講Android Binder機(jī)制的文章非常多,這篇文章主要是理一下我對(duì)Binder的理解滨巴。本文不是一篇介紹Binder的文章,也不是一篇探討Binder實(shí)現(xiàn)的文章灾常。
本文會(huì)以AndroidStudio根據(jù)aidl接口自動(dòng)產(chǎn)生的java文件來看Binder,進(jìn)而來理解Binder機(jī)制。
其實(shí)Android的Binder機(jī)制類似于:RPC(遠(yuǎn)程過程調(diào)用)发魄。如果你理解它盹牧，相信
Binder機(jī)制就更容易理解了。
首先我們使用AndroidStudio來定義一個(gè)aidl接口:
interface IUserManager {
int getUserAge(in String userName);
}
然后我們來直接看一個(gè)由AndroidStudio根據(jù)自定義的aidl接口IUserManager產(chǎn)生的IUserManager.java文件励幼。
這個(gè)文件我們來分3個(gè)部分看:
IUserManager接口結(jié)構(gòu)
public interface IUserManager extends android.os.IInterface {
public static abstract class Stub extends android.os.Binder implements com.susion.demo.aidl.IUserManager {..}
public int getUserAge(java.lang.String userName) throws android.os.RemoteException;
}
這個(gè)接口的結(jié)構(gòu)還是很簡單的:
- 它繼承自
android.os.IInterface汰寓。 - 定義了一個(gè)待實(shí)現(xiàn)的方法
int getUserAge() - 定義了一個(gè)
Stub類。這個(gè)類繼承自Binder苹粟，并實(shí)現(xiàn)了IUserManager接口有滑。
int getUserAge()這個(gè)方法就是我們IUserManager接口的方法。而android.os.IInterface是什么呢嵌削？先看一下它在源碼中的定義:
/**
* Base class for Binder interfaces. When defining a new interface,
* you must derive it from IInterface.
*/
public interface IInterface
{
/**
* Retrieve the Binder object associated with this interface.
* You must use this instead of a plain cast, so that proxy objects
* can return the correct result.
*/
public IBinder asBinder(); //IBinder是Binder的抽象接口
}
即他是所有Binder都要實(shí)現(xiàn)的接口, 為什么呢毛好？舉一個(gè)我們都熟悉的場(chǎng)景 :
比如ApplicationThread，ActivityManagerService(運(yùn)行在服務(wù)端進(jìn)程)就可以通過它來調(diào)用我們客戶端的方法苛秕。我們會(huì)把這些方法抽象為一個(gè)接口（IApplicationThread）肌访，這個(gè)接口可以理解為我們告訴服務(wù)端，你可以對(duì)客戶端執(zhí)行哪些操作想帅。
我們還知道ApplicationThread其實(shí)他就是一個(gè)Binder场靴。所以這兩者一結(jié)合就可以這么說ApplicationThread: 客戶端提供給服務(wù)端一個(gè)Binder,通過這個(gè)Binder服務(wù)端可以對(duì)客戶端做一些操作,這些操作具體定義在IApplicationThread接口中啡莉。
我們稱IApplicationThread為ApplicationThread這個(gè)Binder的功能港准。 所以Binder除了可以理解為系統(tǒng)給我們提供的一個(gè)跨進(jìn)程通信的對(duì)象。 我們?cè)谟?code>Binder通信時(shí)咧欣，還可以說Binder是一個(gè)具有某些功能的一個(gè)對(duì)象浅缸。
那么怎么表示Binder有功能呢？ 即要繼承IInterface 魄咕。IInterface可以表示Binder有功能衩椒， 不然你想一個(gè)，那么多Binder都只實(shí)現(xiàn)自己的接口, 那么系統(tǒng)層就不好操作了哮兰，它總不能向下強(qiáng)轉(zhuǎn)為Binder吧毛萌，所以Android定義了一個(gè)更高層級(jí)的接口IInterface。描述Binder功能的接口必須繼承自這個(gè)接口喝滞。
重點(diǎn): Binder阁将、Binder的功能(IApplicationThread)、IInterface它們都在同一個(gè)對(duì)象上 -> ApplicationThread
Stub
它是IUserManager的內(nèi)部靜態(tài)類右遭，看一下它的具體聲明:
static abstract class Stub extends android.os.Binder implements com.susion.demo.aidl.IUserManager
即它是一個(gè)Binder,可以用來跨進(jìn)程通信做盅。它具有IUserManager定義的功能缤削。
看一下它的具體結(jié)構(gòu):
public static abstract class Stub extends android.os.Binder implements com.susion.demo.aidl.IUserManager {
