【Android学习】IPC 基础概念（序列化接口介绍）

这篇博客主要介绍Android IPC 的基础概念：Serializable、Parcelable及Binder。

一、Serializable接口

Serializable是java提供的一个序列化接口，它是一个空接口，为对象提供标准的序列化和反序列化操作。想要实现序列化相当简单，只需要实现Serializable接口并声明serialVersionUID即可。下面就是对User类实现序列化：

public class User implements Serializabler{
private static final long serialVersionUID = 5184234769874234345L;
public int userid;
public String username;
......
}

通过Serializable 方式来实现序列化，实现起来简单，几乎所有的工作都被系统自动完成了。对象的序列化和反序列化也非常简单，就是JAVA的ObjectOutputStream和ObjectOutputStream来实现。这里就不做说明了。

为什么要定义SerialVersionUID昵？主要是为了反序列化，如果不定义SerialVersionUID也是可以完成序列化的，但是反序列化就不能完成。SerialVersionUID就是辅助序列化和反序列化的。原则上只有当序列化数据中的SerialVersionUID和当前类的SerialVersionUID相同才能够正常的反序列化。

需要注意一下两点：

静态成员变量属于类，不属于对象，不会参与序列化过程。
用transient关键字标记的成员变量不参与序列化过程。
系统默认的序列化过程也是可以改变的，通过重写readObject和writeObject方法来实现。

二、Parcelable接口
要实现这个接口案例如下所示：

import java.io.Serializable;
import com.ryg.chapter_2.aidl.Book;
import android.os.Parcel;
import android.os.Parcelable;

public class User implements Parcelable {
private static final long serialVersionUID = 519067123721295773L;

public int userId;
public String userName;
public boolean isMale;

public Book book;

public User() {
}

public User(int userId, String userName, boolean isMale) {
this.userId = userId;
this.userName = userName;
this.isMale = isMale;
}

public int describeContents() {
return 0;
}

public void writeToParcel(Parcel out, int flags) {
out.writeInt(userId);
out.writeString(userName);
out.writeInt(isMale ? 1 : 0);
out.writeParcelable(book, 0);
}

public static final Parcelable.Creator<User> CREATOR = new Parcelable.Creator<User>() {
public User createFromParcel(Parcel in) {
return new User(in);
}

public User[] newArray(int size) {
return new User[size];
}
};

private User(Parcel in) {
userId = in.readInt();
userName = in.readString();
isMale = in.readInt() == 1;
book = in
.readParcelable(Thread.currentThread().getContextClassLoader());
}

@Override
public String toString() {
return String.format(
"User:{userId:%s, userName:%s, isMale:%s}, with child:{%s}",
userId, userName, isMale, book);
}

}

Parcelable接口是Android为我们提供的一种新的序列化方式。我们只需要实现这个接口，就可以实现序列化并通过Intent或Binder进行传递。

注意：当从序列化后的对象中创建原始对象时，其中包含的有另一个可序列化对象，需要传递一个当前线程的上下文类加载器，否则会报无法找到这个类的错误。

系统为我们提供了许多已经实现Parcelable接口的类，它们都是可以直接序列化的，比如：Intent、Bundle、Bitmap等，同时List及Map也可以序列化，前提是它们里面的每个元素都是可序列化的。

两者区别，如何选择：

首先Serialzable和Parcelable都能实现序列化并且都可以用于Intent间的数据传递，但是Serialzable是Java提供的序列化接口，使用起来简单但是开销很大，序列化和反序列化都要进行大量的I/O操作，而Parcelable是Android中的序列化方式，因此更适合Android平台，它的缺点就是使用起来麻烦点，但是效率很高。我们首选Parcelable，Parcelable主要用于内存序列化上，虽然可以实现序列化到存储设备中或通过网络传输，但是这个过程会很麻烦。所以如果是上述两种情况，还请用Serialzable。

三、Binder

Binder是Android中的一个类，它实现于IBinder接口。从IPC角度来说，Binder是一种跨进程通信的方式。从Android应用层来说，Binder是客户端与服务端通信的桥梁，通过bindService，服务端会返回一个包含了服务端业务调用的Binder对象，通过这个Binder对象，客户端就可以获取服务端提供的服务或者数据。这里的服务包括普通服务及基于AIDL的服务。在Android开发中，Binder主要应用于Service。

