Android 面试抱佛脚：进程间通讯学习，从 Binder 使用看起

先看谷歌官方开发者文档的介绍 我们可以利用 AIDL 定义客户端与服务均认可的编程接口，以便二者使用进程间通信 (IPC) 进行相互通信。在安卓中，编写进程间通信的代码较为繁琐，Android 会使用 AIDL 帮我们处理这类问题。 我们先从一个典型的 AIDL 实例入手来探究。

定义 AIDL 接口

我们来定义一个 aidl 接口文件

//IHelloManager.aidl

package top.guuguo.wanandroid.tv;

import top.guuguo.wanandroid.tv.User;

interface IHelloManager {

User getFriend();

void setFriend(in User friend);

}

//User.aidl

package top.guuguo.wanandroid.tv;

parcelable User;

其中用到了 User 对象，所以上文还定义了该User.aidl，该对象实现 Parcelable 接口。 我们找到generated/aidl_source_output_dir观察对应生成的 java 类:IHelloManager.java。

public interface IHelloManager extends android.os.IInterface {

/**

• Default implementation for IHelloManager.

*/

public static class Default implements top.guuguo.wanandroid.tv.IHelloManager {

/***/

}

/**

• Local-side IPC implementation stub class.

*/

public static abstract class Stub extends android.os.Binder implements top.guuguo.wanandroid.tv.IHelloManager {

/***/

private static class Proxy implements top.guuguo.wanandroid.tv.IHelloManager {

/***/

}

}

public top.guuguo.wanandroid.tv.User getFriend() throws android.os.RemoteException;

public void setFriend(top.guuguo.wanandroid.tv.User friend) throws android.os.RemoteException;

}

可以看到生成了IHelloManager 接口，实现IInterface。可以看到默认生成了三个该接口的实现类。Default，Stub 和Stub.Proxy。 Stub 是一个Binder类,是一个实例是服务端对象。Stub.Proxy 是Proxy的服务端代理类，其中执行方法的时候，调用了服务端的 transact 方法进行进程间数据交互转换，这两个实现类就是IHelloManager的核心类。 看看 Stub 类的代码：

public static abstract class Stu

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b extends android.os.Binder implements top.guuguo.wanandroid.tv.IHelloManager {

private static final java.lang.String DESCRIPTOR = "top.guuguo.wanandroid.tv.IHelloManager";

public Stub() {

this.attachInterface(this, DESCRIPTOR);

}

public static top.guuguo.wanandroid.tv.IHelloManager asInterface(android.os.IBinder obj) {

if ((obj == null)) {

return null;

}

android.os.IInterface iin = obj.queryLocalInterface(DESCRIPTOR);

if (((iin != null) && (iin instanceof top.guuguo.wanandroid.tv.IHelloManager))) {

return ((top.guuguo.wanandroid.tv.IHelloManager) iin);

}

return new top.guuguo.wanandroid.tv.IHelloManager.Stub.Proxy(obj);

}

@Override

public android.os.IBinder asBinder() {}

@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_getFriend: {

data.enforceInterface(descriptor);

top.guuguo.wanandroid.tv.User _result = this.getFriend();

reply.writeNoException();

if ((_result != null)) {

reply.writeInt(1);

_result.writeToParcel(reply, android.os.Parcelable.PARCELABLE_WRITE_RETURN_VALUE);

} else {

reply.writeInt(0);

}

return true;

}

case TRANSACTION_setFriend: {

data.enforceInterface(descriptor);

top.guuguo.wanandroid.tv.User _arg0;

if ((0 != data.readInt())) {

_arg0 = top.guuguo.wanandroid.tv.User.CREATOR.createFromParcel(data);

} else {

_arg0 = null;

}

this.setFriend(_arg0);

reply.writeNoException();

return true;

}

default: {

return super.onTransact(code, data, reply, flags);

}

}

}

static final int TRANSACTION_getFriend = (android.os.IBinder.FIRST_CALL_TRANSACTION + 0);

static final int TRANSACTION_setFriend = (android.os.IBinder.FIRST_CALL_TRANSACTION + 1);

public static boolean setDefaultImpl(top.guuguo.wanandroid.tv.IHelloManager impl) {

if (Stub.Proxy.sDefaultImpl != null) {

throw new IllegalStateException("setDefaultImpl() called twice");

}

if (impl != null) {

Stub.Proxy.sDefaultImpl = impl;

return true;

}

return false;

}

public static top.guuguo.wanandroid.tv.IHelloManager getDefaultImpl() {

return Stub.Proxy.sDefaultImpl;

}

}

下面介绍一下Stub类中成员的含义：

• DESCRIPTOR

  
  

Binder的唯一标识，一般是当前Binder的类名。本例是"top.guuguo.wanandroid.tv.IHelloManager"

• asInterface(android.os.IBinder obj)

  
  

将服务端的 Binder 对象转换成对应 AIDL 接口对象。通过queryLocalInterface区分进程，如果双端是在同一进程中，返回的对象就是 Stub 对象，如果是在不同的进程中，则返回其 Proxy 代理对象。

