通过AIDL来分析Binder跨进程通信的流程。假设服务端和客户端处在2个不同的进程当中,二者要实现跨进程通讯,则必须借助Binder。假设我们要传递的类为Book,则此类必须实现Parcelable的接口,实现序列化(这样才能进行跨进程的通讯)。然后编写AIDL指定一下方法,这些方法将成为跨进程通讯能调用的方法。再来看看服务端应该如何编写:
//xxx是由AIDL自动生成的java类。,与AIDL文件名同名private final xxx.Stub Manager = new xxx.Stub() {//AIDL中定义的方法,我们在这里给出具体实现@Overridepublic void AIDL中定义的方法(xxx xx) throws RemoteException {synchronized (this) {...}}};public IBinder onBind(Intent intent) {return Manager;}我们看到,服务端通过AIDL自动生成的java类调用Stub方法生成一个Manager(Binder)然后在onBind方法中传递给客户端。接下来在看客户端的实现:
private ServiceConnection mServiceConnection = new ServiceConnection() {@Overridepublic void onServiceConnected(ComponentName name, IBinder service) {//其他略了,主要看这句,我们通过AIDL生成的xxxjava类的Stub.asInterface方法获得了Manager对象,可以使用这个对象进行进程间通讯了!Manager = xxx.Stub.asInterface(service);}@Overridepublic void onServiceDisconnected(ComponentName name) {}};首先建立连接,然后在onServiceConnected方法中获取Manager对象
我们通过AIDL生成的xxxjava类的Stub.asInterface方法获得了Manager对象,可以使用这个对象进行进程间通讯了!这时便可以开始跨进程通讯了!然后再看客户端代码里,我们通过Manager = xxx.Stub.asInterface(service);
来获取的Manager对象,首先分析一下asInterface是干什么的。
public static com.lypeer.ipcclient.BookManager asInterface(android.os.IBinder obj) {//验空if ((obj == null)) {return null;}//DESCRIPTOR = "com.lypeer.ipcclient.BookManager",搜索本地是否已經//有可用的对象了,如果有就将其返回android.os.IInterface iin = obj.queryLocalInterface(DESCRIPTOR);if (((iin != null) && (iin instanceof com.lypeer.ipcclient.BookManager))) {return ((com.lypeer.ipcclient.BookManager) iin);}//如果本地没有的话就新建一个返回return new com.lypeer.ipcclient.BookManager.Stub.Proxy(obj);}直接看最后一句,我们发现我们其实是通过asInterface(service)中的这个service生成的Manager对象。但是从源码中看到asInterface这个方法通过Proxy对这个service进行了代理。
再来分析一下Proxy(说明一下BookManager就是上文中用xxx代替的ADIL的文件名)
private static class Proxy implements com.lypeer.ipcclient.BookManager {private android.os.IBinder mRemote;Proxy(android.os.IBinder remote) {//此处的 remote 正是前面我们提到的 IBinder servicemRemote = remote;- }
//这里重载的方法就是我们在ADIL中定义的方法。@Overridepublic java.util.List<com.lypeer.ipcclient.Book> getBooks() throws android.os.RemoteException {//很容易可以分析出来,_data用来存储流向服务端的数据流,//_reply用来存储服务端流回客户端的数据流//_data其实是方法的入参,_reply其实是方法的返回值android.os.Parcel _data = android.os.Parcel.obtain();android.os.Parcel _reply = android.os.Parcel.obtain();java.util.List<com.lypeer.ipcclient.Book> _result;try {_data.writeInterfaceToken(DESCRIPTOR);//调用 transact() 方法将方法id和两个 Parcel 容器传过去mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_getBooks, _data, _reply, 0);_reply.readException();//从_reply中取出服务端执行方法的结果_result = _reply.createTypedArrayList(com.lypeer.ipcclient.Book.CREATOR);} finally {_reply.recycle();_data.recycle();}//将结果返回return _result;}@Overridepublic void addBook(com.lypeer.ipcclient.Book book) throws android.os.RemoteException {//省略}//省略部分方法}
_data其实是方法的入参,_reply其实是方法的返回值,
注意到这一句,Proxy这个类在这个方法中调用了transact方法,这肯定是和服务器交互的方法没跑了!
mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_getBooks, _data, _reply, 0);
关于 transact() 方法:这是客户端和服务端通信的核心方法。调用这个方法之后,客户端将会挂起当前线程,等候服务端执行完相关任务后通知并接收返回的 _reply 数据流。好!现在已经明了了客户端与服务器交互的流程了!首先在建立连接的时候,onServiceConnected的方法中会获取到服务端的service(Binder对象),然后通过AIDL生成的Manager接口的asInterface方法传入service获取Manager对象。而asInterface内部则通过返回一个代理类(继承了AIDL生成的Manager接口的类)为Manager对象。在这个代理类中封装了与服务器交换数据的方法。那么服务端如何获取传递过来的数据呢?我们看到由AIDL生成的java类中有这个方法
@Overridepublic 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_getBooks: {data.enforceInterface(DESCRIPTOR);//调用 this.getBooks() 方法,在这里开始执行具体的事务逻辑//result 列表为调用 getBooks() 方法的返回值java.util.List<com.lypeer.ipcclient.Book> _result = this.getBooks();reply.writeNoException();//将方法执行的结果写入 reply ,reply.writeTypedList(_result);return true;}case TRANSACTION_addBook: {//省略return true;}}return super.onTransact(code, data, reply, flags);}非常的简单直了,直接调用服务端这边的具体方法实现,然后获取返回值并将其写入 reply 流。我们总结一下服务端的一般工作流程:
- 1,获取客户端传过来的数据,根据方法 ID 执行相应操作。
- 2,将传过来的数据取出来,调用本地写好的对应方法。
- 3,将需要回传的数据写入 reply 流,传回客户端。
到此则分析完毕了。隐藏了具体的细节,但是流程还是很详细的,以下是流程图,加深理解
使用文件进行进程间通讯:利用序列化对象将对象写入文件,然后另一个进程进行读取。需要一定的同步机制。不能用sharedPerfence,因为它会在内存中存有一个缓存,出错的可能性很大。使用Messenger
一种轻量级别的IPC方案。底层实现是AIDL。
不进行仔细的介绍了。相信通过代码能很快理解。
服务端:
private static class MessengerHandler extends Handler {@Overridepublic void handleMessage(Message msg) {switch (msg.what) {case MyConstants.MSG_FROM_CLIENT:Log.i(TAG, "receive msg from Client:" + msg.getData().getString("msg"));Messenger client = msg.replyTo;Message relpyMessage = Message.obtain(null, MyConstants.MSG_FROM_SERVICE);Bundle bundle = new Bundle();bundle.putString("reply", "嗯,你的消息我已经收到,稍后会回复你。");relpyMessage.setData(bundle);try {client.send(relpyMessage);} catch (RemoteException e) {e.printStackTrace();}break;default:super.handleMessage(msg);}}}首先编写一个Hanlder处理消息。然后根据这个Hanlder生成一个Messenger对象,最后将Binder返回即可。
private final Messenger mMessenger = new Messenger(new MessengerHandler());@Overridepublic IBinder onBind(Intent intent) {return mMessenger.getBinder();}
客户端:
因为要接收服务端的信息,所以也需要创建一个Messager,要创建一个Messager先创建处理信息的Handler
private static class MessengerHandler extends Handler {@Overridepublic void handleMessage(Message msg) {switch (msg.what) {case MyConstants.MSG_FROM_SERVICE:Log.i(TAG, "receive msg from Service:" + msg.getData().getString("reply"));break;default:super.handleMessage(msg);}}}然后在onServiceConnected方法中处理即可
private ServiceConnection mConnection = new ServiceConnection() {public void onServiceConnected(ComponentName className, IBinder service) {mService = new Messenger(service);Log.d(TAG, "bind service");Message msg = Message.obtain(null, MyConstants.MSG_FROM_CLIENT);Bundle data = new Bundle();data.putString("msg", "hello, this is client.");msg.setData(data);msg.replyTo = mGetReplyMessenger;try {mService.send(msg);} catch (RemoteException e) {e.printStackTrace();}}public void onServiceDisconnected(ComponentName className) {}};
