未經(jīng)博主同意缰儿,不得轉(zhuǎn)載該篇文章
前言
IPC-進程間通信。安卓雖然是一個基于linux內(nèi)核的系統(tǒng)琢唾,但是安卓卻有自己的一套IPC機制楞件。想要弄懂安卓的IPC機制首先要理解幾個framework層的概念,安卓的序列化機制以及binder和AIDL的實現(xiàn)流程(其它基于binder的ipc實現(xiàn)方式就不再多說了~)视粮。在寫這篇博客之前反復(fù)看了幾遍《安卓開發(fā)藝術(shù)探索》的第二章细办,以及凱子哥(csdn)的framework層的文章and與一位大神學(xué)長交流,以保證文章的可靠性蕾殴。這篇文章我將以自己的語言總結(jié)對于ipc的學(xué)習(xí)成果~
Demo地址:IPC-demo
幾個概念
1.Binder:
Binder是安卓的一個類笑撞,實現(xiàn)了Binder接口(后面多次出現(xiàn))。Binder我理解成安卓IPC機制的核心钓觉,也就是實現(xiàn)IPC的核心工具茴肥。它不僅用于安卓開發(fā)層還用于安卓的framework層。在架構(gòu)層里面binder是各種系統(tǒng)manager之間連接的工具(WindowManager, ActivityManager等等)荡灾。開發(fā)層用于service瓤狐,別告訴我你不知道service里面會返回一個IBinder。
2.AIDL:
前不久在一個安卓群看到有個面試官問別人aidl是什么批幌。础锐。別人當(dāng)時就蒙蔽了。荧缘。
AIDL(Android Interface Definition Language)皆警,安卓接口定義語言。它是安卓實現(xiàn)IPC通信的一種比較重要的方式胜宇,并且底層基于binder耀怜。所以我們就講這個啦!
3.linux的進程:
這個問題我專門請教了一個學(xué)長~
Linux沒有很嚴格的純粹進程概念桐愉。一堆線程共享一塊內(nèi)存區(qū)域就是一個進程财破。當(dāng)你的手機啟動的時候,系統(tǒng)會啟動一個init進程从诲,這個應(yīng)該可以成為Linux的主進程了左痢。之后的所有進程都是從init進程fork出來的,比如zygote進程和SystemServer進程系洛。
4.zygote進程
顧名思義(受精卵)俊性,這個進程會像個受精卵一樣不停的“分裂”,去fork出別的進程描扯。幾乎后面出現(xiàn)的所有進程都是從這個進程fork出來的定页。包括SystemServer進程,ActivityManagerService等等绽诚。但是具體來說典徊,AMS是SystemServer里面fork出來的杭煎。也許你會問為什么要這樣做,那是因為這樣設(shè)計更高效(當(dāng)然我只是個普通的開發(fā)者卒落,并不懂那些大神是怎么想的哈哈)羡铲。
4.ActivityManagerService:
這個玩意,我覺得是相當(dāng)重要的儡毕,為什么這么說呢也切,因為它管理著手機中所有Activity的生死。你說重不重要腰湾?雷恃??當(dāng)你打開一個app后檐盟,AMS會立馬在zygote里面fork一個進程出來褂萧,并且復(fù)制一個虛擬機(Dalvik or ART)和一些資源以及一個線程(是的押桃,這就是UI線程~葵萎,不要懷疑自己!)唱凯。啟動一個app是AMS和Lanucher, ActivityThread一起合作做到的羡忘。具體的實現(xiàn),自己可以去看看別的文章磕昼,這不是我們要講的重點卷雕。另外說一點,AMS, activity之間也是通過binder來進行通信票从,你要知道漫雕,AMS, zygote, activity都是在不同的進程里面。
5.App與進程:
一個app對應(yīng)一個進程峰鄙。這種說法我不太敢茍同浸间。首先一個app,一個進程這種說法太模糊吟榴,因為app是可以設(shè)置多進程的哇魁蒜。。(設(shè)置組件的process)吩翻,所以我覺得多進程的app應(yīng)該看成共享apk資源的多個應(yīng)用兜看。
6.ShareUID:
之前在一個群里面聽前輩們討論app資源共享的問題,多次看到這個單詞狭瞎,當(dāng)時在想细移,臥槽,這tm什么鬼熊锭?弧轧!
