AIDL

AIDL的核心有兩點(diǎn)

• AIDL是一種跨進(jìn)程通訊方式
  這種方式是基于Binder機(jī)制來(lái)進(jìn)行的投慈，Binder本質(zhì)上是基于C/S架構(gòu)，Service提供服務(wù)(方法)妈倔，Client使用服務(wù)(方法調(diào)用)
• AIDL本質(zhì)上是一種代碼生成的方式
  從這一點(diǎn)上來(lái)說(shuō)它和apt代碼生成方式?jīng)]有本質(zhì)區(qū)別博投，AIDL的特殊之處在于它生成的代碼是Binder進(jìn)程間通訊的最外層封裝。

AIDL特點(diǎn)

AIDL的語(yǔ)法和Java基本類似盯蝴，但是也有不同點(diǎn)毅哗，主要在以下幾點(diǎn)

• 支持的類型
• Parcelable和AIDL接口都需要導(dǎo)包
• 沒有public等關(guān)鍵字
• 所有非基本類型的都需要添加in、out捧挺、inout關(guān)鍵字虑绵，用于指明數(shù)據(jù)流向，默認(rèn)為in

支持的類型

默認(rèn)情況下闽烙，AIDL 支持下列數(shù)據(jù)類型：

• Java 編程語(yǔ)言中的所有原語(yǔ)類型（如 int翅睛、long、char黑竞、boolean 等等）
• String
• CharSequence
• Parcelable Parcelable必須顯示加入一個(gè) import 語(yǔ)句捕发，即使這些類型是在與接口相同的軟件包中定義。
• List List 中的所有元素都必須是列表中支持的數(shù)據(jù)類型很魂、其他 AIDL 生成的接口或Parcelable類型扎酷。 可選擇將 List 用作“通用”類（例如，List<String>）遏匆。另一端實(shí)際接收的具體類始終是 ArrayList法挨，但生成的方法使用的是 List 接口。
• Map
  Map 中的所有元素都必須是列表中支持的數(shù)據(jù)類型幅聘、其他 AIDL 生成的接口或Parcelable類型凡纳。 不支持通用 Map（如 Map<String,Integer> 形式的 Map）。 另一端實(shí)際接收的具體類始終是 HashMap喊暖，但生成的方法使用的是 Map 接口惫企。
• AIDL對(duì)應(yīng)的接口

AIDL生成文件解析

AIDL最終會(huì)生成一個(gè)繼承自IInterface的接口，先簡(jiǎn)單看下這個(gè)類的結(jié)構(gòu)。這里我做了一些結(jié)構(gòu)優(yōu)化狞尔，看上去更方便一些

public interface IMusicControler extends IInterface{

    public static abstract class Stub extends Binder implements IMusicControler{
        private static final String DESCRIPTOR = "site.yihome.ipc.IMusicControler";

        public static IMusicControler asInterface(IBinder obj){
           ......
        }

        @Override
        protected boolean onTransact(int code, Parcel data,  Parcel reply, int flags) throws RemoteException {
            ......
            return super.onTransact(code, data, reply, flags);
        }

        public static class Proxy implements IMusicControler{
            private IBinder mRemote;
            Proxy(IBinder remote) {
                mRemote = remote;
            }

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

            @Override
            public void startMusic(Music music) throws RemoteException {
                ......
            }

            @Override
            public void stopMusic() throws RemoteException {
                ......
            }

            @Override
            public void setMusicStateCallBack(IMusicStateCallBack cb) throws RemoteException {
                ......
            }
        }

    }

    public void startMusic(Music music) throws RemoteException;

    public void stopMusic() throws RemoteException;

    public void setMusicStateCallBack(IMusicStateCallBack cb) throws RemoteException;
}

從上面的代碼中丛版，我們可以明顯的看到IMusicControler中以包名定義一個(gè)標(biāo)示DESCRIPTOR，這個(gè)標(biāo)示貫穿整個(gè)通訊過(guò)程偏序，同時(shí)定義一個(gè)三層結(jié)構(gòu)

• 最外層就是我們AIDL中定義的最原始的接口類型IMusicControler页畦，和它定義的方法
• 第二層是一個(gè)抽象類Stub，他是三層中唯一的Binder對(duì)象研儒，用于和Binder交互完成真正的進(jìn)程間通訊
• 第三層是一個(gè)IMusicControler的實(shí)現(xiàn)類Proxy豫缨，和名字一樣是Service端的代理類，進(jìn)程間通訊時(shí)client首先調(diào)用的就是這個(gè)類的方法端朵，然后在通過(guò)Binder調(diào)用遠(yuǎn)程對(duì)象好芭。

