【朝花夕拾】性能优化篇之（七）Android跨进程通信--草稿
2019-01-02 10:00
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前言
Android系统的运行由大量相互独立的进程相互协助来完成的，所以Android进程间通信问题，是做好Android开发高级工程师必须要跨过的一道坎，也是面试时经常被问及到的知识点。但是，我们是否真的清楚，Android中都有哪些方式实现跨进程通信呢？这些方式都有哪些优缺点？如何选择这些通信方式？Binder是什么？为什么要引入Binder？Binder是这么样实现跨进程通信的？AIDL是什么？AIDL和Binder又有什么关系呢？......
一、基础知识简介
在介绍Android跨进程通信之前，笔者先简单啰嗦一下进程隔离、跨进程通信。
1、进程隔离
在操作系统中，进程与进程间的内存和数据都是不共享的。两个进程就好像大海中相互独立的两个岛屿，各自生活在互相平行的两个世界中，互不干扰，各自为政。这样做的目的，是为了避免进程间相互操作数据的现象发生，从而引起各自的安全问题。为了实现进程隔离，采用了虚拟地址空间，两个进程各自的虚拟地址不同，从逻辑上来实现彼此间的隔离。
1 package com.songwei.aidldemoserver;
2
3 import android.app.Service;
4 import android.content.Intent;
5 import android.os.IBinder;
6 import android.os.RemoteException;
7 import android.util.Log;
8
9 public class AidlService extends Service {
10 private final static String TAG = "aidlDemo";
11
12 public AidlService() {
13 }
14
15 @Override
16 public void onCreate() {
17 super.onCreate();
18 Log.i(TAG, "server:[onCreate]");
19 }
20
21 @Override
22 public IBinder onBind(Intent intent) {
23 // TODO: Return the communication channel to the service.
24 Log.i(TAG, "server:[onBind]");
25 return new MyBinder();
26 }
27
28 @Override
29 public boolean onUnbind(Intent intent) {
30 Log.i(TAG, "server:[onUnbind]");
31 return super.onUnbind(intent);
32 }
33
34 @Override
35 public void onDestroy() {
36 super.onDestroy();
37 Log.i(TAG, "server:[onDestroy]");
38 }
39
40 class MyBinder extends IDemoService.Stub {
41 private String mName = "";
42
43 public void setName(String name) throws RemoteException{
44 Log.i(TAG, "server:[setName]");
45 mName = name;
46 }
47
48 @Override
49 public String getName() throws RemoteException {
50 Log.i(TAG, "server:[getName]");
51 return mName;
52 }
53 }
54 }
View Code
为了下文分析流程及生命周期，在其中各个方法中都添加了Log。
同时，在Server端的AndroidManifest.xml文件中添加该Service的注册信息。
1 <service 2 android:name=".AidlService" 3 android:exported="true"> 4 <intent-filter> 5 <action android:name="com.songwei.aidl" /> 6 </intent-filter> 7 </service>
这里有几点需要注意：
（1）exported属性值，如果有“intent-filter”，则默认值为true，否则为false。所以这里其实可以去掉，因为有“intent-filter”，其默认值就是true。
（2）由于笔者在后面启动该service的时候用的action的方式，所以这里就有了“intent-filter”里面的action。如果用其他方式启动，这个service的注册信息就需要相应的改动了，有一定开发经验的读者应该都知道，就不展开讲了，主要是怕读者容易忽略这里，所以特别提醒一下。
4、编译Sever端和Client端App，生成IDemoService.java文件。
当编译的时候，AS会自动为我们生成IDemoService.java文件，如图6.1和图6.2中④处所示。当你打开该文件的时候，是不是看到了如下场景？
1 /*
2 * This file is auto-generated. DO NOT MODIFY.
3 * Original file: D:\\ASWorkspace\\testDemo\\aidldemoclient\\src\\main\\aidl\\com\\songwei\\aidldemoserver\\IDemoService.aidl
4 */
5 package com.songwei.aidldemoserver;
6 // Declare any non-default types here with import statements
7
8 public interface IDemoService extends android.os.IInterface {
9 /**
10 * Local-side IPC implementation stub class.
11 */
12 public static abstract class Stub extends android.os.Binder implements com.songwei.aidldemoserver.IDemoService {
13 private static final java.lang.String DESCRIPTOR = "com.songwei.aidldemoserver.IDemoService";
14
15 /**
16 * Construct the stub at attach it to the interface.
17 */
18 public Stub() {
19 this.attachInterface(this, DESCRIPTOR);
20 }
21
22 /**
23 * Cast an IBinder object into an com.songwei.aidldemoserver.IDemoService interface,
24 * generating a proxy if needed.
