Android Messenger完全解析 實現程式間通訊
一、概述
說到Android程式間通訊，大家肯定能想到的是編寫aidl檔案，然後通過aapt生成的類方便的完成服務端，以及客戶端程式碼的編寫。如果你對這個過程不熟悉，可以檢視Android aidl Binder框架淺析；
當然今天要說的通訊方式肯定不是通過編寫aidl檔案的方式，那麼有請今天的主角：Messenger。ok，這是什麼樣的一個類呢？我們看下注釋
This allows for the implementation of message-based communication across processes
允許實現基於訊息的程式間通訊的方式。
那麼，什麼叫基於訊息的程式間通訊方式呢？看個圖理解下：
可以看到，我們可以在客戶端傳送一個Message給服務端，在服務端的handler中會接收到客戶端的訊息，然後進行對應的處理，處理完成後，再將結果等資料封裝成Message，傳送給客戶端，客戶端的handler中會接收到處理的結果。
這樣的程式間通訊是不是很爽呢？
- 基於Message，相信大家都很熟悉
- 支援回撥的方式，也就是服務端處理完成長任務可以和客戶端互動
- 不需要編寫aidl檔案
此外，還支援，記錄客戶端物件的Messenger，然後可以實現一對多的通訊；甚至作為一個轉接處，任意兩個程式都能通過服務端進行通訊，這個後面再說。
看到這，有沒有一些的小激動，我們可以不寫aidl檔案，方便的實現程式間通訊了，是不是又可以裝一下了。哈，下面看個簡單的例子。
二、通訊例項
這個例子，通過兩個apk演示，一個apk是Server端，一個是Client端；
（1） Server端
程式碼
package com.imooc.messenger_server;
import android.app.Service;
import android.content.Intent;
import android.os.Handler;
import android.os.IBinder;
import android.os.Message;
import android.os.Messenger;
import android.os.RemoteException;
public class MessengerService extends Service
{
private static final int MSG_SUM = 0x110;
//最好換成HandlerThread的形式
private Messenger mMessenger = new Messenger(new Handler()
{
@Override
public void handleMessage(Message msgfromClient)
{
Message msgToClient = Message.obtain(msgfromClient);//返回給客戶端的訊息
switch (msgfromClient.what)
{
//msg 客戶端傳來的訊息
case MSG_SUM:
msgToClient.what = MSG_SUM;
try
{
//模擬耗時
Thread.sleep(2000);
msgToClient.arg2 = msgfromClient.arg1 + msgfromClient.arg2;
msgfromClient.replyTo.send(msgToClient);
} catch (InterruptedException e)
{
e.printStackTrace();
} catch (RemoteException e)
{
e.printStackTrace();
}
break;
}
super.handleMessage(msgfromClient);
}
});
@Override
public IBinder onBind(Intent intent)
{
return mMessenger.getBinder();
}
}
服務端就一個Service，可以看到程式碼相當的簡單，只需要去宣告一個Messenger物件，然後onBind方法返回mMessenger.getBinder()；
然後坐等客戶端將訊息傳送到handleMessage想法，根據message.what去判斷進行什麼操作，然後做對應的操作，最終將結果通過 msgfromClient.replyTo.send(msgToClient);返回。
可以看到我們這裡主要是取出客戶端傳來的兩個數字，然後求和返回，這裡我有意新增了sleep(2000)模擬耗時,注意在實際使用過程中，可以換成在獨立開闢的執行緒中完成耗時操作，比如和HandlerThread結合使用。
註冊檔案
<service android:name=".MessengerService" android:enabled="true" android:exported="true"> <intent-filter> <action android:name="com.zhy.aidl.calc"></action> <category android:name="android.intent.category.DEFAULT" /> </intent-filter> </service>
別忘了註冊service，寫完以後直接安裝。
（二）客戶端
Activity
package com.imooc.messenger_client;
import android.content.ComponentName;
import android.content.Context;
import android.content.Intent;
import android.content.ServiceConnection;
import android.os.Bundle;
import android.os.Handler;
import android.os.IBinder;
import android.os.Message;
import android.os.Messenger;
import android.os.RemoteException;
import android.support.v7.app.AppCompatActivity;
import android.util.Log;
import android.view.View;
import android.widget.Button;
import android.widget.LinearLayout;
import android.widget.TextView;
public class MainActivity extends AppCompatActivity
{
private static final String TAG = "MainActivity";
private static final int MSG_SUM = 0x110;
private Button mBtnAdd;
private LinearLayout mLyContainer;
//顯示連線狀態
private TextView mTvState;
private Messenger mService;
private boolean isConn;
private Messenger mMessenger = new Messenger(new Handler()
{
@Override
public void handleMessage(Message msgFromServer)
{
switch (msgFromServer.what)
{
case MSG_SUM:
TextView tv = (TextView) mLyContainer.findViewById(msgFromServer.arg1);
tv.setText(tv.getText() + "=>" + msgFromServer.arg2);
break;
}
super.handleMessage(msgFromServer);
}
});
private ServiceConnection mConn = new ServiceConnection()
{
@Override
public void onServiceConnected(ComponentName name, IBinder service)
{
mService = new Messenger(service);
isConn = true;
mTvState.setText("connected!");
}
@Override
