从AIDL开始谈Android进程间Binder通信机制

我们知道,在Android app中的众多activity,service等组件可以运行在同一进程中,也可以运行在不同进程中。当组件运行在同一进程中进行通信就显得比较简单,在之前的Android线程间通信机制中已经讲过了;而当它们运行在不同的进程中时,就需要使用我们本文中所要介绍的Binder机制了。

Binder作为一种进程间通信机制,负责提供远程调用的功能(RPC),它的系统组件主要包括四种:Client, Server, ServiceManager, Binder Driver. 它们之间的关系如下图所示:

从AIDL开始谈Android进程间Binder通信机制

从图中我们可以看出,Client, Server, ServiceManager运行在系统的用户态,而Binder Driver运行在内核态。为了完成Client端到Server端的通信任务,用户空间的需要操作Binder Driver提供的/dev/binder文件来完成交互。那么ServiceManager的工作是什么呢?ServiceManager负责管理Server并向Client端提供一个Server的代理接口(proxy)。通过代理接口中定义的方法,Client端就可以使用Server端提供的服务了。整个过程如下:

Client端调用代理接口的方法,将Client的参数打包为parcel对象发送给内核空间中BinderDriver;

Server端读取到BinderDriver中的请求数据,将parcel对象解包并处理;

处理好后,将处理结果打包返回给BinderDriver,再交给Client端。

另外,Client端与Server端的调用过程是同步的,即在Server返回结果之前,Client端是阻塞的。调用过程如下所示:

从AIDL开始谈Android进程间Binder通信机制

OK,下面我们通过AIDL的一个例子来分析一下以上过程时如何进行的。

AIDL小栗子

首先,创建一个aidl文件“ICalculateAIDL.aidl”,这个接口里面定义了要对外提供的服务,我们这里定义了计算加法和减法的函数:

package com.cqumonk.calculate.aidl; interface ICalculateAIDL { int add(int a,int b); int minus(int a,int b); }

创建好后,rebuild一下我们的项目,可以生成同名的Java文件。这是一个接口,里面包含了一个名为Stub的静态抽象类,以及我们在aidl文件中定义的加减法函数。里面详细代码在后面分析,接口文件结构如下:

从AIDL开始谈Android进程间Binder通信机制

然后我们需要实现服务端方面的功能,创建一个service,我们顺手把生命周期中各方法都打印出来,并完成加法和减法函数的实现:

public class CalculateService extends Service {
   
private static final String TAG="SERVER";
   
public CalculateService() {
    }

    @Override
   
public void onCreate() {
       
super.onCreate();
        Log.e(TAG,
"OnCreate");
    }

    @Override
   
public int onStartCommand(Intent intent, int flags, int startId) {
        Log.e(TAG,
"onStartCommand");
       
return super.onStartCommand(intent, flags, startId);
    }

    @Override
   
public IBinder onBind(Intent intent) {
        Log.e(TAG,
"onBind");
       
return mBinder;
    }


    @Override
   
public void onDestroy() {
       
super.onDestroy();
        Log.e(TAG,
"onDestroy");
    }

    @Override
   
public boolean onUnbind(Intent intent) {
        Log.e(TAG,
"onUnbind");
       
return super.onUnbind(intent);
    }

    @Override
   
public void onRebind(Intent intent) {
        Log.e(TAG,
"onRebind");
       
super.onRebind(intent);
    }

   
private final ICalculateAIDL.Stub mBinder=new ICalculateAIDL.Stub(){
        @Override
       
public int add(int a, int b) throws RemoteException {
           
return a+b;
        }

        @Override
       
public int minus(int a, int b) throws RemoteException {
           
return a-b;
        }
    };
}

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