IPC 基础四 Binder
Binder是Android中的一个类，它实现了IBinder接口。
从IPC角度来所，Binder是Android中的一种跨进程通信方式；
从Android Framework角度来说，Binder是ServiveManager连接各种Manager（ActivityManager，WindowManager，等等）和相应ManagerService的桥梁；
从Android应用层来说，Binder是客户端和服务端进行通信的媒介，当bindService的时候，服务器会返回一个包含了业务调用的Binder对象，通过这个Binder对象，客户端就可以获取服务器提供的服务或者数据，这里的服务包括普通服务和基于AIDL的服务。
下面我们来了解Binder。
创建AIDL文件
创建一个Book.java类
public class Book implements Parcelable {
private int bookId;
private String bookName;
public Book(int bookId, String bookName) {
this.bookId = bookId;
this.bookName = bookName;
}
public int getBookId() {
return bookId;
}
public void setBookId(int bookId) {
this.bookId = bookId;
}
public String getBookName() {
return bookName;
}
public void setBookName(String bookName) {
this.bookName = bookName;
}
protected Book(Parcel in) {
bookId = in.readInt();
bookName = in.readString();
}
public static final Creator<Book> CREATOR = new Creator<Book>() {
@Override
public Book createFromParcel(Parcel in) {
return new Book(in);
}
@Override
public Book[] newArray(int size) {
return new Book[size];
}
};
@Override
public int describeContents() {
return 0;
}
@Override
public void writeToParcel(Parcel dest, int flags) {
dest.writeInt(bookId);
dest.writeString(bookName);
}
}
第二步：创建AIDL文件
新建aidl文件2.png
点击finish之后就会生成一个aidl文件啦
生成的aidl文件.png
我们看下IBookManager.aidl文件的内容
// IBookManager.aidl
package com.example.jinghuang.demo2020.ipc_demo3;
// Declare any non-default types here with import statements
interface IBookManager {
/**
* Demonstrates some basic types that you can use as parameters
* and return values in AIDL.
*/
void basicTypes(int anInt, long aLong, boolean aBoolean, float aFloat,
double aDouble, String aString);
}
可以看到有一个默认的方法，并且IBookManager是interface修饰的，说明IBookManager是一个接口。
下面我们需要再创建一个Book.aidl文件。
创建Book.aidl文件
新建一个Book.aidl文件.png
新建一个Book.aidl文件2.png
注意必须是和我们之前创建的序列化类同名，这里我们是Book，另外这个地方后面一定要添加.aidl后缀。
创建Book.aidl文件之后，里面是空的，我们需要导入包，包的路径必须和之前创建的Book.java的包名一样。
另外需要，在Book.aidl文件中的Book需要用parcelable修饰。我们看下Book.aidl中的内容
package com.example.jinghuang.demo2020.ipc_demo3;
parcelable Book;
Book.aidl文件很简单。
现在我们在IBookManager.aidl文件中添加方法
向IBookManager添加方法
// IBookManager.aidl
package com.example.jinghuang.demo2020.ipc_demo3;
import com.example.jinghuang.demo2020.ipc_demo3.Book;
// Declare any non-default types here with import statements
interface IBookManager {
List<Book>getBooKList();
void addBook(in Book book);
}
注意点：
1、不需要导入Book
2、传值前面需要加入参数的类型
参数前加 in： 表示数据只能由客户端流向服务端
服务端将会收到客户端对象的完整数据，但是客户端对象不会因为服务端对传参的修改而发生变动
参数前加out：表示数据只能由服务端流向客户端
在服务端对该对象作任何修改之后客户端的传参对象都会同步改动
inout 则表示数据可在服务端与客户端之间双向流通
类创建好之后，我们同步下工程。
gen文件中生成的文件.png
可以看到在generated文件夹下生成了一个IBookManager.java文件。
我们点开看看里面的内容。
/*
* This file is auto-generated. DO NOT MODIFY.
*/
package com.example.jinghuang.demo2020.ipc_demo3;
// Declare any non-default types here with import statements
public interface IBookManager extends android.os.IInterface {
/**
* Default implementation for IBookManager.
*/
public static class Default implements com.example.jinghuang.demo2020.ipc_demo3.IBookManager {
@Override
public java.util.List<com.example.jinghuang.demo2020.ipc_demo3.Book> getBooKList() throws android.os.RemoteException {
return null;
}
@Override
public void addBook(com.example.jinghuang.demo2020.ipc_demo3.Book book) throws android.os.RemoteException {
}
@Override
public android.os.IBinder asBinder() {
return null;
}
}
/**
* Local-side IPC implementation stub class.