如下圖所示，Stub和Proxy本質(zhì)是就是Binder兩端的數(shù)據(jù)封裝和解析層

image

Proxy主要完成Client調(diào)用時(shí)參數(shù)的轉(zhuǎn)化冲呢，它把方法的參數(shù)轉(zhuǎn)換成Parcel類型舍败，用于Binder通信時(shí)傳輸數(shù)據(jù)，同時(shí)也把Binder傳回的Parcel類型的返回值轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)我們需要的類型敬拓。

Stub和Proxy類似邻薯，但是Stub主要完成的是Server端的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化。具體的代碼細(xì)節(jié)我們借助下面AIDL調(diào)用的全過(guò)程來(lái)講解

AIDL調(diào)用全過(guò)程

Client調(diào)用過(guò)程

AIDL的調(diào)用過(guò)程乘凸，我們從ServiceConnection的onServiceConnected方法開始

override fun onServiceConnected(name: ComponentName?, service: IBinder?) {
    musicControler = IMusicControler.Stub.asInterface(service)
    ......
}

一般來(lái)說(shuō)厕诡，bindService后在onServiceConnected的回掉中，我們都會(huì)通過(guò)Stub的asInterface方法獲取可以操作的IInterface對(duì)象营勤，asInterface具體細(xì)節(jié)如下

public static IMusicControler asInterface(IBinder obj){
    if(obj==null){
        return null;
    }
    IInterface iIn = obj.queryLocalInterface(DESCRIPTOR);
    if(iIn!=null&&(iIn instanceof IMusicControler)){
        return (IMusicControler) iIn;
    }
    return new Proxy(obj);
}

在asInterface中灵嫌，首先通過(guò)DESCRIPTOR去查詢本地接口（即非跨進(jìn)程），如果是進(jìn)程間通訊則會(huì)用這個(gè)IBinder對(duì)象去new一個(gè)Proxy對(duì)象冀偶。也就是說(shuō)我們?cè)贑lient中拿到的IMusicControler事實(shí)上就是Proxy醒第。

Proxy(IBinder remote) {
    mRemote = remote;
}

如果這時(shí)調(diào)用startMusic(Music music)去調(diào)用遠(yuǎn)程服務(wù)，事實(shí)上是調(diào)用的Proxy的方法

public void startMusic(Music music) throws RemoteException {
    Parcel _data = Parcel.obtain();
    Parcel _reply = Parcel.obtain();

    try {
        _data.writeInterfaceToken(DESCRIPTOR);
        if ((music!=null)) {
            _data.writeInt(1);
            music.writeToParcel(_data, 0);
        }
        else {
            _data.writeInt(0);
        }
        mRemote.transact(TRANSACTION_startMusic, _data, _reply, 0);
        _reply.readException();
    }
    finally {
        _reply.recycle();
        _data.recycle();
    }
}

可以看到Proxy事實(shí)上只是把參數(shù)封裝到了Parcel對(duì)象中进鸠，同時(shí)會(huì)去獲取reply中的數(shù)據(jù)。同時(shí)會(huì)遠(yuǎn)程服務(wù)IBinder的transact形病，這個(gè)IBinder事實(shí)上是一個(gè)BinderProxy對(duì)象客年。這里就會(huì)調(diào)用BinderProxy的transact方法

public boolean transact(int code, Parcel data, Parcel reply, int flags) throws RemoteException {
    Binder.checkParcel(this, code, data, "Unreasonably large binder buffer");
    ......
    try {
        return transactNative(code, data, reply, flags);
    } finally {
        ......
    }
}

可以看到這個(gè)transact方法最終會(huì)調(diào)用native方法通過(guò)Binder完成真正的跨進(jìn)程。Client的流程到此結(jié)束漠吻。

Server端調(diào)用過(guò)程

在IPC的Service中量瓜，我們需要在onBind方法中需要返回一個(gè)Stub的實(shí)現(xiàn)類

return new IMusicControler.Stub() {......};

這個(gè)對(duì)象就是Server端的入口類，Client中transactNative方法最終會(huì)調(diào)用Stub的onTransact這個(gè)由它自己實(shí)現(xiàn)的方法

 protected boolean onTransact(int code, Parcel data,  Parcel reply, int flags) throws RemoteException {
    switch (code){
        case INTERFACE_TRANSACTION:
            reply.writeString(DESCRIPTOR);
            return true;
        case TRANSACTION_startMusic:
            data.enforceInterface(DESCRIPTOR);
            Music music;
            if ((0!=data.readInt())) {
                music = Music.CREATOR.createFromParcel(data);
            }else {
                music = null;
            }
            this.startMusic(music);
            reply.writeNoException();
            break;
        ......
    }
    return super.onTransact(code, data, reply, flags);
}