通过AIDL的方式来分析Binder的工作机制（有关AIDL的基础使用可以看【Android学习】Android
studio 使用AIDL）：

首先创建三个文件Book.java、Book.aidl、IBookManager.aidl

Book.java

public class Book implements Parcelable{

public int bookId;
public int bookName;

public Book(int bookId, int bookName) {
this.bookId = bookId;
this.bookName = bookName;
}

protected Book(Parcel in) {
bookId = in.readInt();
bookName = in.readInt();
}

public static final Creator<Book> CREATOR = new Creator<Book>() {
@Override
public Book createFromParcel(Parcel in) {
return new Book(in);
}

@Override
public Book[] newArray(int size) {
return new Book[size];
}
};

@Override
public int describeContents() {
return 0;
}

@Override
public void writeToParcel(Parcel dest, int flags) {
dest.writeInt(bookId);
dest.writeInt(bookName);
}
}

Book.aidl

parcelable Book;

注意：AIDL中除了基本数据类型，其它类型的参数必须标有上方向：in、out或者inout。

IBookManager.aidl

interface IBookManager {

List<Book> getBookList();
void addBook(in Book book);
}

尽管Book类已经和IBookManager位于相同的包中，仍需要导入Book类，这是AIDL的特殊之处。

在gen目录下，系统自动为我们生成了IBookManager.java类，代码如下：

public interface IBookManager extends android.os.IInterface {
/** Local-side IPC implementation stub class. */
public static abstract class Stub extends android.os.Binder implements
com.example.ipcdemo1binder.aidl.IBookManager {
private static final java.lang.String DESCRIPTOR = "com.example.ipcdemo1binder.aidl.IBookManager";

/** Construct the stub at attach it to the interface. */
public Stub() {
this.attachInterface(this, DESCRIPTOR);
}

/**
* Cast an IBinder object into an
* com.example.ipcdemo1binder.aidl.IBookManager interface, generating a
* proxy if needed.
*/
public static com.example.ipcdemo1binder.aidl.IBookManager asInterface(
android.os.IBinder obj) {
if ((obj == null)) {
return null;
}
android.os.IInterface iin = obj.queryLocalInterface(DESCRIPTOR);
if (((iin != null) && (iin instanceof com.example.ipcdemo1binder.aidl.IBookManager))) {
return ((com.example.ipcdemo1binder.aidl.IBookManager) iin);
}
return new com.example.ipcdemo1binder.aidl.IBookManager.Stub.Proxy(
obj);
}

@Override
public android.os.IBinder asBinder() {
return this;
}

@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_getBookList: {
data.enforceInterface(DESCRIPTOR);
java.util.List<com.example.ipcdemo1binder.aidl.Book> _result = this
.getBookList();
reply.writeNoException();
reply.writeTypedList(_result);
return true;
}
case TRANSACTION_addBook: {
data.enforceInterface(DESCRIPTOR);
com.example.ipcdemo1binder.aidl.Book _arg0;
if ((0 != data.readInt())) {
_arg0 = com.example.ipcdemo1binder.aidl.Book.CREATOR
.createFromParcel(data);
} else {
_arg0 = null;
}
this.addBook(_arg0);
reply.writeNoException();
return true;
}
}
return super.onTransact(code, data, reply, flags);
}

private static class Proxy implements
com.example.ipcdemo1binder.aidl.IBookManager {
private android.os.IBinder mRemote;

Proxy(android.os.IBinder remote) {
mRemote = remote;
}

@Override
public android.os.IBinder asBinder() {
return mRemote;
}

public java.lang.String getInterfaceDescriptor() {
return DESCRIPTOR;
}

@Override
public java.util.List<com.example.ipcdemo1binder.aidl.Book> getBookList()
throws android.os.RemoteException {
android.os.Parcel _data = android.os.Parcel.obtain();
android.os.Parcel _reply = android.os.Parcel.obtain();
java.util.List<com.example.ipcdemo1binder.aidl.Book> _result;
try {
_data.writeInterfaceToken(DESCRIPTOR);
mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_getBookList, _data,
_reply, 0);
_reply.readException();
_result = _reply
.createTypedArrayList(com.example.ipcdemo1binder.aidl.Book.CREATOR);
} finally {
_reply.recycle();
_data.recycle();
}
return _result;
}