*/
public static abstract class Stub extends android.os.Binder implements com.example.jinghuang.demo2020.ipc_demo3.IBookManager {
private static final java.lang.String DESCRIPTOR = "com.example.jinghuang.demo2020.ipc_demo3.IBookManager";
/**
* Construct the stub at attach it to the interface.
*/
public Stub() {
this.attachInterface(this, DESCRIPTOR);
}
/**
* Cast an IBinder object into an com.example.jinghuang.demo2020.ipc_demo3.IBookManager interface,
* generating a proxy if needed.
*/
public static com.example.jinghuang.demo2020.ipc_demo3.IBookManager asInterface(android.os.IBinder obj) {
if ((obj == null)) {
return null;
}
android.os.IInterface iin = obj.queryLocalInterface(DESCRIPTOR);
if (((iin != null) && (iin instanceof com.example.jinghuang.demo2020.ipc_demo3.IBookManager))) {
return ((com.example.jinghuang.demo2020.ipc_demo3.IBookManager) iin);
}
return new com.example.jinghuang.demo2020.ipc_demo3.IBookManager.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 {
java.lang.String descriptor = DESCRIPTOR;
switch (code) {
case INTERFACE_TRANSACTION: {
reply.writeString(descriptor);
return true;
}
case TRANSACTION_getBooKList: {
data.enforceInterface(descriptor);
java.util.List<com.example.jinghuang.demo2020.ipc_demo3.Book> _result = this.getBooKList();
reply.writeNoException();
reply.writeTypedList(_result);
return true;
}
case TRANSACTION_addBook: {
data.enforceInterface(descriptor);
com.example.jinghuang.demo2020.ipc_demo3.Book _arg0;
if ((0 != data.readInt())) {
_arg0 = com.example.jinghuang.demo2020.ipc_demo3.Book.CREATOR.createFromParcel(data);
} else {
_arg0 = null;
}
this.addBook(_arg0);
reply.writeNoException();
return true;
}
default: {
return super.onTransact(code, data, reply, flags);
}
}
}
private static class Proxy implements com.example.jinghuang.demo2020.ipc_demo3.IBookManager {
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 java.util.List<com.example.jinghuang.demo2020.ipc_demo3.Book> getBooKList() throws android.os.RemoteException {
android.os.Parcel _data = android.os.Parcel.obtain();
android.os.Parcel _reply = android.os.Parcel.obtain();
java.util.List<com.example.jinghuang.demo2020.ipc_demo3.Book> _result;
try {
_data.writeInterfaceToken(DESCRIPTOR);
boolean _status = mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_getBooKList, _data, _reply, 0);
if (!_status && getDefaultImpl() != null) {
return getDefaultImpl().getBooKList();
}
_reply.readException();
_result = _reply.createTypedArrayList(com.example.jinghuang.demo2020.ipc_demo3.Book.CREATOR);
} finally {
_reply.recycle();
_data.recycle();
}
return _result;
}
@Override
public void addBook(com.example.jinghuang.demo2020.ipc_demo3.Book book) throws android.os.RemoteException {
android.os.Parcel _data = android.os.Parcel.obtain();
android.os.Parcel _reply = android.os.Parcel.obtain();
try {
_data.writeInterfaceToken(DESCRIPTOR);
if ((book != null)) {
_data.writeInt(1);
book.writeToParcel(_data, 0);
} else {
_data.writeInt(0);
}
boolean _status = mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_addBook, _data, _reply, 0);
if (!_status && getDefaultImpl() != null) {
getDefaultImpl().addBook(book);
return;
}
