Binder框架及AIDL解析

Binder其实就是，连接服务端和客户端的桥梁，Binder可以提供系统中任何程序都可以访问的全局服务。（这时，我们可能会想到AIDL，因为提到全局的服务，我们一般都会用到AIDL,这和Binder有什么关系呢？其实，AIDL的内部实现，归根结底也是利用Binder的框架，只不过AIDL的代码是系统自动帮我们生成的，所以我们一般借助AIDL以简化不同应用程序间访问的全局服务。）

我们可以把任意的应用程序看做是客户端，全局的服务看作是服务端。

客户端：客户端的请求通过客户端Binder对象，调用tansact方法，传递到服务端。

服务端：服务端同样通过服务端Binder对象，接收客户端传递过来的请求，然后处理请求（调用Binde对象的onTansact方法）。

为了简化，先先借助AIDL实现全局服务。

下面以一个加减运算的服务，简单介绍Binder实现全局服务，首先新建AIDL文件：

package com.example.administrator.myaidl;

// Declare any non-default types here with import statements

interface ICalcAIDL {
    /**
     * Demonstrates some basic types that you can use as parameters
     * and return values in AIDL.
     */
    void basicTypes(int anInt, long aLong, boolean aBoolean, float aFloat,
            double aDouble, String aString);
           int add(int a , int b);
            int min(int a,int b);
}

服务端代码：CalService类

package com.example.administrator.myaidl;

import android.app.Service;
import android.content.Intent;
import android.content.ServiceConnection;
import android.os.Binder;
import android.os.IBinder;
import android.os.RemoteException;
import android.util.Log;

/**
 * Created by Administrator on 2015/12/25.
 */
public class CalService extends Service {

    private static String Tag="Service";

    @Override
    public void onCreate() {
        super.onCreate();
        Log.e(Tag,"OnCreate()");
    }
//绑定返回Binder对象mBinder，mBinder是ICalcAIDL.Stub的引用（ICalcAIDL是我上面新建的AIDL文件名，Stub是继承于Binder的）
    @Override
    public IBinder onBind(Intent intent) {
        return mBinder;
    }

    @Override
    public void onDestroy() {

        Log.e(Tag,"OnDestroy()");
        super.onDestroy();
    }

    @Override
    public boolean onUnbind(Intent intent) {

        Log.e(Tag,"onUnBinder()");
        return super.onUnbind(intent);
    }

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


    private final ICalcAIDL.Stub mBinder=new ICalcAIDL.Stub(){

        @Override
        public void basicTypes(int anInt, long aLong, boolean aBoolean, float aFloat, double aDouble, String aString) throws RemoteException {

        }

        @Override
        public int add(int a, int b) throws RemoteException {
            return a+b;
        }

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

在此Service中，使用生成的ICalcAIDL创建了一个mBinder的对象，并在Service的onBind方法中返回.此时系统会自动为我们生成ICalcAIDL.java文件,如下：

/*
 * This file is auto-generated.  DO NOT MODIFY.
 * Original file: F:\\duan\\Linux\\优快云Demo\\myaidl\\src\\main\\aidl\\com\\example\\administrator\\myaidl\\ICalcAIDL.aidl
 */
package com.example.administrator.myaidl;
// Declare any non-default types here with import statements

