AIDL:Android Interface Definition Language,即 Android 接口定義語言男图。

AIDL 是什么

Android 系統(tǒng)中的進(jìn)程之間不能共享內(nèi)存，因此磺送，需要提供一些機(jī)制在不同進(jìn)程之間進(jìn)行數(shù)據(jù)通信车份。

為了使其他的應(yīng)用程序也可以訪問本應(yīng)用程序提供的服務(wù)谋减，Android 系統(tǒng)采用了遠(yuǎn)程過程調(diào)用（Remote Procedure Call，RPC）方式來實(shí)現(xiàn)扫沼。與很多其他的基于 RPC 的解決方案一樣出爹，Android 使用一種接口定義語言（Interface Definition Language，IDL）來公開服務(wù)的接口缎除。我們知道 Android 四大組件中的 3 種（Activity严就、BroadcastReceiver和ContentProvider）都可以進(jìn)行跨進(jìn)程訪問，另外一種 Android 組件 Service 同樣可以器罐。因此梢为，可以將這種可以跨進(jìn)程訪問的服務(wù)稱為 AIDL（Android Interface Definition Language）服務(wù)。

在介紹 AIDL 的使用以及其它特性前轰坊，我們先來了解下 AIDL 的核心——Binder铸董。

Android 的 Binder 機(jī)制淺析

看過一些關(guān)于 Binder 的文章，總得來說 Binder 機(jī)制的底層實(shí)現(xiàn)很復(fù)雜肴沫，相當(dāng)復(fù)雜粟害，要完全搞清楚，得花大量的時(shí)間颤芬。從某種角度來說我磁，個(gè)人覺得孽文，對于 Binder，我們只需要了解其上層原理以及使用方法即可夺艰。

直觀來看，從代碼的角度來說沉衣，Binder 是 Android 系統(tǒng)源碼中的一個(gè)類郁副，它實(shí)現(xiàn)了 IBinder 接口；從 IPC 角度來說豌习，Binder 是 Android 中的一種跨進(jìn)程通信方式存谎；從 Android Framework 角度來講，Binder 是 ServiceManager 連接各種 Manager（ActivityManager肥隆、WindowManager 等等）和相應(yīng) ManagerService 的橋梁既荚；從 Android 應(yīng)用層來說，Binder 是客戶端和服務(wù)端進(jìn)行通信的媒介栋艳，當(dāng) bindService 的時(shí)候恰聘，服務(wù)端會(huì)返回一個(gè)包含了服務(wù)端業(yè)務(wù)調(diào)用的 Binder 對象，通過這個(gè) Binder 對象吸占，客戶端就可以和服務(wù)端進(jìn)行通信晴叨，這里的服務(wù)包括普通服務(wù)和基于 AIDL 的服務(wù)。

接下來矾屯，我們通過一個(gè) AIDL 示例兼蕊，來分析 Binder 的工作機(jī)制。在工程目錄中新建一個(gè)名為 aidl 的 package件蚕，然后新建 Book.Java孙技、Book.aidl（創(chuàng)建此文件時(shí)，as 會(huì)提示已存在排作，需要先用其它命令牵啦，創(chuàng)建成功后再重命名為 Book.aidl ）和 IBookManager.aidl，代碼如下：

// Book.java
package com.cy.ipcsample.aidl;

import android.os.Parcel;
import android.os.Parcelable;

/**
 * 數(shù)據(jù)類
 * @author cspecialy
 * @version v1.0.0
 * @date 2018/5/14 21:38
 */
public class Book implements Parcelable {

    public int bookId;
    public String bookName;

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

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

    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 parcel, int i) {
        parcel.writeInt(bookId);
        parcel.writeString(bookName);
    }
 
    @Override
    public String toString() {
        return "Book{" +
                "bookId=" + bookId +
                ", bookName='" + bookName + '\'' +
                '}';
    }
}

// Book.aidl
package com.cy.ipcsample.aidl;

parcelable Book;

// IBookManager.aidl
package com.cy.ipcsample.aidl;

import com.cy.ipcsample.aidl.Book;
import com.cy.ipcsample.aidl.IOnNewBookArrivedListener;

interface IBookManager {
    List<Book> getBookList();
    void addBook(in Book book);
    void registerListener(IOnNewBookArrivedListener listener);
    void unRegisterListener(IOnNewBookArrivedListener listener);
}

