Android aidl Binder框架淺析
1、概述
Binder能幹什麼？Binder可以提供系統中任何程式都可以訪問的全域性服務。這個功能當然是任何系統都應該提供的，下面我們簡單看一下Android的Binder的框架
Android Binder框架分為伺服器介面、Binder驅動、以及客戶端介面；簡單想一下，需要提供一個全域性服務，那麼全域性服務那端即是伺服器介面，任何程式即客戶端介面，它們之間通過一個Binder驅動訪問。
伺服器端介面：實際上是Binder類的物件，該物件一旦建立，內部則會啟動一個隱藏執行緒，會接收Binder驅動傳送的訊息，收到訊息後，會執行Binder物件中的onTransact()函式，並按照該函式的引數執行不同的伺服器端程式碼。
Binder驅動：該物件也為Binder類的例項，客戶端通過該物件訪問遠端服務。
客戶端介面：獲得Binder驅動，呼叫其transact()傳送訊息至伺服器
如果大家對上述不瞭解，沒關係，下面會通過例子來更好的說明，實踐是檢驗真理的唯一標準嘛
2、AIDL的使用
如果對Android比較熟悉，那麼一定使用過AIDL，如果你還不瞭解，那麼也沒關係，下面會使用一個例子展示AIDL的用法。
我們使用AIDL實現一個跨程式的加減法呼叫
1、服務端
新建一個專案，建立一個包名：com.zhy.calc.aidl，在包內建立一個ICalcAIDL檔案：
package com.zhy.calc.aidl;
interface ICalcAIDL
{
int add(int x , int y);
int min(int x , int y );
}
注意，檔名為ICalcAIDL.aidl
然後在專案的gen目錄下會生成一個ICalcAIDL.java檔案，暫時不貼這個檔案的程式碼了，後面會詳細說明
然後我們在專案中新建一個Service，程式碼如下：
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建立了一個mBinder的物件，並在Service的onBind方法中返回
最後記得在AndroidManifest中註冊
<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>
這裡我們指定了一個name，因為我們一會會在別的應用程式中通過Intent來查詢此Service；這個不需要Activity，所以我也就沒寫Activity，安裝完成也看不到安裝圖示，悄悄在後臺執行著。
到此，服務端編寫完畢。下面開始編寫客戶端
2、客戶端
客戶端的程式碼比較簡單，建立一個佈局，裡面包含4個按鈕，分別為繫結服務，解除繫結，呼叫加法，呼叫減法
佈局檔案：
<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);
}
/**
* 點選BindService按鈕時呼叫
* @param view
*/
public void bindService(View view)
{
Intent intent = new Intent();
intent.setAction("com.zhy.aidl.calc");
bindService(intent, mServiceConn, Context.BIND_AUTO_CREATE);
}
/**
* 點選unBindService按鈕時呼叫
* @param view
*/
public void unbindService(View view)
{
unbindService(mServiceConn);
}
/**
* 點選12+12按鈕時呼叫
* @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, "伺服器被異常殺死，請重新繫結服務端", Toast.LENGTH_SHORT)
.show();
}
}
/**
* 點選50-12按鈕時呼叫
* @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, "服務端未繫結或被異常殺死，請重新繫結服務端", Toast.LENGTH_SHORT)
.show();
}
}
}
很標準的繫結服務的程式碼。
直接看執行結果：
我們首先點選BindService按鈕，檢視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，點選BindService之後，服務端執行了onCreate和onBind的方法，並且客戶端執行了onServiceConnected方法，標明伺服器與客戶端已經聯通
然後點選12+12，50-12可以成功的呼叫服務端的程式碼並返回正確的結果
下面我們再點選unBindService
08-09 22:59:25.567: E/server(29692): onUnbind 08-09 22:59:25.567: E/server(29692): onDestroy
由於我們當前只有一個客戶端繫結了此Service，所以Service呼叫了onUnbind和onDestory
然後我們繼續點選12+12，50-12，通過上圖可以看到，依然可以正確執行，也就是說即使onUnbind被呼叫，連線也是不會斷開的，那麼什麼時候會埠呢？
即當服務端被異常終止的時候，比如我們現在在手機的正在執行的程式中找到該服務：
點選停止，此時檢視log
08-09 23:04:21.433: E/client(30146): onServiceDisconnected
可以看到呼叫了onServiceDisconnected方法，此時連線被斷開，現在點選12+12，50-12的按鈕，則會彈出Toast服務端斷開的提示。
說了這麼多，似乎和Binder框架沒什麼關係，下面我們來具體看一看AIDL為什麼做了些什麼。
3、分析AIDL生成的程式碼
1、服務端
先看服務端的程式碼，可以看到我們服務端提供的服務是由
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來執行的，讓我們來看看Stub這個類的宣告：
public static abstract class Stub extends android.os.Binder implements com.zhy.calc.aidl.ICalcAIDL