這個東西你可以大概理解成每個apk的ID缔刹。一個apk對應(yīng)一個uid,所以一個app里面跑在同一個進程里面的組件數(shù)據(jù)可以共享劣针。如果一個app里面某個組件讓他跑在別的進程里面校镐,相當(dāng)于是創(chuàng)建了一個新的application,這個組件跟自己app里面的其它組件并沒有多大關(guān)系捺典。然后ipc就可以起作用了鸟廓,通過binder進行進程間通信。如果兩個屬于不同app的組件襟己,自然是有不同的application和虛擬機了引谜,然后通過簽名文件和uid來進行數(shù)據(jù)共享。普通的資源文件比如string, color這些文件是不需要相同的uid就可以訪問的擎浴,但是data里面的數(shù)據(jù)是需要這樣的员咽。具體怎么做,自己有興趣也可以去查查資料~
7.序列化與反序列化:
首先你要知道贮预,數(shù)據(jù)的傳輸都是要把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成字節(jié)碼贝室,不管你是什么類型的數(shù)據(jù)。(嗯仿吞,沒有例外;怠)序列化就是把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成字節(jié)碼的過程,而反序列化自然就是在數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪康牡匕炎止?jié)碼轉(zhuǎn)換成原始數(shù)據(jù)唤冈。之前自己為了方便峡迷,所有都使用Serializable來做序列化。后來知道Parcelable的效率更高你虹。因為Serializable要做大量的IO操作绘搞。所以以后都要使用安卓里面的Parcelable來做序列化哦~
好了,基本的概念介紹完畢傅物。夯辖!如果我有說的不合理的地方請大家無情給我指出!挟伙!啪啪的打我的臉
Binder的工作原理
我們直接通過aidl文件生成的源碼來理解binder的工作原理楼雹!
首先新建一個aidl的文件包。聲明三個aidl文件尖阔。并且在java包里面聲明我們要傳輸?shù)念怋ook贮缅。
代碼如下:
/**
* Created by Zane on 16/3/16.
*/
public class Book implements Parcelable {
public int bookId;
public String bookName;
public Book(int bookId, String bookName) {
this.bookId = bookId;
this.bookName = bookName;
}
@Override
public int describeContents() {
return 0;
}
@Override
public void writeToParcel(Parcel dest, int flags) {
dest.writeInt(bookId);
dest.writeString(bookName);
}
public static final Parcelable.Creator<Book> CREATOR = new Parcelable.Creator<Book>(){
public Book createFromParcel(Parcel in){
return new Book(in);
}
public Book[] newArray(int size){
return new Book[size];
}
};
private Book(Parcel in){
bookId = in.readInt();
bookName = in.readString();
}
@Override
public String toString() {
return "bookId " + bookId +" bookName " + bookName;
}
}
// Book.aidl
package com.example.zane.ipc_test;
parcelable Book;
// IBookManager.aidl
package com.example.zane.ipc_test;
import com.example.zane.ipc_test.Book;
import com.example.zane.ipc_test.IOnNewBookArrivedListener;
interface IBookManager {
List<Book> getBookList();
void addBook(in Book book);
void registerListener(IOnNewBookArrivedListener listener);
void unRegisterListener(IOnNewBookArrivedListener listener);
}
// IOnNewBookArrivedListener.aidl
package com.example.zane.ipc_test;
//監(jiān)聽服務(wù)端是否有新書籍,如果有新書籍就立即推送到客戶端,觀察者模式
import com.example.zane.ipc_test.Book;
interface IOnNewBookArrivedListener {
void newBookArrived(in Book book);
}
好了介却,咱先不管IOnNewBookArrivedListener.aidl這個文件谴供。我們分析IBookManager.aidl的生成源碼。項目包里面的gen目錄下面有一個xxx.aidl包里面會有一個IBookManager.java的文件齿坷。我們就是要分析它桂肌!嗯数焊,搞掂它!