25 */
26 public static com.songwei.aidldemoserver.IDemoService asInterface(android.os.IBinder obj) {
27 if ((obj == null)) {
28 return null;
29 }
30 android.os.IInterface iin = obj.queryLocalInterface(DESCRIPTOR);
31 if (((iin != null) && (iin instanceof com.songwei.aidldemoserver.IDemoService))) {
32 return ((com.songwei.aidldemoserver.IDemoService) iin);
33 }
34 return new com.songwei.aidldemoserver.IDemoService.Stub.Proxy(obj);
35 }
36
37 @Override
38 public android.os.IBinder asBinder() {
39 return this;
40 }
41
42 @Override
43 public boolean onTransact(int code, android.os.Parcel data, android.os.Parcel reply, int flags) throws android.os.RemoteException {
44 switch (code) {
45 case INTERFACE_TRANSACTION: {
46 reply.writeString(DESCRIPTOR);
47 return true;
48 }
49 case TRANSACTION_setName: {
50 data.enforceInterface(DESCRIPTOR);
51 java.lang.String _arg0;
52 _arg0 = data.readString();
53 this.setName(_arg0);
54 reply.writeNoException();
55 return true;
56 }
57 case TRANSACTION_getName: {
58 data.enforceInterface(DESCRIPTOR);
59 java.lang.String _result = this.getName();
60 reply.writeNoException();
61 reply.writeString(_result);
62 return true;
63 }
64 }
65 return super.onTransact(code, data, reply, flags);
66 }
67
68 private static class Proxy implements com.songwei.aidldemoserver.IDemoService {
69 private android.os.IBinder mRemote;
70
71 Proxy(android.os.IBinder remote) {
72 mRemote = remote;
73 }
74
75 @Override
76 public android.os.IBinder asBinder() {
77 return mRemote;
78 }
79
80 public java.lang.String getInterfaceDescriptor() {
81 return DESCRIPTOR;
82 }
83
84 @Override
85 public void setName(java.lang.String name) throws android.os.RemoteException {
86 android.os.Parcel _data = android.os.Parcel.obtain();
87 android.os.Parcel _reply = android.os.Parcel.obtain();
88 try {
89 _data.writeInterfaceToken(DESCRIPTOR);
90 _data.writeString(name);
91 mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_setName, _data, _reply, 0);
92 _reply.readException();
93 } finally {
94 _reply.recycle();
95 _data.recycle();
96 }
97 }
98
99 @Override
100 public java.lang.String getName() throws android.os.RemoteException {
101 android.os.Parcel _data = android.os.Parcel.obtain();
102 android.os.Parcel _reply = android.os.Parcel.obtain();
103 java.lang.String _result;
104 try {
105 _data.writeInterfaceToken(DESCRIPTOR);
106 mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_getName, _data, _reply, 0);
107 _reply.readException();
108 _result = _reply.readString();
109 } finally {
110 _reply.recycle();
111 _data.recycle();
112 }
113 return _result;
114 }
115 }
116
117 static final int TRANSACTION_setName = (android.os.IBinder.FIRST_CALL_TRANSACTION + 0);
118 static final int TRANSACTION_getName = (android.os.IBinder.FIRST_CALL_TRANSACTION + 1);
119 }
120
121 public void setName(java.lang.String name) throws android.os.RemoteException;
122
123 public java.lang.String getName() throws android.os.RemoteException;
124 }
View Code
惊不惊喜？意不意外？这下是不是有种似曾相识的赶脚？这就是一个很普通的java中的接口文件而已，结构也非常简单。
1 package com.songwei.aidldemoclient;
2
3 import android.content.ComponentName;
4 import android.content.Intent;
5 import android.content.ServiceConnection;
6 import android.os.IBinder;
7 import android.os.RemoteException;
8 import android.support.v7.app.AppCompatActivity;
9 import android.os.Bundle;
10 import android.util.Log;
11 import android.view.View;
12 import android.widget.Button;
13
14 import com.songwei.aidldemoserver.IDemoService;
15
16 public class ClientActivity extends AppCompatActivity {
17
18 private final static String TAG = "aidlDemo";
