCallbackList.register(listener)和mRemoteCallbackList.unregister(listener)即可。还有要注意的一点是，RemoteCallbackList并不是一个List，遍历RemoteCallbackList时，必须要配对使用mRemoteCallbackList.beginBroadcast()和mRemoteCallbackList.finishBroadCast()。beginBroadcast返回RemoteCallbackList的size，finishBroadCast结束RemoteCallbackList的遍历，通过mRemoteCallbackList.getBroadcastItem(i)来获取每个注册的接口。
AIDL权限验证：
我们的远程服务自然是不想任意的人调用的，所以我们给服务加入权限验证功能。在AIDL进程权限验证，这里介绍两种常用的方法。
第一种：在onBind中验证，验证不通过就返回null。
声明权限
验证权限
第二种，我们可以在服务端的onTransact方法中进行权限验证，如果验证失败就直接返回false，这样服务端就不会终止执行AIDL中的方法从而达到保护服务端的效果，具体的实现方式和第一种一样。另外还可以采用Uid和Pid来进行验证。
本篇文章如果有什么纰漏，还请不吝指出。
文章参考自《Android开发艺术探索》。这真的是一本神器啊，谁用谁知道。