• asBinder

  
  

返回当前 Binder 实例

• onTransact

  
  

该方法对传输的数据进行序列化和反序列化操作。完整的方法是public boolean onTransact(int code, android.os.Parcel data, android.os.Parcel reply, int flags)。该方法中，通过 code 定位客户端所请求的方法是什么，接着从 data 中取出方法所需的参数，然后执行目标方法，如果目标方法有返回值，向reply写入返回结果。 该方法如果返回 false，那么客户端的请求就会失败。我们可以在该方法做一些调用限制，避开一些不期望的进程调用该方法。

• Proxy#getFriend 和Proxy#setFriend
  

  
  

这两个代理方法先处理传入参数，将其写入到Parcel中，然后调用mRemote.transact发起 RPC(远程过程调用)请求。同时当前线程挂起，直到 RPC 过程返回后，再继续执行当前线程，并取出reply的返回结果。反序列化后返回数据。

bindService

通过上面 AIDL 及其生成代码的分析，我们知道了 AIDL 只是个便于我们快速生成 Binder 通讯模板代码的方式。我们要在相关组件中使用该 Binder 进行 IPC 时，需要通过绑定服务获取Binder实例。 下面是绑定服务获取binder的相关代码:

val connection = object : ServiceConnection {

override fun onServiceConnected(name: ComponentName?, service: IBinder?) {

"onServiceConnected".toast()

binder = IHelloManager.Stub.asInterface(service)

}

override fun onServiceDisconnected(name: ComponentName?) {

"onServiceDisconnected".toast()

}

}

override fun onStart() {

super.onStart()

val intent = Intent(this, HelloService::class.java)

intent.action = ":startHello"

bindService(intent, connection, BIND_AUTO_CREATE)

}

override fun onStop() {

super.onStop()

unbindService(connection)

}

从上面的代码中，我们就可以通过bindService 获取aidl定义的Binder实例。通过该 Binder 实例，直接就可以对远程进程进行方法调用了。绑定服务具体的流程是什么呢？ 现在看一下整个调用路径

1. 发起绑定服务： mBase.bindService
   

2. 定位到具体的绑定方法：经过查阅Activity#attach方法、ActivityThread#performLaunchActivity方法和 createBaseContextForActivity 方法，得知mBase是ContextImpl实例。

mBase.bindService调用到了ContextImpl#bindServiceCommon方法

1. 获取ActivityManager Binder 代理对象：在ActivityManager.``*getService*``() 方法中，从ServiceManager.getService(Context.ACTIVITY_SERVICE)获取 IBinder 实例(BinderProxy)
   

2. 通过 ActivityManager 调用ActivityManagerService的绑定服务方法，进行绑定服务。

查阅源码和网络搜索中发现，获取Binder和binder通信原理，涉及到 AOSP 源码中的ServiceManager，Binder的 native C/S实现等，暂不学习，放到以后针对性得学习 aosp 中的 binder 通信机制。对应地，先学习一下Skytoby大佬的Binder机制分析文章，了解个大概。 借用作者的 Binder 机制结构图如下：

接下来再看，以及如何手写 binder 的实现。

手写 Binder 实现类

通过上面的分析，我们大致了解了Binder的工作机制。所以我们尝试一下不使用 aidl，使用 binder 进行进程通讯。 基础的实现只需要写三个类就行

1. 定义接口类

interface IActivityManager : IInterface {

fun startActivity(code: Int): String?

}

2. 服务端 Binder 抽象类，在 onTransact 完成远程输送的数据反序列化以及服务端执行任务的工作。

abstract class ActivityManager : Binder(), IActivityManager {

companion object {

val DESCRIPTOR = "top.guuguo.aidltest.IActivityManager"

val CODE_START_ACTIVITY = FIRST_CALL_TRANSACTION + 0

fun asInterface(obj: IBinder?): IActivityManager? {

if (obj == null) return null

return (obj.queryLocalInterface(DESCRIPTOR)

?: Proxy(obj)) as IActivityManager

}

}

override fun asBinder(): IBinder {

return this

}

override fun onTransact(code: Int, data: Parcel, reply: Parcel?, flags: Int): Boolean {

when (code) {

INTERFACE_TRANSACTION -> {

reply?.writeString(DESCRIPTOR);

return true;

}

CODE_START_ACTIVITY -> {

data.enforceInterface(DESCRIPTOR)

reply?.writeNoException()

reply?.writeString(startActivity(data.readInt()))

return true

}

}

return super.onTransact(code, data, reply, flags)

}

}

3. 客户端代理类(完成数据的序列化反序列化工作，具体交给代理的对象完成)

class Proxy(val remote: IBinder) : ActivityManager() {

override fun startActivity(code: Int): String? {

val params = Parcel.obtain()

val reply = Parcel.obtain()

params.writeInterfaceToken(DESCRIPTOR)

params.writeInt(code)

remote.transact(CODE_START_ACTIVITY, params, reply, 0)

reply.readException()