創(chuàng)建好三個(gè)文件之后纽绍，編譯一下蕾久，as 會(huì)在 app/build/generated/source/aidl/debug 目錄下的 com.cy.ipcsample 包中生成一個(gè)名為 IBookManager.Java 的類，如下圖所示：

這是系統(tǒng)生成的 Binder 類拌夏，接下來我們要利用這個(gè)類來分析 Binder 的工作原理僧著。其代碼如下：（生成的代碼格式很亂，可以格式化代碼之后看）

/*
 * This file is auto-generated.  DO NOT MODIFY.
 * Original file: G:\\Android\\Github\\Bugly-Android-Demo\\sample\\ipcsample\\src\\main\\aidl\\com\\cy\\ipcsample
 * \\aidl\\IBookManager.aidl
 */
package com.cy.ipcsample.aidl;

public interface IBookManager extends android.os.IInterface {
    public java.util.List<com.cy.ipcsample.aidl.Book> getBookList() throws android.os.RemoteException;

    public void addBook(com.cy.ipcsample.aidl.Book book) throws android.os.RemoteException;

    /** Local-side IPC implementation stub class. */
    public static abstract class Stub extends android.os.Binder implements com.cy.ipcsample.aidl.IBookManager {
        static final int TRANSACTION_getBookList = (android.os.IBinder.FIRST_CALL_TRANSACTION + 0);
        static final int TRANSACTION_addBook = (android.os.IBinder.FIRST_CALL_TRANSACTION + 1);
        private static final java.lang.String DESCRIPTOR = "com.cy.ipcsample.aidl.IBookManager";

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

        /**
         * Cast an IBinder object into an com.cy.ipcsample.aidl.IBookManager interface,
         * generating a proxy if needed.
         */
        public static com.cy.ipcsample.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.cy.ipcsample.aidl.IBookManager))) {
                return ((com.cy.ipcsample.aidl.IBookManager) iin);
            }
            return new com.cy.ipcsample.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.cy.ipcsample.aidl.Book> _result = this.getBookList();
                    reply.writeNoException();
                    reply.writeTypedList(_result);
                    return true;
                }
                case TRANSACTION_addBook: {
                    data.enforceInterface(DESCRIPTOR);
                    com.cy.ipcsample.aidl.Book _arg0;
                    if ((0 != data.readInt())) {
                        _arg0 = com.cy.ipcsample.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.cy.ipcsample.aidl.IBookManager {
            private android.os.IBinder mRemote;

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

            public java.lang.String getInterfaceDescriptor() {
                return DESCRIPTOR;
            }            @Override
            public android.os.IBinder asBinder() {
                return mRemote;
            }

            @Override
            public java.util.List<com.cy.ipcsample.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.cy.ipcsample.aidl.Book> _result;
                try {
                    _data.writeInterfaceToken(DESCRIPTOR);
                    mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_getBookList, _data, _reply, 0);
                    _reply.readException();
                    _result = _reply.createTypedArrayList(com.cy.ipcsample.aidl.Book.CREATOR);
                } finally {
                    _reply.recycle();
                    _data.recycle();
                }
                return _result;
            }

            @Override
            public void addBook(com.cy.ipcsample.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();
                }
            }


        }
    }
}

可見障簿，系統(tǒng)為我們生成了一個(gè) IBookManager 接口盹愚，它繼承了 IInterface 這個(gè)接口，所以這里要注意下站故，所有可以在 Binder 中傳輸?shù)慕涌诮耘拢夹枰^承 IInterface 接口毅舆。

接下來分析下，該類的工作機(jī)制愈腾。仔細(xì)看憋活，可以發(fā)現(xiàn)，該類主要分成三個(gè)部分：

• 定義自身方法（ getBookList 方法和 addBook 方法）虱黄；
• 內(nèi)部靜態(tài)類-Stub悦即，該類繼承 Binder，同時(shí)實(shí)現(xiàn) IBookManager 接口
• Stub的內(nèi)部代理類-Proxy橱乱，也實(shí)現(xiàn) IBookManager 接口