AIDL:上面介绍Binder运行流程的时候已经有了大概的介绍了。下面我们来说一个《观察者模式》既当有新内容的时候,由服务端发送消息给客户端。之前的例子都是服务端返回Binder而客户端进行调用。其实我们可以通过将客户端的Binder利用服务端Binder实现的方法发给服务端,从而实现服务端发送消息给客户端。如这个AIDL所示,里面的接口方法中包含了绑定和接触绑定(用于向服务端传递Binder)。
package com.ryg.chapter_2.aidl;import com.ryg.chapter_2.aidl.Book;import com.ryg.chapter_2.aidl.IOnNewBookArrivedListener;interface IBookManager {List<Book> getBookList();void addBook(in Book book);void registerListener(IOnNewBookArrivedListener listener);void unregisterListener(IOnNewBookArrivedListener listener);}然后服务端去实现这个AIDL的方法:
private Binder mBinder = new IBookManager.Stub() {@Overridepublic List<Book> getBookList() throws RemoteException {SystemClock.sleep(5000);return mBookList;}@Overridepublic void addBook(Book book) throws RemoteException {mBookList.add(book);}@Overridepublic void registerListener(IOnNewBookArrivedListener listener)throws RemoteException {mListenerList.register(listener);final int N = mListenerList.beginBroadcast();mListenerList.finishBroadcast();Log.d(TAG, "registerListener, current size:" + N);}@Overridepublic void unregisterListener(IOnNewBookArrivedListener listener)throws RemoteException {boolean success = mListenerList.unregister(listener);if (success) {Log.d(TAG, "unregister success.");} else {Log.d(TAG, "not found, can not unregister.");}final int N = mListenerList.beginBroadcast();mListenerList.finishBroadcast();Log.d(TAG, "unregisterListener, current size:" + N);};};其中mListenerList是RemoteCallBackListprivate RemoteCallbackList<IOnNewBookArrivedListener> mListenerList = new RemoteCallbackList<IOnNewBookArrivedListener>();
然后在客户端里绑定即可。
private ServiceConnection mConnection = new ServiceConnection() {public void onServiceConnected(ComponentName className, IBinder service) {IBookManager bookManager = IBookManager.Stub.asInterface(service);mRemoteBookManager = bookManager;try {mRemoteBookManager.asBinder().linkToDeath(mDeathRecipient, 0);List<Book> list = bookManager.getBookList();Log.i(TAG, "query book list, list type:"+ list.getClass().getCanonicalName());Log.i(TAG, "query book list:" + list.toString());Book newBook = new Book(3, "Android进阶");bookManager.addBook(newBook);Log.i(TAG, "add book:" + newBook);List<Book> newList = bookManager.getBookList();Log.i(TAG, "query book list:" + newList.toString());bookManager.registerListener(mOnNewBookArrivedListener);} catch (RemoteException e) {e.printStackTrace();}}public void onServiceDisconnected(ComponentName className) {mRemoteBookManager = null;Log.d(TAG, "onServiceDisconnected. tname:" + Thread.currentThread().getName());}};private IOnNewBookArrivedListener mOnNewBookArrivedListener = new IOnNewBookArrivedListener.Stub() {@Overridepublic void onNewBookArrived(Book newBook) throws RemoteException {mHandler.obtainMessage(MESSAGE_NEW_BOOK_ARRIVED, newBook).sendToTarget();}};
AIDL补充:Binder连接池
http://blog.csdn.net/u012760183/article/details/51397014
http://www.2cto.com/kf/201604/499360.html
一下是博客的内容:
一、 前言