public interface ICalcAIDL extends android.os.IInterface
{
/** Local-side IPC implementation stub class. */
public static abstract class Stub extends android.os.Binder implements com.example.administrator.myaidl.ICalcAIDL
{
private static final java.lang.String DESCRIPTOR = "com.example.administrator.myaidl.ICalcAIDL";
/** Construct the stub at attach it to the interface. */
public Stub()
{
this.attachInterface(this, DESCRIPTOR);
}
/**
 * Cast an IBinder object into an com.example.administrator.myaidl.ICalcAIDL interface,
 * generating a proxy if needed.
 */
public static com.example.administrator.myaidl.ICalcAIDL asInterface(android.os.IBinder obj)
{
if ((obj==null)) {
return null;
}
android.os.IInterface iin = obj.queryLocalInterface(DESCRIPTOR);
if (((iin!=null)&&(iin instanceof com.example.administrator.myaidl.ICalcAIDL))) {
return ((com.example.administrator.myaidl.ICalcAIDL)iin);
}
return new com.example.administrator.myaidl.ICalcAIDL.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_basicTypes:
{
data.enforceInterface(DESCRIPTOR);
int _arg0;
_arg0 = data.readInt();
long _arg1;
_arg1 = data.readLong();
boolean _arg2;
_arg2 = (0!=data.readInt());
float _arg3;
_arg3 = data.readFloat();
double _arg4;
_arg4 = data.readDouble();
java.lang.String _arg5;
_arg5 = data.readString();
this.basicTypes(_arg0, _arg1, _arg2, _arg3, _arg4, _arg5);
reply.writeNoException();
return true;
}
case TRANSACTION_add:
{
data.enforceInterface(DESCRIPTOR);
int _arg0;
_arg0 = data.readInt();
int _arg1;
_arg1 = data.readInt();
int _result = this.add(_arg0, _arg1);
reply.writeNoException();
reply.writeInt(_result);
return true;
}
case TRANSACTION_min:
{
data.enforceInterface(DESCRIPTOR);
int _arg0;
_arg0 = data.readInt();
int _arg1;
_arg1 = data.readInt();
int _result = this.min(_arg0, _arg1);
reply.writeNoException();
reply.writeInt(_result);
return true;
}
}
return super.onTransact(code, data, reply, flags);
}
private static class Proxy implements com.example.administrator.myaidl.ICalcAIDL
{
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;
}
/**
     * Demonstrates some basic types that you can use as parameters
     * and return values in AIDL.
     */
@Override public void basicTypes(int anInt, long aLong, boolean aBoolean, float aFloat, double aDouble, java.lang.String aString) throws android.os.RemoteException
{
android.os.Parcel _data = android.os.Parcel.obtain();
android.os.Parcel _reply = android.os.Parcel.obtain();
try {
_data.writeInterfaceToken(DESCRIPTOR);
_data.writeInt(anInt);
_data.writeLong(aLong);
_data.writeInt(((aBoolean)?(1):(0)));
_data.writeFloat(aFloat);
_data.writeDouble(aDouble);
_data.writeString(aString);
mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_basicTypes, _data, _reply, 0);
_reply.readException();
}
finally {
_reply.recycle();
_data.recycle();
}
}
@Override public int add(int a, int b) 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.writeInt(a);
_data.writeInt(b);
mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_add, _data, _reply, 0);
_reply.readException();
_result = _reply.readInt();
}
finally {
_reply.recycle();
_data.recycle();
}
return _result;
}
@Override public int min(int a, int b) 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.writeInt(a);
_data.writeInt(b);
mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_min, _data, _reply, 0);
_reply.readException();
_result = _reply.readInt();
}
finally {
_reply.recycle();
_data.recycle();
}
return _result;
}
}
static final int TRANSACTION_basicTypes = (android.os.IBinder.FIRST_CALL_TRANSACTION + 0);
static final int TRANSACTION_add = (android.os.IBinder.FIRST_CALL_TRANSACTION + 1);
static final int TRANSACTION_min = (android.os.IBinder.FIRST_CALL_TRANSACTION + 2);
}
/**
     * Demonstrates some basic types that you can use as parameters
     * and return values in AIDL.
     */
public void basicTypes(int anInt, long aLong, boolean aBoolean, float aFloat, double aDouble, java.lang.String aString) throws android.os.RemoteException;
public int add(int a, int b) throws android.os.RemoteException;
public int min(int a, int b) throws android.os.RemoteException;
}