19 private Button mBindBtn, mUnBindBtn;
20 private IDemoService mDemoService;
21 private boolean mIsBinded = false;
22 private ServiceConnection mConn = new ServiceConnection() {
23 //当与远程Service绑定后，会回调该方法。
24 @Override
25 public void onServiceConnected(ComponentName componentName, IBinder binder) {
26 Log.i(TAG, "client:[onServiceConnected]componentName=" + componentName);
27 mIsBinded = true;
28 //得到一个远程Service中的Binder代理，而不是该Binder实例
29 mDemoService = IDemoService.Stub.asInterface(binder);
30 try {
31 //远程控制设置name值
32 mDemoService.setName("Andy Song");
33 //远程获取设置的name值
34 String myName = mDemoService.getName();
35 Log.i(TAG, "client:[onServiceConnected]myName=" + myName);
36 } catch (RemoteException e) {
37 e.printStackTrace();
38 }
39 }
40
41 //该回调方法一般不会调用，如果在解绑的时候，发现该方法没有调用，不要惊慌，因为该方法的调用时机是Service被意外销毁时，比如内存不足时。
42 @Override
43 public void onServiceDisconnected(ComponentName name) {
44 Log.i(TAG, "client:[onServiceDisconnected]");
45 mIsBinded = false;
46 mDemoService = null;
47 }
48 };
49
50 @Override
51 protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
52 super.onCreate(savedInstanceState);
53 setContentView(R.layout.activity_main);
54 mBindBtn = (Button) findViewById(R.id.btn_bind);
55 mBindBtn.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
56 @Override
57 public void onClick(View v) {
58 //Android5.0及以后，出于对安全的考虑，Android系统对隐式启动Service做了限制，需要带上包名或者类名，这一点需要注意。
59 Intent intent = new Intent();
60 intent.setAction("com.songwei.aidl");
61 intent.setPackage("com.songwei.aidldemoserver");
62 bindService(intent, mConn, BIND_AUTO_CREATE);
63 }
64 });
65 mUnBindBtn = (Button) findViewById(R.id.btn_unbind);
66 mUnBindBtn.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
67 @Override
68 public void onClick(View v) {
69 //解除绑定，当调用unbindService时，一定要判断当前service是否是binded的，如果没有，就会报错。
70 if (mIsBinded) {
71 unbindService(mConn);
72 mDemoService = null;
73 mIsBinded = false;
74 }
75 }
76 });
77 }
78 }
View Code
代码中对一些关键和容易忽略的地方做了注释，可以结合起来进行理解。
6、运行
运行的时候，需要先启动Service端进程，才能在Client端中点击“绑定”的时候绑定成功。完成一次“绑定”和“解绑”，得到的log如下所示：
1 01-08 15:29:43.109 13532-13532/com.songwei.aidldemoserver I/aidlDemo: server:[onCreate]
2 01-08 15:29:43.110 13532-13532/com.songwei.aidldemoserver I/aidlDemo: server:[onBind]
3 01-08 15:29:43.113 13299-13299/com.songwei.aidldemoclient I/aidlDemo: client:[onServiceConnected]componentName=ComponentInfo{com.songwei.aidldemoserver/com.songwei.aidldemoserver.AidlService}
4 01-08 15:29:43.114 13532-13547/com.songwei.aidldemoserver I/aidlDemo: server:[setName]
5 01-08 15:29:43.114 13532-13546/com.songwei.aidldemoserver I/aidlDemo: server:[getName]
6 01-08 15:29:43.114 13299-13299/com.songwei.aidldemoclient I/aidlDemo: client:[onServiceConnected]myName=Andy Song
7 01-08 15:36:07.570 13299-13299/com.songwei.aidldemoclient I/aidlDemo: client:[onServiceDisconnected]
可以结合前面的ClientActivity.java和AidlService.java代码中的添加的log，来理解一下这个流程。当然，最好是能够按照上面的步骤，亲自动手实现一遍，比看10遍更有效果。
本节对介绍了AIDL最基本的知识，出于项目性质的原因，可能有些Android开发人员工作了好几年都不一定需要完整写一个AIDL实现两个App通信的功能。笔者就是这样，在前几年的工作中，虽然很早就知道AIDL这个东西，但确实是项目中就没有写过这个功能，直到最近两年。所以即便是读者您有不少开发经验了，也可能和笔者一样是个AIDL的初级开发者，这也是我花这么长的篇幅写这个基础内容的原因。
另外，有需要源码可以下载这个demo，网盘地址：https://pan.baidu.com/s/1CyE_8-T9TDQLVQ1TDAEX2A 提取码：4auk 。
七、AIDL的深入使用和理解
前面一节讲了AIDL最进本的知识，这一节中将会结合更复杂的场景，更深入地介绍AIDL。
1、Client端是如何实现调用Server端方法的
2、AIDL支持的数据类型
3、AIDL数据类序列化问题
4、AIDL回调的使用
结语
本文主要是笔者用来整理跨进程通信的知识点，以及复习近两年才真正会用的AIDL，所以详略上是前半部分略，后半部分详，完全是按照笔者对知识点掌握程度来行文的。读者在阅读中，如果有些部分因为写得太简略而看得不过瘾，只能自己去查更详细的资料了；如果有些部分因为写得太详细而嫌啰嗦，完全可以跳着看；如果有些知识点因为笔者经验和水平问题写得有误或者阐述欠妥，请不吝赐教，万分感激！！！
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