在上一篇文章 Android IPC机制(三):浅谈Binder的使用中,笔者浅谈了Binder的使用及其工作机制,利用AIDL方式能很方便地进行客户端和服务端的跨进程通信。但是,我们想一下,如果按照我们之前的使用方法,必须满足一个AIDL接口对应一个service,那么问题来了,假如我们的应用,有很多模块,而每一个模块都需要和服务端通讯,那么我们也要为每一个模块创建特定的aidl文件,那么服务端service也会产生很多个,显然,如果aidl接口变多,那么service也会跟着变多,那么这样的用户体验就会非常不好,那么我们该怎么做呢?在任玉刚著的《Android 开发艺术探索》一书中,给出了一个Binder连接池的概念,即利用一个Binder连接池来管理所有Binder,服务端只需要管理这个Bindere连接池即可,这样就能实现一个service管理多个Binder,为不同的模块返回不同的Binder,以实现进程间通讯。所以,本文将讲述如何实现Binder连接池。
二、实现
1、先提供两个AIDL接口来模拟多个模块都要使用AIDL的情况:ISpeak接口和ICalculate接口:
1234packagecom.chenyu.service;interfaceISpeak {voidspeak();}
1234packagecom.chenyu.service;interfaceICalculate {intadd(inintnum1,inintnum2);}
接着,实现这两个接口:分别为Speak.java和Calculate.java文件:
12345678910publicclassSpeakextendsStub {publicSpeak() {Log.d("cylog","我被实例化了..............");}@Overridepublicvoidspeak()throwsRemoteException {intpid = android.os.Process.myPid();Log.d("cylog","当前进程ID为:"+pid+"-----"+"这里收到了客户端的speak请求");}}
12345678publicclassCalculateextendsICalculate.Stub {@Overridepublicintadd(intnum1,intnum2)throwsRemoteException {intpid = android.os.Process.myPid();Log.d("cylog","当前进程ID为:"+pid+"----"+"这里收到了客户端的Calculate请求");returnnum1+num2;}}可以看到,这两个接口的实现类,都是继承了Interface.Stub类,这个在上一章的服务端代码出现过,是在服务端的service内部实现了接口的方法,而这里我们把实现了接口的方法从服务端抽离出来了,其实这个实现类依然是运行在服务端的进程中,从而实现了AIDL接口和服务端的解耦合工作,让服务端不再直接参与AIDL接口方法的实现工作。那么,服务端通过什么桥梁与AIDL接口联系呢?答案就是Binder连接池。Binder连接池管理着所有的AIDL接口,就如一位将军统帅着千军。客户端需要什么Binder,就提供信息给Binder连接池,而连接池根据相应信息返回正确的Binder,这样客户端就能执行特定的操作了。可以说,Binder连接池的思路,非常类似设计模式之中的工厂模式。接下来我们看Binder连接池的具体实现:
12、为Binder连接池创建AIDL接口:IBinderPool.aidl:
123interfaceIBinderPool {IBinder queryBinder(intbinderCode);//查找特定Binder的方法}
为什么需要这个接口?我们从上面的分析可以知道,service端并不直接提供具体的Binder,那么客户端和服务端连接的时候就应该返回一个IBinderPool对象,让客户端拿到这个IBinderPool的实例,然后由客户端决定应该用哪个Binder。所以服务端的代码很简单,只需要返回IBinderPool对象即可:
3、服务端service代码:
12345678910publicclassBinderPoolServiceextendsService {privateBinder mBinderPool =newBinderPool.BinderPoolImpl();// 1privateintpid = Process.myPid();@OverridepublicIBinder onBind(Intent intent) {Log.d("cylog","当前进程ID为:"+pid+"----"+"客户端与服务端连接成功,服务端返回BinderPool.BinderPoolImpl 对象");returnmBinderPool;}}
①号代码处,实例化了一个BinderPool.BinderPoolImpl类,并在onBind方法返回了这个mBinderPool对象。
4、接下来我们看BinderPool的具体实现,代码比较长,我们先大体上认识,再详细分析:
123456789101112131415161718192021222324252627282930313233343536373839404142434445464748495051525354555657585960616263646566676869707172737475767778798081828384858687888990919293949596979899100101102103104publicclassBinderPool {publicstaticfinalintBINDER_SPEAK =0;publicstaticfinalintBINDER_CALCULATE =1;privateContext mContext;privateIBinderPool mBinderPool;privatestaticvolatileBinderPool sInstance;privateCountDownLatch mConnectBinderPoolCountDownLatch;privateBinderPool(Context context) {<span style="white-space:pre"> </span>// 1mContext = context.getApplicationContext();connectBinderPoolService();}publicstaticBinderPool getInstance(Context context) {// 2if(sInstance ==null) {synchronized(BinderPool.class) {if(sInstance ==null) {sInstance =newBinderPool(context);}}}returnsInstance;}privatesynchronizedvoidconnectBinderPoolService() {// 3mConnectBinderPoolCountDownLatch =newCountDownLatch(1);Intent service =newIntent(mContext, BinderPoolService.class);mContext.bindService(service, mBinderPoolConnection,Context.BIND_AUTO_CREATE);try{mConnectBinderPoolCountDownLatch.await();}catch(InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}publicIBinder queryBinder(intbinderCode) {// 4IBinder binder =null;try{if(mBinderPool !=null) {binder = mBinderPool.queryBinder(binderCode);}}catch(RemoteException e) {e.printStackTrace();}returnbinder;}privateServiceConnection mBinderPoolConnection =newServiceConnection() {// 5@OverridepublicvoidonServiceDisconnected(ComponentName name) {}@OverridepublicvoidonServiceConnected(ComponentName name, IBinder service) {mBinderPool = IBinderPool.Stub.asInterface(service);try{mBinderPool.asBinder().linkToDeath(mBinderPoolDeathRecipient,0);}catch(RemoteException e) {e.printStackTrace();}mConnectBinderPoolCountDownLatch.countDown();}};privateIBinder.DeathRecipient mBinderPoolDeathRecipient =newIBinder.DeathRecipient() {// 6@OverridepublicvoidbinderDied() {mBinderPool.asBinder().unlinkToDeath(mBinderPoolDeathRecipient,0);mBinderPool =null;connectBinderPoolService();}};publicstaticclassBinderPoolImplextendsIBinderPool.Stub {// 7publicBinderPoolImpl() {super();}@OverridepublicIBinder queryBinder(intbinderCode)throwsRemoteException {IBinder binder =null;switch(binderCode) {caseBINDER_SPEAK: {binder =newSpeak();break;}caseBINDER_CALCULATE: {binder =newCalculate();break;}default:break;}returnbinder;}}}
大体上看,这个类完成的功能有实现客户端和服务端的连接,同时内有还有一个静态内部类:BinderPoolImpl,继承了IBinderPool.Stub,这也非常眼熟,所以这个静态内部类应该是运行了服务端的。好了,我们从上往下分析每一个方法的作用:①private BinderPool(Context context)构造方法:这里传递了context对象,注意到,这个构造方法使用了private修饰,那么外界是无法直接调用构造器的,所以有了②号方法。
②public static BinderPool getInstance(Context context):看到getInstance字样,熟悉设计模式的读者应该知道了这里是使用了单例模式,而且是线程同步的懒汉式单例模式,在方法内部,把传递进来的context上下文参数传递进构造函数,即此时调用了①号方法,接着①号方法调用了connectBinderPoolService()方法,即③号方法。
③private synchronized void connectBinderPoolService():这个方法主要用于客户端与服务端建立连接,在方法内部出现了CountDownLatch类,这个类是用于线程同步的,由于bindService()是异步操作,所以如果要确保客户端在执行其他操作之前已经绑定好服务端,就应该先实现线程同步。这里简单提一下这个类:
CountDownLatch类有三个主要方法:
(1)构造方法 CountDownLatch(int num):这里传递一个num值,为countdownlatch内部的计时器赋值。
(2)countdown():每当调用一次这个方法,countdownlatch实例内部计时器数值 - 1。
(3)await():让当前线程等待,如果内部计时器变为0,那么唤醒当前线程。
④public IBinder queryBinder(int binderCode):根据具体的binderCode值来获得某个特定的Binder,并返回。
⑤private ServiceConnection mBinderPoolConnection = new ServiceConnection(){} :这个类似于上一章客户端的连接代码,在服务端与客户端连接成功的时候,会回调当前的onServiceConnected()函数,我们来着重看看这个函数:
12345678910@OverridepublicvoidonServiceConnected(ComponentName name, IBinder service) {mBinderPool = IBinderPool.Stub.asInterface(service);try{mBinderPool.asBinder().linkToDeath(mBinderPoolDeathRecipient,0);}catch(RemoteException e) {e.printStackTrace();}mConnectBinderPoolCountDownLatch.countDown();}