后面再解释自动生成的代码。

下面往清单文件里注册服务：

  <service android:name=".CalService">

            <intent-filter>
                <action android:name="com.dfy.myaidl"/>
                <category android:name="android.intent.category.DEFAULT"/>
            </intent-filter>
        </service>

这里我们给Service指定了一个name，因为我们一会会在别的应用程序中通过Intent来查找此Service；这个不需要Activity，所以我也就没写Activity，安装完成也看不到安装图标，悄悄在后台运行着。

客户端UI显示：activity_main.xml

<LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent"
    android:orientation="vertical" >

    <Button
        android:layout_width="fill_parent"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:onClick="bindService"
        android:text="BindService" />

    <Button
        android:layout_width="fill_parent"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:onClick="unbindService"
        android:text="UnbindService" />

    <Button
        android:layout_width="fill_parent"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:onClick="addInvoked"
        android:text="12+12" />

    <Button
        android:layout_width="fill_parent"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:onClick="minInvoked"
        android:text="50-12" />

</LinearLayout>

客户端代码：

package com.example.administrator.myaidl;

import android.app.Activity;
import android.content.ComponentName;
import android.content.Context;
import android.content.Intent;
import android.content.ServiceConnection;
import android.os.IBinder;
import android.os.RemoteException;
import android.support.v7.app.ActionBarActivity;
import android.os.Bundle;
import android.util.Log;
import android.view.Menu;
import android.view.MenuItem;
import android.view.View;
import android.widget.Toast;


public class MainActivity extends Activity {


    private static final String Tag = "client";
    private ICalcAIDL mCalcAidl;
    private ServiceConnection mConn=new ServiceConnection() {
        @Override
        public void onServiceConnected(ComponentName componentName, IBinder iBinder) {
            Log.e(Tag,"onServiceConnection");
            mCalcAidl = ICalcAIDL.Stub.asInterface(iBinder);

        }

        @Override
        public void onServiceDisconnected(ComponentName componentName) {
                Log.e(Tag,"OnServiceDisconnected()");
                mCalcAidl=null;

        }
    };
    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
    }


    public void bindService(View view ) {

        Intent intent =new Intent();
        intent.setAction("com.dfy.myaidl");

       super.bindService(intent, mConn, Context.BIND_AUTO_CREATE);

    }


    public void unbindService(View view) {
        super.unbindService(mConn);

    }
    public void addInvoked(View view) throws RemoteException {
        if(mCalcAidl!=null){
           int res= mCalcAidl.add(12,12);
            Log.e("Tag","addInvoke()的结果："+res);
            Toast.makeText(this,res+"",Toast.LENGTH_SHORT).show();
        }else {
            Toast.makeText(this,"服务器被异常杀死，重新连接！",Toast.LENGTH_SHORT).show();

        }

    }

    public void minInvoked(View view) throws RemoteException {
        if(mCalcAidl!=null){
            int res=mCalcAidl.min(50,12);
            Log.e(Tag, "minInvoke()的结果："+res);
            Toast.makeText(this,res+"",Toast.LENGTH_SHORT).show();
        }else{
            Toast.makeText(this, "服务器异常，重新连接！",Toast.LENGTH_LONG).show();
        }
    }
}

ICalcAIDL.Stub.asInterface(iBinder)方法返回的是ICalcAIDL.Stub.Proxy对象。顾名思义就是ICalcAIDL的代理类，也是ICalcAIDL类型的。这里的iBinder对象就是客户端与连接服务器端建立连接时的IBinder，（也就是说是在服务器端初始化的mBinder）

所有代码到此结束！

下面具体结合自动生成的文件与服务端和客户端的联系。

自动生成的ICalcAIDL.java文件，看起来感觉很多，其实只需要关心几个模块即可，首先先看Stub定义：继承Binder，实现ICalcAIDL(我定义的aidl文件)

public static abstract class Stub extends android.os.Binder implements com.example.administrator.myaidl.ICalcAIDL