這個(gè)方法會(huì)對(duì)在transact傳入的code進(jìn)行不同的處理途乃，同時(shí)從Parcel中獲取實(shí)際參數(shù)绍傲，最后調(diào)用Service中的對(duì)應(yīng)方法。

AIDL異步調(diào)用

默認(rèn)情況下AIDL的調(diào)用是同步的，即必須等到Server端執(zhí)行完成后才會(huì)返回烫饼。如何實(shí)現(xiàn)異步調(diào)用呢猎塞，可以看到在前面的transact中有四個(gè)參數(shù)，我們用了其中三個(gè)杠纵，而第四個(gè)參數(shù)flag正是用來(lái)標(biāo)示調(diào)用方式的荠耽，默認(rèn)0標(biāo)示同步調(diào)用，如果需要異步調(diào)用比藻，則需要把flag設(shè)置為FLAG_ONEWAY（這個(gè)過(guò)程想要用AIDL文件進(jìn)行的話只需要在對(duì)應(yīng)的方法前添加oneway關(guān)鍵字）

但是通過(guò)異步調(diào)用铝量，我們是獲取不到返回值的，因此需要接口回掉银亲，但是普通的接口回掉無(wú)法滿足跨進(jìn)程通訊的需求慢叨，這種情況怎么處理呢？

還是Binder务蝠，前面一般情況下Service是充當(dāng)Server端提供方法插爹，Activity作為Client調(diào)用方法，Binder完成Client對(duì)Server的調(diào)用请梢，當(dāng)需要接口回掉時(shí)赠尾，兩者身份就會(huì)反轉(zhuǎn)，Activity作為Service提供IBinder對(duì)象毅弧，供Service調(diào)用气嫁，而這個(gè)IBinder對(duì)象則調(diào)用Service的方法通過(guò)參數(shù)傳遞（前面也說(shuō)過(guò)，AIDL是支持這種IBinder對(duì)象傳遞的）

Binder的回掉方法是執(zhí)行在子線程中的够坐，這一點(diǎn)可能和Binder的機(jī)制有關(guān)寸宵，有待進(jìn)一步研究

RemoteCallbackList

上面這一種異步回掉只是一種簡(jiǎn)單的情況，當(dāng)一個(gè)Service需要對(duì)很多Client進(jìn)行回掉時(shí)元咙，就需要對(duì)注冊(cè)的回掉進(jìn)行一個(gè)系統(tǒng)的管理了梯影，RemoteCallbackList正是用來(lái)處理這種情況的，它內(nèi)部使用了一個(gè)ArrayMap來(lái)存儲(chǔ)所有的回掉庶香，同時(shí)會(huì)在需要的時(shí)候進(jìn)行調(diào)用甲棍，核心的代碼如下

public class RemoteCallbackList<E extends IInterface> {
    ArrayMap<IBinder, Callback> mCallbacks
        = new ArrayMap<IBinder, Callback>();
    public boolean register(E callback) {
        return register(callback, null);
    }
    
    public boolean register(E callback, Object cookie) {
        synchronized (mCallbacks) {
            if (mKilled) {
                return false;
            }
            // Flag unusual case that could be caused by a leak. b/36778087
            logExcessiveCallbacks();
            IBinder binder = callback.asBinder();
            try {
                Callback cb = new Callback(callback, cookie);
                binder.linkToDeath(cb, 0);
                mCallbacks.put(binder, cb);
                return true;
            } catch (RemoteException e) {
                return false;
            }
        }
    }
    public boolean unregister(E callback) {
        synchronized (mCallbacks) {
            Callback cb = mCallbacks.remove(callback.asBinder());
            if (cb != null) {
                cb.mCallback.asBinder().unlinkToDeath(cb, 0);
                return true;
            }
            return false;
        }
    }
    
     public void broadcast(Consumer<E> action) {
        int itemCount = beginBroadcast();
        try {
            for (int i = 0; i < itemCount; i++) {
                action.accept(getBroadcastItem(i));
            }
        } finally {
            finishBroadcast();
        }
    }
}

這個(gè)類并不復(fù)雜，它主要封裝了對(duì)callback常見的操作赶掖，同時(shí)幫助我們做了很多線程同步上的工作感猛。

下步目標(biāo)

了解Binder通訊原理