_reply.readException();
} finally {
_reply.recycle();
_data.recycle();
}
}
public static com.example.jinghuang.demo2020.ipc_demo3.IBookManager sDefaultImpl;
}
static final int TRANSACTION_getBooKList = (android.os.IBinder.FIRST_CALL_TRANSACTION + 0);
static final int TRANSACTION_addBook = (android.os.IBinder.FIRST_CALL_TRANSACTION + 1);
public static boolean setDefaultImpl(com.example.jinghuang.demo2020.ipc_demo3.IBookManager impl) {
if (Stub.Proxy.sDefaultImpl == null && impl != null) {
Stub.Proxy.sDefaultImpl = impl;
return true;
}
return false;
}
public static com.example.jinghuang.demo2020.ipc_demo3.IBookManager getDefaultImpl() {
return Stub.Proxy.sDefaultImpl;
}
}
public java.util.List<com.example.jinghuang.demo2020.ipc_demo3.Book> getBooKList() throws android.os.RemoteException;
public void addBook(com.example.jinghuang.demo2020.ipc_demo3.Book book) throws android.os.RemoteException;
}
至此AIDL文件就都已经创建完毕。下面我们先来分析下IBookManager.java类
IBookManager.java类的分析
IBookManager是一个接口，它继承了IInterface接口。这个类其实很简单。
1、它声明了两个方法
public java.util.List<com.example.jinghuang.demo2020.ipc_demo3.Book> getBooKList() throws android.os.RemoteException;
public void addBook(com.example.jinghuang.demo2020.ipc_demo3.Book book) throws android.os.RemoteException;
是我们在IBookManager.aidl文件中声明的两个方法。
2、声明了两个整型的id，用来表示这两方法。
static final int TRANSACTION_getBooKList = (android.os.IBinder.FIRST_CALL_TRANSACTION + 0);
static final int TRANSACTION_addBook = (android.os.IBinder.FIRST_CALL_TRANSACTION + 1);
这两个id主要用于标识在transact过程中客户端所请求的到底是哪个方法。
onTransact方法.png
3、声明了一个内部类Stub
这个Stub即使一个Binder类，当客户端和服务器都位于同一个进程时，方法调用不会走跨进程的transact过程，当两者位于不同进程时，方法调用需要走transact过程，这个逻辑有Stub的内部代理类Proxy来完成。
这个接口很简单，这个接口类的核心实现即使它的内部类Stub和Stub的内部代理类Proxy。
对IBookManager.java文件中的内容进行说明
DESCRIPTOR
private static final java.lang.String DESCRIPTOR = "com.example.jinghuang.demo2020.ipc_demo3.IBookManager";
Binder的唯一标识，一般用当前Binder的类名表示。
asInterface
这个方法用于将服务端的Binder对象转换为客户端所需的AIDL接口类型的对象，这种转换时区分进程的，如果客户端和服务端位于同一进程，那么此方法返回的就是服务端的stub对象本身，否则返回的是系统封装后的Stub.Proxy对象。
asBinder
此方法用于返回当前Binder对象。
@Override
public android.os.IBinder asBinder() {
return this;
}
onTransact
这个方法运行在服务端中的Binder线程池中，当客户端发起跨进程请求时，远程请求会同系统底层封装后交由此方法处理。
服务端通过code可以客户端所请求的目标方法是什么，接着从data中取出目标方法所需要的参数（如果目标方法有参数的话），onTransact方法的执行过程就是这样的。
需要注意的是如果该方法返回false，那么客户端的请求会失败，因此我们可以利用这个特性来做权限验证，毕竟我们不希望随便一个进程都能远程调用我们的服务。
Proxy#getBooKList
这个方法运行在客户端，当客户端远程钓鱼那个此方法时，它的内部实现是这样的：首先创建该方法所需要的输入型Parcel对象_data，输出型Parcel对象_reply和返回值对象List；
android.os.Parcel _data = android.os.Parcel.obtain();
android.os.Parcel _reply = android.os.Parcel.obtain();
java.util.List<com.example.jinghuang.demo2020.ipc_demo3.Book> _result;
然后把该方法的参数信息写入_data，接着调用transact方法来发起RPC（远程过程调用）请求，同事当前线程挂起；然后服务端的onTransact方法会被调用，知道RPC过程返回后，当前线程继续执行，并从_reply中取出RPC过程的返回结果，最后返回_reply中的数据。
Proxy#addBok
这个方法运行在客户端，他的执行过程和getBookList是一样的，addBook没有返回值，所以它不需要从_reply中取出返回值。
Binder工作机制分析说明
通过上面的分析，我们了解了Binder的工作机制，但是有几个地方需要注意。
第一、不能在UI线程发起远程请求
当客户端发起远程请求时，当前的线程会被挂起，一直等到服务端进程返回数据才继续执行，如果服务端执行的方法很耗时，就可能造成ANR，所以不能在UI线程发起远程请求。
这应该也是为什么我们要在子线程发起网络请求的原因吧。
第二、Binder方法应该采用同步的方式实现
因为服务端的Binder方法运行在Binder线程池中，所以Binder方法不管耗时与否，都应该采用同步的方式去实现，因为它已经运行在一个线程中了。
下面用一张图能够更加清晰。
Binder工作机制.png