因此我们服务端CalcService里面实例化Binder对象mBInder通过如下代码：（实现ICalcAIDL.aidl文件里面定义的方法）

 private final ICalcAIDL.Stub mBinder=new ICalcAIDL.Stub(){

        @Override
        public void basicTypes(int anInt, long aLong, boolean aBoolean, float aFloat, double aDouble, String aString) throws RemoteException {

        }

        @Override
        public int add(int a, int b) throws RemoteException {
            return a+b;
        }

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

再看

Stub类的onTansact方法：服务端的Binder实例会根据客户端发来的消息（依靠Binder对象），执行onTransact方法，然后由其参数决定执行服务端的代码。相信大家都看到里面的case判断语句了。

Stub类的asInterface()方法：这个方法关乎客户端代码，再次贴出客户端相关代码：

 private ServiceConnection mConn=new ServiceConnection() {
        @Override
        public void onServiceConnected(ComponentName componentName, IBinder iBinder) {
            Log.e(Tag,"onServiceConnection");
         mCalcAidl = ICalcAIDL.Stub.asInterface(iBinder);

        }

        @Override
        public void onServiceDisconnected(ComponentName componentName) {
                Log.e(Tag,"OnServiceDisconnected()");
                mCalcAidl=null;

        }
    };

public static com.example.administrator.myaidl.ICalcAIDL asInterface(android.os.IBinder obj)

这个方法返回一个Proxy实例，这个Proxy实例传入了我们的Binder对象，并且封装了我们调用服务端的代码，客户端会通过Binder对象的transact()方法调用服务端代码。

直接看Proxy的add方法。

android.os.Parcel _data = android.os.Parcel.obtain();
android.os.Parcel _reply = android.os.Parcel.obtain();
int _result;
try {
_data.writeInterfaceToken(DESCRIPTOR);//读取服务端端口，与服务器端enforceInterface(DESCRIPTOR)相对应
_data.writeInt(a);
_data.writeInt(b);
mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_add, _data, _reply, 0);
_reply.readException();
_result = _reply.readInt();//客户端接收服务端返回的数据，
}
finally {
_reply.recycle();
_data.recycle();
}
return _result;

Proxy的min方法类似，略...

总的过程可以这么理解：AIDL只不过是简化BInder框架的一个机制，（帮我们自动生成了代码）

下面是原生Binder框架实现与AIDL实现的具体细节：

我们需要了解里面的内部细节，1，在服务端：首先需要客户端与服务器建立连接时生成一个IBinder对象（这个IBinder对象是继承自Binder类，）

原生的Binder框架：在这个Binder类的内部需要复写onTransact(),方法内部是根据该方法的参数选择case语句分支，也就是选择不同的方法（需要提供的服务方法对应于AIDL用法里面建立的aidl文件）。

AIDL实现：先定义一个AID文件同样是需要一个IBinder对象，不过这里只需要实线Stub类的各种方法即可（Stub里面的各种方法就是定义的AIDL文件）。

2，在客户端：需要拿到在服务端初始化的IBInder对象，也即是在第一部中得到的IBinder对象，一般是从ServiceConnnectin类的onConnection方法中获取。

原生Binder框架：从ServiceConnnectin类的onConnection方法中获取，拿到IBinder对象，在需要调用服务的地方，向IBinder对象一步一步传入具体参数，并调用IBinder对象的onTransact()方法，向服务其传递参数，并等待服务器返回结果后，接收服务器返回的数据，（其实这里的onTransact方法就是第一部中生成IBInder对象时复写的onTransact方法）。

AIDL实现：在erviceConnnectin类的onConnection方法中通过IBinder对象，获取的是AIDL类型的类（提供服务的类）的代理对象，在需要调用服务的地方，直接调用该代理对象的相应方法就行，不需要向上面那样进行复杂的传递和接收工作。