public void onServiceDisconnected(ComponentName name)
{
mService = null;
isConn = false;
mTvState.setText("disconnected!");
}
};
private int mA;
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState)
{
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main);
//開始繫結服務
bindServiceInvoked();
mTvState = (TextView) findViewById(R.id.id_tv_callback);
mBtnAdd = (Button) findViewById(R.id.id_btn_add);
mLyContainer = (LinearLayout) findViewById(R.id.id_ll_container);
mBtnAdd.setOnClickListener(new View.OnClickListener()
{
@Override
public void onClick(View v)
{
try
{
int a = mA++;
int b = (int) (Math.random() * 100);
//建立一個tv,新增到LinearLayout中
TextView tv = new TextView(MainActivity.this);
tv.setText(a + " + " + b + " = caculating ...");
tv.setId(a);
mLyContainer.addView(tv);
Message msgFromClient = Message.obtain(null, MSG_SUM, a, b);
msgFromClient.replyTo = mMessenger;
if (isConn)
{
//往服務端傳送訊息
mService.send(msgFromClient);
}
} catch (RemoteException e)
{
e.printStackTrace();
}
}
});
}
private void bindServiceInvoked()
{
Intent intent = new Intent();
intent.setAction("com.zhy.aidl.calc");
bindService(intent, mConn, Context.BIND_AUTO_CREATE);
Log.e(TAG, "bindService invoked !");
}
@Override
protected void onDestroy()
{
super.onDestroy();
unbindService(mConn);
}
}
程式碼也不復雜，首先bindService，然後在onServiceConnected中拿到回撥的service（IBinder）物件，通過service物件去構造一個mService =new Messenger(service);然後就可以使用mService.send(msg)給服務端了。
我們訊息的傳送在Btn.onclick裡面:
Message msgFromClient = Message.obtain(null, MSG_SUM, a, b);
msgFromClient.replyTo = mMessenger;
if (isConn)
{
//往服務端傳送訊息
mService.send(msgFromClient);
}
那麼服務端會收到訊息，處理完成會將結果返回，傳到Client端的mMessenger中的Handler的handleMessage方法中。
佈局檔案
<LinearLayout android:id="@+id/id_ll_container" 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" android:paddingBottom="@dimen/activity_vertical_margin" android:paddingLeft="@dimen/activity_horizontal_margin" android:paddingRight="@dimen/activity_horizontal_margin" android:paddingTop="@dimen/activity_vertical_margin" tools:context=".MainActivity"> <TextView android:id="@+id/id_tv_callback" android:layout_width="match_parent" android:layout_height="wrap_content" android:text="Messenger Test!"/> <Button android:id="@+id/id_btn_add" android:layout_width="wrap_content" android:layout_height="wrap_content" android:text="add"/> </LinearLayout>
效果圖
可以看到，我們每點選一次按鈕，就往伺服器傳送個訊息，伺服器拿到訊息執行完成後，將結果返回。
整個通訊的程式碼看起來還是相當的清爽的，那麼大家有沒有對其內部的原理有一絲的好奇呢？下面我們就來看下其內部是如何實現的。
對了，原始碼分析前，這裡插一句，大家通過程式碼可以看到服務端往客戶端傳遞資料是通過msg.replyTo這個物件的。那麼服務端完全可以做到，使用一個List甚至Map去儲存所有繫結的客戶端的msg.replyTo物件，然後想給誰發訊息都可以。甚至可以把A程式發來的訊息，通過B程式的msg.replyTo發到B程式那裡去。相關程式碼呢，可以參考官方的文件：service，注意下拉找：Remote Messenger Service Sample。
三、原始碼分析
其實Messenger的內部實現的，實際上也是依賴於aidl檔案實現的。
（一）首先我們看客戶端向服務端通訊
服務端
服務端的onBind是這麼寫的：
public IBinder onBind(Intent intent)
{
return mMessenger.getBinder();
}
那麼點進去：
public IBinder getBinder() {
return mTarget.asBinder();
}
可以看到返回的是mTarget.asBinder();
mTarget是哪來的呢？
別忘了我們前面去構造mMessenger物件的程式碼：new Messenger(new Handler())；
public Messenger(Handler target) {
mTarget = target.getIMessenger();
}
原來是Handler返回的，我們繼續跟進去
final IMessenger getIMessenger() {
synchronized (mQueue) {
if (mMessenger != null) {
return mMessenger;
}
mMessenger = new MessengerImpl();
return mMessenger;
}
}
private final class MessengerImpl extends IMessenger.Stub {
public void send(Message msg) {
msg.sendingUid = Binder.getCallingUid();
Handler.this.sendMessage(msg);
}
}
mTarget是一個MessengerImpl物件，那麼asBinder實際上是返回this，也就是MessengerImpl物件；
這是個內部類，可以看到繼承自IMessenger.Stub，然後實現了一個send方法，該方法就是將接收到的訊息通過 Handler.this.sendMessage(msg);傳送到handleMessage方法。
看到這，大家有沒有想到什麼，難道不覺得extends IMessenger.Stub這種寫法異常的熟悉麼？
我們傳統寫aidl檔案，aapt給我們生成什麼，生成IXXX.Stub類，然後我們服務端繼承IXXX.Stub實現介面中的方法。
沒錯，其實這裡內部其實也是依賴一個aidl生成的類，這個aidl位於：frameworks/base/core/java/android/os/IMessenger.aidl.