注意到,方法内部执行了mBinderPool = IBinderPool.Stub.asInterface(service)方法,由上一章的分析可知,这里的mBinderPool实际上是IBinderPool的一个代理对象,即此时客户端获得了服务端Binder连接池的一个代理对象。接着,最后执行了mConnectBinderPoolCountDownLatch.countDown()方法,此时,执行bindService()的线程就会被唤醒。
⑥private IBinder.DeathRecipient mBinderPoolDeathRecipient = new IBinder.DeathRecipient(){}:为IBinder设置死亡监听,如果连接意外中断,会自动重新连接。
⑦public static class BinderPoolImpl extends IBinderPool.Stub{} :这个类实现了IBinderPool.Stub,内部实现了IBinderPool的接口方法,这个实现类运行在服务端。内部是queryBinder()方法的实现,根据不同的Bindercode值来实例化不同的实现类,比如Speak或者Calculate,并作为Binder返回给客户端。当客户端调用这个方法的时候,实际上已经是进行了一次AIDL方式的跨进程通信。
5、分析完BinderPool代码,最后,我们实现客户端代码:
1234567891011121314151617181920212223242526272829303132333435363738394041424344454647484950515253packagecom.chenyu.binderpool;importandroid.app.Activity;importandroid.os.*;importandroid.util.Log;importcom.chenyu.service.BinderPool;importcom.chenyu.service.Calculate;importcom.chenyu.service.ICalculate;importcom.chenyu.service.ISpeak;importcom.chenyu.service.Speak;publicclassMainActivityextendsActivity {privateISpeak mSpeak;privateICalculate mCalculate;privateintpid = android.os.Process.myPid();@OverrideprotectedvoidonCreate(Bundle savedInstanceState) {super.onCreate(savedInstanceState);setContentView(R.layout.activity_main);newThread(newRunnable() {@Overridepublicvoidrun() {startWork();}}).start();}privatevoidstartWork() {Log.d("cylog","当前进程ID为:"+pid);Log.d("cylog","获取BinderPool对象............");BinderPool binderPool = BinderPool.getInsance(MainActivity.this);// 1Log.d("cylog","获取speakBinder对象...........");IBinder speakBinder = binderPool.queryBinder(BinderPool.BINDER_SPEAK);// 2Log.d("cylog","获取speak的代理对象............");mSpeak = (ISpeak) ISpeak.Stub.asInterface(speakBinder);// 3try{mSpeak.speak();// 4}catch(RemoteException e) {e.printStackTrace();}Log.d("cylog","获取calculateBinder对象...........");IBinder calculateBinder = binderPool.queryBinder(BinderPool.BINDER_CALCULATE);Log.d("cylog","获取calculate的代理对象............");mCalculate = (ICalculate) ICalculate.Stub.asInterface(calculateBinder);try{Log.d("cylog",""+mCalculate.add(5,6));}catch(RemoteException e) {e.printStackTrace();}}}
由于跨进程通信是耗时操作,这里利用了子线程来进行绑定以及请求等操作。这里简单分析一下从子线程开始,整个跨进程通讯流程是怎样的:
首先,在①处,调用了BinderPool的getInstance()方法,在里面执行了绑定服务的操作,此时得到的binderPool是BinderPool对象。接着执行②号代码,调用BinderPool对象的queryBinder()方法,此时发生了AIDL跨进程请求,得到服务端返回的特定的IBinder对象。接着执行③号代码,调用ISpeak.Stub.asInterface(IBinder iBinder)方法,把刚才获得的IBinder对象传递进去,此时返回了Speak的Proxy代理对象。 最后执行④号代码,调用代理对象mSpeak的speak()方法,此时再次发生了AIDL跨进程请求,调用了服务端Speak类的speak方法。我们看一下运行结果:
三、总结
最后总结一下使用Binder连接池的流程:
(1)为每个业务模块创建AIDL接口,以及实现其接口的方法。
(2)创建IBinderPool.aidl文件,定义queryBinder(int BinderCode)方法,客户端通过调用该方法返回特定的Binder对象。
(3)创建BinderPoolService服务端,在onBind方法返回实例化的BinderPool.IBinderPoolImpl对象。
(4)创建BinderPool类,在该类实现客户端与服务端的连接,解决线程同步的问题,设置Binder的死亡代理等。在onServiceConnected()方法内,获取到IBinderPool的代理对象。此外,IBinderPool的实现类:IBinderPoolImpl是BinderPool的内部类,实现了IBinderPool.aidl的方法:queryBinder()。

