前言

IPC 系列文章：
建議按順序閱讀。

Android IPC 之Service 還可以這么理解
 Android IPC 之Binder基礎(chǔ)
Android IPC 之Binder應(yīng)用
 Android IPC 之AIDL應(yīng)用(上)
Android IPC 之AIDL應(yīng)用(下)
Android IPC 之Messenger 原理及應(yīng)用
 Android IPC 之服務(wù)端回調(diào)
Android IPC 之獲取服務(wù)(IBinder)
Android Binder 原理換個(gè)姿勢就頓悟了(圖文版)

上篇文章分析了Binder作為IPC中的一種在Android里發(fā)揮著重要的作用，本篇將從代碼的角度分析如何使用Binder進(jìn)行進(jìn)程間通信。
通過本篇文章，你將了解到：

1、IPC 基礎(chǔ)
2、IBinder/Binder 簡介
3、編寫跨進(jìn)程的Service
4、Binder 通信Demo
5、AIDL的引入

1、IPC 基礎(chǔ)

網(wǎng)上 $\color{Red}{絕大部分}$ 文章在分析了Binder之后立即拋出AIDL概念，然后一堆代碼，初看讓人比較迷惑，再看也無法完全理解AIDL存在的意義。這里套用一個(gè)比較俗的說法：存在即合理（一個(gè)東西存在有它存在的理由)。同樣適用于程序設(shè)計(jì)，為什么要用AIDL？它不會憑空想當(dāng)然的出現(xiàn)，一定是它解決了某些問題。接下來我們一步步分析，自然過渡到使用AIDL。

同一進(jìn)程里的訪問

在Java的世界里，一切都是對象，拿到對象后就可以訪問對象的屬性和方法。
對象存在于內(nèi)存的某個(gè)區(qū)域，怎樣拿到對象呢？答案是：引用。

    class Student {
        private int age;
        private String name;
    }
    private Student getStudent() {
        //student 是引用
        //該引用指向了堆里面的Student對象
        Student student = new Student();
        return student;
    }

只要拿到了Student引用，就可以操作Student對象。

不同進(jìn)程里的訪問

同一進(jìn)程里的訪問是我們所熟悉的方式，那么不同進(jìn)程間的訪問呢？
假若Student對象在進(jìn)程B里構(gòu)造，而想在進(jìn)程A里使用它。通過上篇文章可知無法直接引用Student，然而可以借助于Binder。

image.png

由圖可知：

1、進(jìn)程A調(diào)用Binder提供的接口
2、Binder調(diào)用進(jìn)程B的接口
3、通過Binder的連接，A就可以調(diào)用B

Binder(驅(qū)動)對于上層來說是透明的，這么看起來就像是A直接調(diào)用了B的接口。

2、IBinder/Binder 簡介

既然Binder機(jī)制要為上層提供接口，那么就需要將接口/類暴露出來，比較重要的接口/類是：IBinder/Binder。
IBinder.java：接口


    public interface IBinder {
        ...
        //code : 要執(zhí)行動作的標(biāo)示
        //data : 從客戶端往服務(wù)端傳遞的序列化后的數(shù)據(jù)，不能為空
        //reply : 從服務(wù)端返回的序列化后的數(shù)據(jù)，可能為空
        //附加操作標(biāo)記：0-->表示阻塞等待該方法調(diào)用結(jié)束 1-->表示執(zhí)行該方法后立即返回
        public boolean transact(int code, @NonNull Parcel data, @Nullable Parcel reply, int flags)
                throws RemoteException {
            ...
        }
    }

Binder.java 抽象類
Binder實(shí)現(xiàn)了IBinder：

    public class Binder implements android.os.IBinder {
        ...
        //code : 要執(zhí)行動作的標(biāo)示
        //data : 從客戶端往服務(wù)端傳遞的序列化后的數(shù)據(jù)，不能為空
        //reply : 從服務(wù)端返回的序列化后的數(shù)據(jù)，可能為空
        //附加操作標(biāo)記：0-->表示阻塞等待該方法調(diào)用結(jié)束 1-->表示執(zhí)行該方法后立即返回
        protected boolean onTransact(int code, @NonNull Parcel data, @Nullable Parcel reply,
                                     int flags) throws RemoteException {
            ...
        }
        ...
    }

可以看出，transact(xx)和onTransact(xx)參數(shù)很像，類似于layout(xx)-->onLayout(xx)、draw(xx)-->onDraw(xx) 調(diào)用方式，猜測transact(xx)里最終調(diào)用了onTransact(xx)。
整理出兩者有如下聯(lián)系：

1、進(jìn)程B實(shí)現(xiàn)了Binder里的onTransact(xx)方法，并掛出IBiner接口，告訴外界可以調(diào)用這個(gè)接口來獲取B提供的服務(wù)。
2、進(jìn)程A獲取了IBinder接口，并調(diào)用transact(xx)，傳遞消息給B。
3、通過Binder驅(qū)動的中轉(zhuǎn)，找到該IBinder是進(jìn)程B放出來的，于是調(diào)用onTransact(xx)。
至此，進(jìn)程A就可以發(fā)送消息給進(jìn)程B了。

大致流程如下：

image.png

3、編寫跨進(jìn)程的Service

上面問題的關(guān)鍵是：進(jìn)程A如何獲取進(jìn)程B提供的IBinder接口?
明顯的這勢必又是一次IPC過程，恰好可以借助四大組件之一的Service來完成。
在AndroidMenifest.xml里聲明Service的時(shí)候：

<service android:name=".MyService"></service>

默認(rèn)表示該Service與當(dāng)前App運(yùn)行在同一進(jìn)程里。
若要想Service運(yùn)行在單獨(dú)的進(jìn)程里，可增加配置如下：

<service android:name=".MyService" android:process=".hello"></service>
或者
<service android:name=".MyService" android:process=":hello"></service>

其中：

.hello表示Service運(yùn)行在名為.hello的進(jìn)程里

:hello表示Service運(yùn)行在名為當(dāng)前進(jìn)程名+hello的進(jìn)程里，舉個(gè)例子當(dāng)前進(jìn)程名為：com.example.myapplication，那么Service運(yùn)行的進(jìn)程名為：com.example.myapplication:hello

配置好如上信息之后，開啟(顯示開啟/綁定開啟)Service之后，Service就運(yùn)行在單獨(dú)的進(jìn)程里了：

image.png

4、Binder 通信Demo

基本的東西準(zhǔn)備好了，接著來看看具體的業(yè)務(wù)。

編寫Server端業(yè)務(wù)

1、聲明接口
既然進(jìn)程B要提供給外界服務(wù)，那么最好聲明一個(gè)接口：

public interface IMyServer{
    //提供給外界調(diào)用
    public void say(String word);
}

2、定義Binder子類
為了獲取Binder驅(qū)動發(fā)過來的消息，需要聲明一個(gè)Binder類。

public class MyServerBinder extends Binder {

    //匿名內(nèi)部類實(shí)現(xiàn)接口
    IMyServer iMyServer = new IMyServer() {
        @Override
        public void say(String word) {
            //為方便起見，僅僅打印客戶端傳遞過來的消息
            Log.d("IPC", word + " in process:" + SystemUitl.getAppName(null));
        }
    };

    @Override
    protected boolean onTransact(int code, @NonNull Parcel data, @Nullable Parcel reply, int flags) throws RemoteException {
        //從序列化后的內(nèi)容里讀取對應(yīng)的字段值
        String word = data.readString();
        //收到Client發(fā)過來的消息
        iMyServer.say(word);

        //回復(fù)消息給Client
        String replyWord = "I'm fine, and you?";
        Log.d("IPC", replyWord + " in process:" + SystemUitl.getAppName(null));
        reply.writeString(replyWord);
        return true;
    }
}

繼承自Binder，并重寫onTransact(xx)，該方法里獲取了來自客戶端(進(jìn)程A)的消息，將消息提取出來并交給業(yè)務(wù)接口IMyServer調(diào)用。
同時(shí)將消息回傳給客戶端。
SystemUitl.getAppName(null)工具為獲取當(dāng)前運(yùn)行的進(jìn)程名。
3、編寫Service
Binder準(zhǔn)備好之后，需要將Binder傳遞給客戶端，傳遞的方法是通過Service傳遞。

public class MyService extends Service {

    private MyServerBinder myServerBinder = new MyServerBinder();

    @Nullable
    @Override
    public IBinder onBind(Intent intent) {
        //返回IBinder引用給調(diào)用者
        return myServerBinder;
    }
}

在Service里構(gòu)造了MyServerBinder對象，并在onBind(xx)里將引用傳遞出去。
當(dāng)客戶端綁定這個(gè)Service的時(shí)候就能拿到該IBinder引用(注意：此處客戶端拿到的引用與服務(wù)端不是同一個(gè)引用，后續(xù)會分析此流程）。

編寫Client端業(yè)務(wù)

此時(shí)，Server端已經(jīng)編寫完畢，接著來看客戶端如何獲取IBinder引用。
1、實(shí)現(xiàn)ServiceConnection接口
首先實(shí)現(xiàn)一個(gè)ServiceConnection接口，用以當(dāng)綁定關(guān)系確立后回調(diào)該類里的方法：

    ServiceConnection serviceConnection = new ServiceConnection() {
        @Override
        public void onServiceConnected(ComponentName name, IBinder service) {
            //service 為 Server傳遞過來的IBinder引用

            //構(gòu)造序列化對象
            Parcel data = Parcel.obtain();
            Parcel reply = Parcel.obtain();
            //寫入String
            String word = "hello server, how are you ?";
            Log.d("IPC", word + " in process:" + SystemUitl.getAppName(null));
            data.writeString(word);
            try {
                //傳遞消息給Server
                service.transact(2, data, reply, 0);

                //收到Server的回復(fù)消息
                String responseWord = reply.readString();
                Log.d("IPC", responseWord + " in process:" + SystemUitl.getAppName(null));
            } catch (Exception e) {

            }
        }

        @Override
        public void onServiceDisconnected(ComponentName name) {

        }
    };

在onServiceConnected(xx)拿到IBinder引用:service。
先構(gòu)造待發(fā)送的數(shù)據(jù)，然后調(diào)用IBinder transact(xx)發(fā)送數(shù)據(jù)給服務(wù)端。
2、綁定服務(wù)端的Service
客戶端通過綁定服務(wù)端的Service來建立綁定關(guān)系。

    private void bindService() {
        Intent intent = new Intent(MainActivity.this, MyService.class);
        bindService(intent, serviceConnection, Context.BIND_AUTO_CREATE);
    }

用圖來梳理以上流程：

image.png

最后來看看通信結(jié)果：

image.png

從日志結(jié)果看：Client與Server分別打印了兩條日志，說明通信成功了。

5、AIDL的引入

以上是借助Binder來進(jìn)行兩個(gè)進(jìn)程間簡單通信，功能是實(shí)現(xiàn)了，但是你可能發(fā)現(xiàn)了一些端倪：
1、編寫冗余
在onTransact(xx)里只調(diào)用了say(xx)一個(gè)方法，如果需要調(diào)用另一個(gè)方法，那么就要對code進(jìn)行區(qū)分：

    @Override
    protected boolean onTransact(int code, @NonNull Parcel data, @Nullable Parcel reply, int flags) throws RemoteException {
        switch (code) {
            case 1:
                iMyServer.say(data.readString());
                break;
            case 2:
                iMyServer.say1(data.readInt());
                break;
            case 3:
                iMyServer.say2(data.readFloat());
                break;
        }
        return true;
    }

同樣的，在客戶端發(fā)送消息的時(shí)候也需要區(qū)分code。Server端提供的業(yè)務(wù)只有幾個(gè)接口還好，若是十幾個(gè)接口甚至更多，書寫case不僅是個(gè)體力活，還容易出錯(cuò)。
2、序列化數(shù)據(jù)
在客戶端發(fā)送數(shù)據(jù)前，先將數(shù)據(jù)序列化，在服務(wù)端接收數(shù)據(jù)處理前，先將數(shù)據(jù)反序列化。這個(gè)過程也是個(gè)重復(fù)的體力活，實(shí)際上雙方都不關(guān)心具體的序列化細(xì)節(jié)，只知道丟個(gè)參數(shù)進(jìn)去，弄個(gè)參數(shù)出來即可。

3、面向?qū)ο?/strong>
客戶端先要調(diào)用transact(xx)，服務(wù)端在onTransact(xx)里調(diào)用say(xx)方法。
這么看起來有點(diǎn)繞，實(shí)際上比較好的方式是客戶端"直接"調(diào)用服務(wù)端的say(xx)方法：

image.png

如上，Client看起來直接調(diào)用了Server的接口，就像是Client拿到了Server對象引用然后操作之，和在同一進(jìn)程里的操作一樣，符合面向?qū)ο蟛僮鞯牧?xí)慣，大大降低了違和感。

說了這么多直接使用Binder編碼的缺點(diǎn)，那么是否有一種方法能解決上面的問題呢？

image.png

沒錯(cuò)就是AIDL。

1.gif

接下來的文章將著重分析AIDL原理及其使用。

本文基于Android 10.0。

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