package android.os;
import android.os.Message;
/** @hide */
oneway interface IMessenger {
void send(in Message msg);
}
看到這，你應該明白了，Messenger並沒有什麼神奇之處，實際上，就是依賴該aidl檔案生成的類，繼承了IMessenger.Stub類，實現了send方法，send方法中引數會通過客戶端傳遞過來，最終傳送給handler進行處理。這裡不理解，請詳細看下Android aidl Binder框架淺析；
客戶端
客戶端首先通過onServiceConnected拿到sevice（Ibinder）物件，這裡沒什麼特殊的，我們平時的寫法也是這樣的，只不過我們平時會這麼寫：
IMessenger.Stub.asInterface(service)拿到介面物件進行呼叫；
而，我們的程式碼中是
mService = new Messenger(service);
跟進去，你會發現：
public Messenger(IBinder target) {
mTarget = IMessenger.Stub.asInterface(target);
}
soga，和我們平時的寫法一模一樣！
到這裡就可以明白，客戶端與服務端通訊，實際上和我們平時的寫法沒有任何區別，通過編寫aidl檔案，服務端onBind利用Stub編寫介面實現返回；客戶端利用回撥得到的IBinder物件，使用IMessenger.Stub.asInterface(target)拿到介面例項進行呼叫（內部實現，參考Android aidl Binder框架淺析）。
（2）服務端與客戶端通訊
那麼，客戶端與服務端通訊的確沒什麼特殊的地方，我們完全也可以編寫個類似的aidl檔案實現；那麼服務端是如何與客戶端通訊的呢？
還記得，客戶端send方法傳送的是一個Message，這個Message.replyTo指向的是一個mMessenger，我們在Activity中初始化的。
那麼將訊息傳送到服務端，肯定是通過序列化與反序列化拿到Message物件，我們看下Message的反序列化的程式碼：
# Message
private void readFromParcel(Parcel source) {
what = source.readInt();
arg1 = source.readInt();
arg2 = source.readInt();
if (source.readInt() != 0) {
obj = source.readParcelable(getClass().getClassLoader());
}
when = source.readLong();
data = source.readBundle();
replyTo = Messenger.readMessengerOrNullFromParcel(source);
sendingUid = source.readInt();
}
主要看replyTo，呼叫的是Messenger.readMessengerOrNullFromParcel
public static Messenger readMessengerOrNullFromParcel(Parcel in) {
IBinder b = in.readStrongBinder();
return b != null ? new Messenger(b) : null;
}
public static void writeMessengerOrNullToParcel(Messenger messenger,
Parcel out) {
out.writeStrongBinder(messenger != null ? messenger.mTarget.asBinder()
: null);
}
通過上面的writeMessengerOrNullToParcel可以看到，它將客戶端的messenger.mTarget.asBinder()物件進行了恢復，客戶端的message.mTarget.asBinder()是什麼？
客戶端也是通過Handler建立的Messenger，於是asBinder返回的是：
public Messenger(Handler target) {
mTarget = target.getIMessenger();
}
final IMessenger getIMessenger() {
synchronized (mQueue) {
if (mMessenger != null) {
return mMessenger;
}
mMessenger = new MessengerImpl();
return mMessenger;
}
}
private final class MessengerImpl extends IMessenger.Stub {
public void send(Message msg) {
msg.sendingUid = Binder.getCallingUid();
Handler.this.sendMessage(msg);
}
}
public IBinder getBinder() {
return mTarget.asBinder();
}
那麼asBinder，實際上就是MessengerImpl extends IMessenger.Stub中的asBinder了。
#IMessenger.Stub
@Override
public android.os.IBinder asBinder()
{
return this;
}
那麼其實返回的就是MessengerImpl物件自己。到這裡可以看到message.mTarget.asBinder()其實返回的是客戶端的MessengerImpl物件。
最終，傳送給客戶端的程式碼是這麼寫的：
msgfromClient.replyTo.send(msgToClient);
public void send(Message message) throws RemoteException {
mTarget.send(message);
}
這個mTarget實際上就是對客戶端的MessengerImpl物件的封裝，那麼send(message)（遮蔽了transact/onTransact的細節），這個message最終肯定傳到客戶端的handler的handleMessage方法中。
好了，到此我們的原始碼分析就結束了~~
總結下：
- 客戶端與服務端通訊，利用的aidl檔案，沒什麼特殊的
- 服務端與客戶端通訊，主要是在傳輸的訊息上做了處理，讓Messager.replyTo指向的客戶端的Messenger,而Messenger又持有客戶端的一個Binder物件（MessengerImpl）。服務端正是利用這個Binder物件做的與客戶端的通訊。
可以考慮自己編寫aidl檔案，實現下服務端對客戶端的回撥。
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