當(dāng)我用sublime打開它之后崎场,老子差點吐掉佩耳。。
谭跨。干厚。然后我憑借我的強迫癥一個個的給它縮進!我就是這么雷鋒螃宙。蛮瞄。
/*
* This file is auto-generated. DO NOT MODIFY.
* Original file: /Users/Zane/編程/AndroidStudioProjects 13-52-23-071/IPC_Test/app/src/main/aidl/com/example/zane/ipc_test/IBookManager.aidl
*/
package com.example.zane.ipc_test;
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.zane.ipc_test.IBookManager
{
//binder的唯一標識符
private static final java.lang.String DESCRIPTOR = "com.example.zane.ipc_test.IBookManager";
/** Construct the stub at attach it to the interface. */
public Stub()
{
this.attachInterface(this, DESCRIPTOR);
}
/**
* Cast an IBinder object into an com.example.zane.ipc_test.IBookManager interface,
* generating a proxy if needed.
*/
public static com.example.zane.ipc_test.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.zane.ipc_test.IBookManager))) {
return ((com.example.zane.ipc_test.IBookManager)iin);
}
return new com.example.zane.ipc_test.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.zane.ipc_test.Book> _result = this.getBookList();
reply.writeNoException();
reply.writeTypedList(_result);
return true;
}
case TRANSACTION_addBook:
{
data.enforceInterface(DESCRIPTOR);
com.example.zane.ipc_test.Book _arg0;
if ((0!=data.readInt())) {
_arg0 = com.example.zane.ipc_test.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.zane.ipc_test.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.zane.ipc_test.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.zane.ipc_test.Book> _result;
try {
_data.writeInterfaceToken(DESCRIPTOR);
mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_getBookList, _data, _reply, 0);
_reply.readException();
_result = _reply.createTypedArrayList(com.example.zane.ipc_test.Book.CREATOR);
}
finally {
_reply.recycle();
_data.recycle();
}
return _result;
}
@Override
public void addBook(com.example.zane.ipc_test.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.zane.ipc_test.Book> getBookList() throws android.os.RemoteException;
public void addBook(com.example.zane.ipc_test.Book book) throws android.os.RemoteException;
}
如果,你是第一次接觸這個谆扎,或者以前沒看過什么源碼挂捅,內(nèi)心應(yīng)該跟我之前一樣,也是崩潰的堂湖。但是闲先,我們是程序員,在源碼面前千萬不能低頭苗缩!大概看一遍饵蒂,Proxy這個類看到?jīng)]声诸,嗯酱讶,沒錯了,用到了代理彼乌。再看Stub這個這個內(nèi)部類泻肯,繼承了什么?大聲告訴我慰照!嗯灶挟,就是Binder類。沒錯毒租,這個Stub就是后面多次用到的Binder稚铣!其實這么多代碼,只需要理解Stub, Proxy這兩個類就差不多了墅垮。我們來細看代碼:
asInterface(Binder obj):
public static com.example.zane.ipc_test.IBookManager asInterface(android.os.IBinder obj)
{
if ((obj==null)) {
return null;
}
//查詢本地的binder
android.os.IInterface iin = obj.queryLocalInterface(DESCRIPTOR);
if (((iin!=null)&&(iin instanceof com.example.zane.ipc_test.IBookManager))) {
return ((com.example.zane.ipc_test.IBookManager)iin);
}
return new com.example.zane.ipc_test.IBookManager.Stub.Proxy(obj);
}
這個方法在后面使用的部分會多次用到惕医。作用就是將服務(wù)端的Binder對象轉(zhuǎn)換成客戶端所需要的AIDL接口類型的對象。不知道你有沒有感受到算色,這其實就是一種類似接口回調(diào)的過程抬伺。在客戶端使用這個方法去得到服務(wù)端的binder類型的接口,然后調(diào)用服務(wù)端的方法灾梦。
代碼很簡單峡钓,如果客戶端和服務(wù)端在一個進程那么就返回這個binder妓笙,如果是多進程就返回遠程代理類Proxy的實例。
寫到這里能岩,突然感冒加重有點發(fā)燒的感覺寞宫。。拉鹃。orz淆九,我還是堅持下去!