@Override
public void addBook(com.example.ipcdemo1binder.aidl.Book book)
throws android.os.RemoteException {
android.os.Parcel _data = android.os.Parcel.obtain();
android.os.Parcel _reply = android.os.Parcel.obtain();
try {
_data.writeInterfaceToken(DESCRIPTOR);
if ((book != null)) {
_data.writeInt(1);
book.writeToParcel(_data, 0);
} else {
_data.writeInt(0);
}
mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_addBook, _data, _reply, 0);
_reply.readException();
} finally {
_reply.recycle();
_data.recycle();
}
}
}

static final int TRANSACTION_getBookList = (android.os.IBinder.FIRST_CALL_TRANSACTION + 0);
static final int TRANSACTION_addBook = (android.os.IBinder.FIRST_CALL_TRANSACTION + 1);
}

public java.util.List<com.example.ipcdemo1binder.aidl.Book> getBookList()
throws android.os.RemoteException;

public void addBook(com.example.ipcdemo1binder.aidl.Book book)
throws android.os.RemoteException;
}

IBookManager接口继承于IInterface接口，声明两个方法getBookList和addBook。接着，它声明了一个内部类Stub，这个Stub就是一个Binder类，当客户端与服务端在同一个进程时，方法调用不会走跨进程transact过程，而当两者位于同一进程时，方法调用需要走transact过程，这个逻辑由Stub的内部代理类Proxy完成。

DESCRIPTOR

Binder的唯一标识，一般用当前Binder的类名表示。

asInterface

用于将服务端的Binder对象转换成客户端所需的AIDL接口类型对象。这种转换是区分进程的，如果是同一进程，那么返回的就是服务器的Stub对象本身，如果不是同一进程，返回的是系统封装后的Stub.proxy对象。

asBinder

返回Binder对象

onTransact

如果是跨进程请求时，会调用此方法。参数code可以确定客户端请求的目标方法是什么，接着从data中取出目标方法所需的参数，然后执行目标方法。当执行完毕后，就向reply中写入返回值。需要注意的是：如果此方法返回false，那么客户端请求会失败。可利用此特性做权限验证，我们也不希望随便一个进程都能远程调用我们的服务。

Proxy#getBookList

这个方法运行在客户端，当客户端调用此方法时，它的内部实现是这样的，首先创建该方法所需要的输入型Parcel对象_data、输出型Parcel对象_reply和返回值对象List；然后把该方法的参数信息写入_data（如果有参数的话），接着通过RPC（远程过程调用）请求，同时当前线程挂起，然后服务端的onTransact方法会被调用，直到RPC过程返回后，当前线程继续执行，并从_reply中取出RPC过程的返回结果，最后返回_reply中的数据。

Proxy#addBook

此方法的执行过程与getBookList相同。

注意：当客户端发起远程请求时，由于当前线程会被挂起直到服务端进程返回数据，所以如果一个远程方法是耗时的，那么不能在UI线程中发起此远程请求；其次，由于服务端的Binder方法运行在Binder线程池中，所以Binder方法不管是否耗时都应该采用同步的方式去实现，因为它已经运行在一个线程中了。

Binder中有两个比较重要的方法linkToDeath和unlinkToDeath。如果服务器进程由于某种原因异常终止，这个时候我们到服务端Binder的连接断裂，会导致我们的远程调用失败。更为重要的是，我们并不知道Binder的连接断裂，那么客户端的功能就会受到影响。我们可以通过linkToDeath给Binder设置一个死亡代理，当Binder死亡时，我们就会收到通过，从而重新发起连接请求。

private IBinder.DeathRecipient mDeathRecipient = new IBinder.DeathRecipient() {
@Override
public void binderDied() {
if (bookManager == null)
return;
bookManager.asBinder().unlinkToDeath(mDeathRecipient, 0);
bookManager = null;
//重新绑定Service
bindService();
}
};

public void onServiceConnected(ComponentName name, IBinder service) {
bookManager = BookManagerImpl.asInterface(service);
try {
service.linkToDeath(mDeathRecipient, 0);
List<Book> bookList = bookManager.getBookList();
} catch (RemoteException e) {
e.printStackTrace();
}
}

我们也可以自定义一个Binder类，与系统自动生成的类大致一样，只是在结构上有些调整。
源码下载：https://github.com/Terrybthvi/IPCDemo2