private static final java.lang.String DESCRIPTOR = "com.susion.demo.aidl.IUserManager";
static final int TRANSACTION_userCount = (android.os.IBinder.FIRST_CALL_TRANSACTION + 0);
public Stub() {
this.attachInterface(this, DESCRIPTOR);
}
public static com.susion.demo.aidl.IUserManager asInterface(android.os.IBinder obj) {
if ((obj == null)) {
return null;
}
android.os.IInterface iin = obj.queryLocalInterface(DESCRIPTOR);
if (((iin != null) && (iin instanceof com.susion.demo.aidl.IUserManager))) {
return ((com.susion.demo.aidl.IUserManager) iin);
}
return new com.susion.demo.aidl.IUserManager.Stub.Proxy(obj);
}
@Override
public android.os.IBinder asBinder() {retun this;}
@Override
public boolean onTransact(int code, android.os.Parcel data, android.os.Parcel reply, int flags) throws android.os.RemoteException {...}
private static class Proxy implements com.susion.demo.aidl.IUserManager {...}
}
我們還是一個(gè)一個(gè)的看一下:
DESCRIPTOR
基于我們前面的解釋，我們知道在跨進(jìn)程通信中Binder對(duì)象具有某種功能->IInterface吹榴。但是Binder通信機(jī)制中那么多Binder都有IInterface亭敢。那么系統(tǒng)怎么識(shí)別哪個(gè)Binder是哪個(gè)Binder呢？所以IInterface只是一個(gè)能力的抽象图筹，DESCRIPTOR就是來表示具體是哪一個(gè)功能IInterface帅刀。
TRANSACTION_userCount
即功能下的哪個(gè)操作。
Stub構(gòu)造函數(shù)
public Stub() {
this.attachInterface(this, DESCRIPTOR);
}
即一個(gè)Stub(Binder)在構(gòu)造的時(shí)候远剩，就標(biāo)識(shí)好了自己的具體功能IInterface(IUserManager)劝篷。來看一下attachInterface(this, DESCRIPTOR)做了什么:
//Binder.java
public void attachInterface(@Nullable IInterface owner, @Nullable String descriptor) {
mOwner = owner;
mDescriptor = descriptor;
}
即，Binder在內(nèi)部會(huì)用IInterface來保存自己的功能民宿。和這個(gè)功能更對(duì)應(yīng)的唯一描述descriptor,方便在通信的時(shí)候?qū)ふ摇?/p>
asBinder()
自己返回自己娇妓，因?yàn)樽约罕旧砭褪莻€(gè)Binder呀。
onTransact()
當(dāng)其他進(jìn)程想跨進(jìn)程調(diào)用我這個(gè)Binder的功能時(shí)活鹰，必須通過這個(gè)方法來溝通哈恰。這個(gè)方法我們最后再來看。
asInterface(android.os.IBinder obj)
即接收一個(gè)IBinder(這個(gè)IBinder是系統(tǒng)傳入的), 把這個(gè)IBinder轉(zhuǎn)化為它所具有功能接口志群。其實(shí)這里就是Binder跨進(jìn)程通信的一個(gè)核心 着绷。那怎么轉(zhuǎn)化的呢？
- 調(diào)用者和Binder對(duì)象位于同一個(gè)進(jìn)程
那么系統(tǒng)就會(huì)直接傳給你在這個(gè)進(jìn)程創(chuàng)建的Stub(Binder)锌云。所以 obj.queryLocalInterface(DESCRIPTOR):
public IInterface queryLocalInterface(String descriptor) {
if (mDescriptor.equals(descriptor)) {
return mOwner;
}
return null;
}
即如果參數(shù)descriptor和這個(gè)Binder的功能唯一描述相同荠医。就會(huì)返回Binder的功能mOwner。
- 調(diào)用者和Binder對(duì)象不在同一個(gè)進(jìn)程
這時(shí)系統(tǒng)實(shí)際傳的是一個(gè)BinderProxy, 你可以理解為它是另一個(gè)進(jìn)程中的Binder的替身桑涎。我們就可以把它當(dāng)成另一個(gè)進(jìn)程的Binder彬向。我們看一下BinderProxy的queryLocalInterface()方法:
/**
* Retrieve a local interface - always null in case of a proxy
*/
public IInterface queryLocalInterface(String descriptor) {
return null;
}