第一部分我們不用管它辜梳，主要看 Stub 類和 Proxy 類。在 Stub 中泳叠，首先聲明了兩個(gè)用于標(biāo)識(shí) IBookManager 方法的整型變量作瞄，這兩個(gè)變量用于標(biāo)識(shí)在 transact 過程中客戶端所請求的是哪個(gè)方法。接著危纫，是 asInterface 方法宗挥，該方法用于將服務(wù)端的 Binder 對象轉(zhuǎn)換成客戶端所需的 AIDL 接口類型的對象，該方法通過調(diào)用 Binder 的 queryLocalInterface 方法叶摄，判斷客戶端和服務(wù)端是否處于同一進(jìn)程属韧，如果客戶端、服務(wù)端處于同一進(jìn)程蛤吓，那么此方法直接返回服務(wù)端的 Stub宵喂，否則，返回 Stub 的代理對象 Proxy会傲。queryLocalInterface 實(shí)現(xiàn)如下：

/**
 * Use information supplied to attachInterface() to return the
 * associated IInterface if it matches the requested
 * descriptor.
 */
public @Nullable IInterface queryLocalInterface(@NonNull String descriptor) {
    if (mDescriptor.equals(descriptor)) {
        return mOwner;
    }
    return null;
}

mOwner 是在 Stub 構(gòu)造函數(shù)中傳進(jìn)去的 this 參數(shù)锅棕。

接下來是 Stub 的代理類 Stub.Proxy，由上面的分析可知淌山，Stub.Proxy 是運(yùn)行在客戶端的（由 asInterface 方法返回給客戶端的對象）裸燎，Stub.Proxy對象創(chuàng)建后，持有服務(wù)端的 Binder 對象泼疑，用于客戶端請求時(shí)調(diào)用服務(wù)端方法進(jìn)行遠(yuǎn)程調(diào)用德绿。客戶端在向服務(wù)端發(fā)起請求時(shí)退渗，調(diào)用 Stub.Proxy 的相應(yīng)方法移稳，Stub.Proxy 方法的流程如下：

• 首先創(chuàng)建該方法所需要的輸入型 Parcel 對象 _data、輸出型對象 _reply 和返回值對象（如果有）会油；
• 然后把該方法的參數(shù)信息寫入 _data 中（如果有）个粱；
• 接著調(diào)用 transact 方法進(jìn)行 RPC（遠(yuǎn)程過程調(diào)用）請求，同時(shí)當(dāng)前線程掛起翻翩；
• 然后在 transact 方法通過服務(wù)端的 Binder 對象調(diào)用服務(wù)端的 onTransact 方法都许，即 Stub 中的 onTransact 方法稻薇；
• onTransact 方法返回后，當(dāng)前線程繼續(xù)執(zhí)行胶征，并從 _reply 中取出 RPC 過程返回的結(jié)果塞椎；
• 最后返回 _reply 中的數(shù)據(jù)（如果客戶端請求方法需要返回值）。

以上睛低，就是系統(tǒng)生成的 IBookManager 的工作過程忱屑，需要注意下，服務(wù)端的 onTransact 方法是運(yùn)行在 Binder 線程池中的暇昂。由于 IBookManager.Stub 類繼承 Binder，所以上述分析即 Binder 的工作機(jī)制伴嗡，簡單總結(jié)下：

• 在客戶端和服務(wù)端連接時(shí)（一般通過 bindService 方法）急波，服務(wù)端通過 asInterface 方法給客戶端返回一個(gè) IInterface 接口類型的對象（如果客戶端和服務(wù)端在同一個(gè)進(jìn)程，則返回服務(wù)端的 Binder 對象瘪校，否則返回 服務(wù)端 Binder 對象的代理）澄暮；
• 客戶端通過該對象向服務(wù)端進(jìn)行請求，如果客戶端和服務(wù)端不在同一個(gè)進(jìn)程阱扬，則通過該對象所代理的 Binder 對象進(jìn)行 RPC 請求泣懊，否則，直接通過 Binder 對象調(diào)用服務(wù)端相應(yīng)方法麻惶。

或者參考下圖理解下：

Binder 的工作機(jī)制

由此可見馍刮，Binder 在 AIDL 中承載著重要的職能，是 AIDL 的核心窃蹋，理解了 Binder 的工作機(jī)制卡啰，其實(shí)在很多方面都很有用。

AIDL 的使用

一套 AIDL 服務(wù)搭建的步驟如下：

• 創(chuàng)建 .aidl 文件警没，系統(tǒng)生成相應(yīng)的繼承 IInterface 的接口類（暴露給客戶端的接口）匈辱。
• 創(chuàng)建一個(gè) Service（服務(wù)端），實(shí)現(xiàn) .aidl 文件中的接口杀迹。
• 創(chuàng)建客戶端亡脸，綁定服務(wù)端的 Service。
• 客戶端綁定服務(wù)端成功后树酪，將服務(wù)端返回的 Binder 對象轉(zhuǎn)成 AIDL 接口所屬的 IInterface 類型浅碾。調(diào)用 AIDL 中的方法，實(shí)現(xiàn)和服務(wù)端的通信嗅回。

接下來及穗，我們使用上面的 IBookManager 來實(shí)現(xiàn) AIDL。

1. 創(chuàng)建 .aidl 文件
   直接使用上面創(chuàng)建好的 Book.aidl绵载、IBookManager.aidl 文件即可

2. 創(chuàng)建服務(wù)端
   創(chuàng)建一個(gè) Service埂陆，命名為 BookManagerService苛白，代碼如下：

   package com.cy.ipcsample.aidl
   
   import android.app.Service
   import android.content.Intent
   import android.os.IBinder
   import android.os.RemoteCallbackList
   import android.util.Log
   import java.util.concurrent.CopyOnWriteArrayList
   
   class BookManagerService : Service() {
       private val TAG = "BookManagerService"
   
       private val mBookList = CopyOnWriteArrayList<Book>()
       private val mListenerList = RemoteCallbackList<IOnNewBookArrivedListener>()
   
       /**
        * 實(shí)現(xiàn) AIDL 接口的 Binder 對象，客戶端綁定服務(wù)端時(shí)焚虱，直接返回此 Binder 對象
        */
       private val mBinder = object : IBookManager.Stub() {
   
           override fun getBookList(): MutableList<Book> {
               return mBookList
           }
   
           override fun addBook(book: Book?) {
               mBookList.add(book)
           }
   
       }
   
       override fun onBind(intent: Intent): IBinder {
           return mBinder
       }
   
       override fun onCreate() {
           super.onCreate()
   
           // 創(chuàng)建兩本圖書
           mBookList.add(Book(1, "Android"))
           mBookList.add(Book(2, "iOS"))
       }
   }
   

   然后在 AndroidManifest 中注冊 Service购裙，注意啟動(dòng)多進(jìn)程：

   <service
       android:name=".aidl.BookManagerService"
       android:process="com.cy.ipcsample.bookManagerService">
   </service>
   

3. 客戶端綁定服務(wù)端的 Service
   客戶端的創(chuàng)建，直接使用 Activity 即可鹃栽，綁定遠(yuǎn)程服務(wù)的代碼如下：

   private val mConnection = object : ServiceConnection {
   
       override fun onServiceDisconnected(name: ComponentName?) {
       }
   
       /**
        * 連接遠(yuǎn)程服務(wù)成功的回調(diào)
        */
       override fun onServiceConnected(name: ComponentName?, service: IBinder?) {
       }
   
   }
   
   // 綁定遠(yuǎn)程服務(wù)
   bindService(Intent(this, BookManagerService::class.java),
           mConnection, Context.BIND_AUTO_CREATE)
   

4. 與服務(wù)端通信
   與服務(wù)器綁定成功后躏率，首先在 ServiceConnection 的回調(diào)中，將服務(wù)端返回的 Binder 對象轉(zhuǎn)換成 AIDL 接口所屬的對象民鼓，就可以調(diào)用相應(yīng)方法和服務(wù)端通信了薇芝，代碼如下：

   // 將服務(wù)端返回的 Binder 對象轉(zhuǎn)換成 IBookManager 對象
   val bookManager = IBookManager.Stub.asInterface(service)
   
   // 與服務(wù)端通信
   try {
       // 獲取圖書列表
       val list = bookManager.bookList
       Log.i(TAG, "query book list, list type: ${list.javaClass.canonicalName}")
       Log.i(TAG, "query book list: $list")
   
       // 添加一本圖書
       val book = Book(3, "Android開發(fā)藝術(shù)探索")
       bookManager.addBook(book)
       Log.i(TAG, "add book: $book")
   
       // 獲取圖書列表
       val newList = bookManager.bookList
       Log.i(TAG, "query book list: $newList")
   } catch (e: RemoteException) {
       e.printStackTrace()
   }
   

   代碼中，我們先查詢了服務(wù)端的圖書列表丰嘉，接著向服務(wù)端添加一本書Android藝術(shù)開發(fā)探索夯到，然后再次查詢看是否添加成功。運(yùn)行下看 log饮亏，如下圖所示：

   
   可見耍贾，運(yùn)行結(jié)果和預(yù)期結(jié)果一致。完整的客戶端代碼如下：

   package com.cy.ipcsample.aidl
   
   import android.content.ComponentName
   import android.content.Context
   import android.content.Intent
   import android.content.ServiceConnection
   import android.os.Bundle
   import android.os.IBinder
   import android.os.RemoteException
   import android.support.v7.app.AppCompatActivity
   import android.util.Log
   import com.cy.ipcsample.R
   
   class BookManagerActivity : AppCompatActivity() {
   
       private val TAG = "BookManagerActivity"
   
       private val mConnection = object : ServiceConnection {
   
           override fun onServiceDisconnected(name: ComponentName?) {
               Log.d(TAG, "binder died.")
           }
   
           /**
            * 連接遠(yuǎn)程服務(wù)成功的回調(diào)
            */
           override fun onServiceConnected(name: ComponentName?, service: IBinder?) {
               // 將服務(wù)端返回的 Binder 對象轉(zhuǎn)換成 IBookManager 對象
               val bookManager = IBookManager.Stub.asInterface(service)
    
               // 與服務(wù)端通信
               try {
                   // 獲取圖書列表
                   val list = bookManager.bookList
                   Log.i(TAG, "query book list, list type: ${list.javaClass.canonicalName}")
                   Log.i(TAG, "query book list: $list")
    
                   // 添加一本圖書
                   val book = Book(3, "Android開發(fā)藝術(shù)探索")
                   bookManager.addBook(book)
                   Log.i(TAG, "add book: $book")
    
                   // 獲取圖書列表
                   val newList = bookManager.bookList
                   Log.i(TAG, "query book list: $newList")
               } catch (e: RemoteException) {
                   e.printStackTrace()
               }
           }
    
       }
    
       override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
           super.onCreate(savedInstanceState)
           setContentView(R.layout.activity_book_manager)
    
           // 綁定遠(yuǎn)程服務(wù)
           bindService(Intent(this, BookManagerService::class.java),
                   mConnection, Context.BIND_AUTO_CREATE)
       }
    
       override fun onDestroy() {
           unbindService(mConnection)
           super.onDestroy()
       }
   }
   

到此路幸，一個(gè)簡單的 AIDL 示例就完成了荐开，當(dāng)然，AIDL 的使用遠(yuǎn)沒有那么簡單简肴，還有很多情景需要考慮的晃听，比如：客戶端需要隨時(shí)服務(wù)端在狀態(tài)變化時(shí)同時(shí)客戶端，類似觀察這模式着帽，那么訂閱與反訂閱怎么實(shí)現(xiàn)杂伟；Binder 意外死亡，怎么重連等等仍翰，更多內(nèi)容赫粥，可以參考《Android藝術(shù)開發(fā)探索》，電子書下載

AIDL 的異步調(diào)用

AIDL 的調(diào)用過程是同步還是異步的予借？

這個(gè)問題其實(shí)看這一節(jié)的標(biāo)題大家都知道了越平，AIDL 的調(diào)用過程是同步的。同時(shí)灵迫，上面分析 Binder 的機(jī)制時(shí)秦叛，也提到了，客戶端進(jìn)行遠(yuǎn)程 RPC 請求時(shí)瀑粥，線程會(huì)掛起挣跋，等待結(jié)果，由此也可知狞换，AIDL 的調(diào)用過程是同步的避咆，下面來驗(yàn)證下舟肉。

服務(wù)端添加延時(shí)

客戶端添加按鈕做 RPC 請求

運(yùn)行后整慎，連續(xù)點(diǎn)擊按鈕，結(jié)果如下圖所示：

AIDL 的調(diào)用過程是同步的，當(dāng)我們需要服務(wù)端做耗時(shí)操作時(shí)万俗，肯定是不能使用同步調(diào)用的湾笛，否則輕者影響用戶體驗(yàn)，重者直接 ANR 或者應(yīng)用崩潰闰歪。那么如何使 AIDL 的調(diào)用過程是異步的呢嚎研？

AIDL 異步調(diào)用

本文參考

• 《Android開發(fā)藝術(shù)探索》 第二章