清楚的看到這個類是Binder的子類，是不是符合我們文章開通所說的服務端其實是一個Binder類的例項
接下來看它的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);
}
文章開頭也說到服務端的Binder例項會根據客戶端依靠Binder驅動發來的訊息，執行onTransact方法，然後由其引數決定執行服務端的程式碼。
可以看到onTransact有四個引數
code ， data ，replay ， flags
code 是一個整形的唯一標識，用於區分執行哪個方法，客戶端會傳遞此引數，告訴服務端執行哪個方法
data客戶端傳遞過來的引數
replay伺服器返回回去的值
flags標明是否有返回值，0為有（雙向），1為沒有（單向）
我們仔細看case TRANSACTION_min中的程式碼
data.enforceInterface(DESCRIPTOR);與客戶端的writeInterfaceToken對用，標識遠端服務的名稱
int _arg0;
_arg0 = data.readInt();
int _arg1;
_arg1 = data.readInt();
接下來分別讀取了客戶端傳入的兩個引數
int _result = this.min(_arg0, _arg1);
reply.writeNoException();
reply.writeInt(_result);
然後執行this.min，即我們實現的min方法；返回result由reply寫回。
add同理，可以看到服務端通過AIDL生成Stub的類，封裝了服務端本來需要寫的程式碼。
2、客戶端
客戶端主要通過ServiceConnected與服務端連線
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);
}
};
如果你比較敏銳，應該會猜到這個onServiceConnected中的IBinder例項，其實就是我們文章開通所說的Binder驅動，也是一個Binder例項
在ICalcAIDL.Stub.asInterface中最終呼叫了：
return new com.zhy.calc.aidl.ICalcAIDL.Stub.Proxy(obj);
這個Proxy例項傳入了我們的Binder驅動，並且封裝了我們呼叫服務端的程式碼，文章開頭說，客戶端會通過Binder驅動的transact()方法呼叫服務端程式碼
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;
}
首先宣告兩個Parcel物件，一個用於傳遞資料，一個使用者接收返回的資料
_data.writeInterfaceToken(DESCRIPTOR);與伺服器端的enforceInterfac對應
_data.writeInt(x);
_data.writeInt(y);寫入需要傳遞的引數
mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_add, _data, _reply, 0);
終於看到了我們的transact方法，第一個對應服務端的code,_data,_repay分別對應服務端的data，reply，0表示是雙向的
_reply.readException();
_result = _reply.readInt();
最後讀出我們服務端返回的資料，然後return。可以看到和服務端的onTransact基本是一行一行對應的。
到此，我們已經通過AIDL生成的程式碼解釋了Android Binder框架的工作原理。Service的作用其實就是為我們建立Binder驅動，即服務端與客戶端連線的橋樑。
AIDL其實通過我們寫的aidl檔案，幫助我們生成了一個介面，一個Stub類用於服務端，一個Proxy類用於客戶端呼叫。那麼我們是否可以不通過寫AIDL來實現遠端的通訊呢？下面向大家展示如何完全不依賴AIDL來實現客戶端與服務端的通訊。
4、不依賴AIDL實現程式間通訊
1、服務端程式碼
我們新建一個CalcPlusService.java用於實現兩個數的乘和除
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);
}
};
}
我們自己實現服務端，所以我們自定義了一個Binder子類，然後複寫了其onTransact方法，我們指定服務的標識為CalcPlusService，然後0×110為乘，0×111為除；
記得在AndroidMenifest中註冊
<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>
服務端程式碼結束。
2、客戶端程式碼
單獨新建了一個專案，程式碼和上例很類似
首先佈局檔案：
<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
然後是Activity的程式碼
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, "未連線服務端或服務端被異常殺死", 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, "未連線服務端或服務端被異常殺死", 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();
}
}
}
}
為了明瞭，我直接在mulInvoked裡面寫了程式碼，和服務端都沒有抽象出一個介面。首先繫結服務時，通過onServiceConnected得到Binder驅動即mPlusBinder；
然後準備資料，呼叫transact方法，通過code指定執行服務端哪個方法，程式碼和上面的分析一致。
下面看執行結果：
是不是很好的實現了我們兩個應用程式間的通訊，並沒有使用aidl檔案，也從側面分析了我們上述分析是正確的。
好了，就到這裡，相信大家看完這篇博文，對aidl和Binder的理解也會更加深刻。
程式碼先安裝server端的程式碼，然後再安裝client端的。
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