我們再來看Proxy類里面的兩個實現(xiàn)了IBookManager接口的方法:
@Override
public java.util.List<com.example.zane.ipc_test.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.zane.ipc_test.Book> _result;
try {
_data.writeInterfaceToken(DESCRIPTOR);
//調(diào)用onTransact()方法
mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_getBookList, _data, _reply, 0);
//讀取異常
_reply.readException();
//獲得返回值并返回給客戶端
_result = _reply.createTypedArrayList(com.example.zane.ipc_test.Book.CREATOR);
}
finally {
_reply.recycle();
_data.recycle();
}
return _result;
}
data是輸入對象毛俏,reply是輸出對象炭庙,result是最后返回給客戶端的數(shù)據(jù)。這個是getBookList的方法煌寇,沒有參數(shù)焕蹄,只有返回值,所以data寫入token標識符之后就直接調(diào)用了Stub類里面的onTransact()方法阀溶。在onTransact()方法里面把結(jié)果值寫入reply并且返回true表示客戶端與服務(wù)端連接成功腻脏。如果返回false就表示連接失敗银锻!再看addBook(Book book)的方法:
@Override
public void addBook(com.example.zane.ipc_test.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);
//防止傳入的參數(shù)為null
if ((book!=null)) {
_data.writeInt(1);
book.writeToParcel(_data, 0);
}
else {
_data.writeInt(0);
}
//調(diào)用onTransact()方法
mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_addBook, _data, _reply, 0);
_reply.readException();
}
finally {
_reply.recycle();
_data.recycle();
}
}
}
我想如果你不是特別傻永品,應(yīng)該可以類比上面看得懂這個吧!我在上面寫了一些注釋击纬。然后就來看Stub是來如何響應(yīng)RPC(遠程過程調(diào)用)的鼎姐。
@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.zane.ipc_test.Book> _result = this.getBookList();
reply.writeNoException();
reply.writeTypedList(_result);
return true;
}
case TRANSACTION_addBook:
{
data.enforceInterface(DESCRIPTOR);
com.example.zane.ipc_test.Book _arg0;
if ((0!=data.readInt())) {
_arg0 = com.example.zane.ipc_test.Book.CREATOR.createFromParcel(data);
}
else {
_arg0 = null;
}
this.addBook(_arg0);
reply.writeNoException();
return true;
}
}
return super.onTransact(code, data, reply, flags);
}
這個方法通過傳進來的不同code來響應(yīng)客戶端不同的請求。
TRANSACTION_getBookList里面更振,首先調(diào)用獲得服務(wù)端的List炕桨,然后寫入reply。返回true表示連接成功肯腕,并且讓客戶端從reply里面read出來返回過來的數(shù)據(jù)献宫。
TRANSACTION_addBook里面,通過Parcelable去new出了一個新的Book實例实撒。然后調(diào)用服務(wù)端的addBook方法姊途,把這個實例返回給服務(wù)端。你如果第一次使用Parceable可能會不理解怎么new出新的Book的知态。你回頭去看看你的Book類你就懂了捷兰!
嗯!就是這么簡單肴甸!源碼我們基本就分析完了寂殉!我們再來總結(jié)一下流程。
- 客戶端發(fā)出請求原在,然后將客戶端發(fā)送請求的線程掛起(這個下篇文章再說)
- Binder寫入?yún)?shù)(從客戶端傳入)到data友扰,如果沒有則不寫入彤叉。
- 調(diào)用transact()方法
- onTransact()響應(yīng),調(diào)用Service(服務(wù)端)的實現(xiàn)方法村怪,并且把客戶端需要的數(shù)據(jù)寫入reply秽浇,如果沒有則不寫入。
- result讀出數(shù)據(jù)返回客戶端甚负,喚醒客戶端柬焕,客戶端獲得數(shù)據(jù)。
總結(jié)
開始準備一篇文章直接寫完梭域。斑举。發(fā)現(xiàn)得需要兩篇了!
這篇文章我們解決了一些IPC的基本概念知識and通過aidl學(xué)習(xí)binder的工作原理病涨。
啊啊富玷,,既穆,突然發(fā)燒了臥槽赎懦,好難受,下篇我們接著說AIDL的使用幻工!
未經(jīng)博主同意励两,不得轉(zhuǎn)載該篇文章