所以此時(shí)asInterface()返回的是: IUserManager.Stub.Proxy(obj), 即代理對(duì)象，它代理了BinderProxy攻冷。
IUserManager.Stub.Proxy
它是Stub的靜態(tài)內(nèi)部類,如果調(diào)用者和Binder不在同一個(gè)進(jìn)程的話娃胆，調(diào)用者拿到的實(shí)際是它:
private static class Proxy implements com.didi.virtualapk.demo.aidl.IUserManager {
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 int getUserAge(java.lang.String userName) throws android.os.RemoteException {
android.os.Parcel _data = android.os.Parcel.obtain();
android.os.Parcel _reply = android.os.Parcel.obtain();
int _result;
try {
_data.writeInterfaceToken(DESCRIPTOR);
_data.writeString(userName);
mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_getUserAge, _data, _reply, 0);
_reply.readException();
_result = _reply.readInt();
} finally {
_reply.recycle();
_data.recycle();
}
return _result;
}
}
我們前面說了它其實(shí)是BinderProxy的代理。為什么要對(duì)BinderProxy加這個(gè)代理呢等曼？看一下getUserAge():
public int getUserAge(java.lang.String userName) throws android.os.RemoteException {
android.os.Parcel _data = android.os.Parcel.obtain();
android.os.Parcel _reply = android.os.Parcel.obtain();
int _result;
try {
_data.writeInterfaceToken(DESCRIPTOR);
_data.writeString(userName);
mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_getUserAge, _data, _reply, 0);
_reply.readException();
_result = _reply.readInt();
} finally {
_reply.recycle();
_data.recycle();
}
return _result;
}
即是調(diào)用mRemote.transact()(BinderProxy的)方法里烦。Stub.TRANSACTION_getUserAge是要調(diào)用的遠(yuǎn)程Binder方法的getUserAge()對(duì)應(yīng)的描述符。
_data是序列化后的入?yún)ⅰ?code>_reply是序列化后的返回值禁谦⌒埠冢可以看到_data所攜帶的參數(shù)是需要序列化的，_reply所帶的內(nèi)容是被序列化的州泊，所以讀取要反序列化丧蘸。
所以IUserManager.Stub.Proxy類的作用就是在跨進(jìn)程調(diào)用時(shí)對(duì)傳給mRemote(BinderProxy)的參數(shù)做序列化，對(duì)mRemote(BinderProxy)返回值做反序列化拥诡。參數(shù)的接受者和返回者是BinderProxy
具體調(diào)用Binder的能力是使用BinderProxy的transact()方法,它是跨進(jìn)程通信的核心 , 我們來看一下這個(gè)方法:
public boolean transact(int code, Parcel data, Parcel reply, int flags) throws RemoteException {
...
return transactNative(code, data, reply, flags); // native 方法
}
省略了不重要的代碼触趴。即BinderProxy是通過transactNative來與遠(yuǎn)程Binder跨進(jìn)程通信的氮发。具體怎么實(shí)現(xiàn)，這里就不追究了冗懦。
Stub.onTransact()
我們前面沒有看這個(gè)方法爽冕，這里我們來看一下:
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_getUserAge: {
data.enforceInterface(DESCRIPTOR);
java.lang.String _arg0;
_arg0 = data.readString();
int _result = this.getUserAge(_arg0);
reply.writeNoException();
reply.writeInt(_result);
return true;
}
}
return super.onTransact(code, data, reply, flags);
}
根據(jù)IUserManager.Stub.Proxy我們知道，如果不在同一個(gè)進(jìn)程披蕉，那么參數(shù)是被序列化后傳過來的颈畸，所以這個(gè)方法是用來對(duì)入?yún)⒆龇葱蛄谢?duì)返回值做序列化的没讲。
最后我們用一張圖來總結(jié)Binder進(jìn)程通信機(jī)制 :
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參考:
