简谈源码-AIDL

原创已于 2022-05-26 20:11:49 修改 · 491 阅读

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#android

于 2021-11-17 15:20:54 首次发布

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进程

线程和进程

线程是系统调度的最小单位；进程是资源分配的最小单位
多进程

在清单文件中给四大组件设置android:process属性，两种方式

a. :remote

b. cc.catface.xapp.remote

a方式为当前应用的私有进程，其他应用进程不能访问之，进程名参考cc.catface.xapp:remote

b方式为全局进程，其他应用进程可以访问之，进程名参考cc.catface.xapp.remote

系统会为每个应用分配唯一UID，以隔离内存数据访问
四大组件多进程存在的问题

android为每个应用分配一个独立的虚拟机，系统会在创建新进程的同时，分配独立的虚拟机，所以进程间无法通过共享同一片内存区域来共享数据
1. 静态成员和单例模式完全失效
2. 线程同步机制完全失效
3. SP可靠性下降[I/O并发读/写]
4. Application会多次创建[运行不同进程需要分配不同的虚拟机]

序列化Serializable和Parcelable(*)

参考https://blog.youkuaiyun.com/itCatface/article/details/85948341

Binder

安卓中常见IPC方式及使用场景

方式	优点	缺点	使用场景
Bundle		数据类型限制	四大组件
文件共享		并发	大量IO
AIDL	安卓独有快速功能强大		为第三方app提供各种服务方法
Messenger	aidl的封装传递Message对象消息	配合Handler和Message	传递简单标识
ContentProvider	aidl的封装操作数据库		跨进程CRUD
Socket			网络

简谈AIDL源码

aidl案例

package cc.catface.aidls.login;

interface Test {
    void hello(String name);
}

根据aidl生成的接口
```
package cc.catface.aidls.login;

public interface Test extends android.os.IInterface {
    
    public static class Default implements cc.catface.aidls.login.Test {}
    
    public static abstract class Stub extends android.os.Binder implements cc.catface.aidls.login.Test {}
    
    public void hello(java.lang.String name) throws android.os.RemoteException;
}
```
2.1、Test接口，继承IInterface，IInterface包含唯一抽象方法IBinder asBinder()，用于检索并返回与此接口关联的Binder对象；

2.2、Default类，Test接口的默认实现；

2.3、Stub[桩类]，实现Test接口，其asBinder方法会根据，C/S在同一进程，返回当前Stub，即Binder对象；若C/S不在同一进程，返回远程Binder对象；

2.4、hello抽象方法，aidl中的方法声明；

2.5、IInterface接口[系统]
```
public interface IInterface {
    public IBinder asBinder();
}
```
IInterface是Binder接口的基类；asBinder方法用于检索并返回与此接口关联的Binder对象；

Default类

public static class Default implements cc.catface.aidls.login.Test {
    @Override public void hello(java.lang.String name) throws android.os.RemoteException {}

    @Override public android.os.IBinder asBinder() {
        return null;
    }
}

Default是Test接口的默认空实现类，内部方法也为空实现，asBinder方法返回null；

Stub类

public static abstract class Stub extends android.os.Binder implements cc.catface.aidls.login.Test {
    private static final java.lang.String DESCRIPTOR = "cc.catface.aidls.login.Test";
    
    public Stub() {//...}
    public static cc.catface.aidls.login.Test asInterface(android.os.IBinder obj) {//...}
            
    @Override public android.os.IBinder asBinder() {//...}
    @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 cc.catface.aidls.login.Test {
        private android.os.IBinder mRemote;
        Proxy(android.os.IBinder remote) {//...}
        @Override public android.os.IBinder asBinder() {//...}
        public java.lang.String getInterfaceDescriptor() {//...}
        @Override public void hello(java.lang.String name) throws android.os.RemoteException {//...}
        public static cc.catface.aidls.login.Test sDefaultImpl;
    }
                
    static final int TRANSACTION_hello = (android.os.IBinder.FIRST_CALL_TRANSACTION + 0);
                
    public static boolean setDefaultImpl(cc.catface.aidls.login.Test impl) {//...}
    public static cc.catface.aidls.login.Test getDefaultImpl() {//...}
}

4.1、桩类Stub，继承Binder，客户端通过Stub拿到Binder实例，来调用服务端方法；

4.2、DESCRIPTOR常量，描述服务的标识，即当前服务标识为cc.catface.aidls.login.Test；参考getSystemService(Context.CAMERA_SERVICE);和getSystemService(Context.ACTIVITY_SERVICE);等；

4.3、Stub构造方法

public Stub() {
    this.attachInterface(this, DESCRIPTOR);
}

4.3.1、attachInterface为Binder中的方法

public class Binder implements IBinder {	
    private IInterface mOwner;
    private String mDescriptor;
    
	public void attachInterface(@Nullable IInterface owner, @Nullable String descriptor) {
        mOwner = owner;
        mDescriptor = descriptor;
    }
    //...
}

将接口与Binder关联，便于后续的asInterface方法获取对应的本地或远程Binder对象；

4.4、asInterface方法

public static cc.catface.aidls.login.Test asInterface(android.os.IBinder obj) {
    if ((obj == null)) {
        return null;
    }
    android.os.IInterface iin = obj.queryLocalInterface(DESCRIPTOR);
    if (((iin != null) && (iin instanceof cc.catface.aidls.login.Test))) {
        return ((cc.catface.aidls.login.Test) iin);
    }
    return new cc.catface.aidls.login.Test.Stub.Proxy(obj);
}

将Stub(IBinder)对象转换为Test接口，通过queryLocalInterface方法判断C/S是否在同一进程，若在同一进程，直接返回Stub.this即当前Stub；若不在同一进程，inn为空，并通过Proxy代理创建远程IBinder对象，即提供远程Test服务的Binder；

4.4.1、queryLocalInterface方法

public class Binder implements IBinder {
    public @Nullable IInterface queryLocalInterface(@NonNull String descriptor) {
        if (mDescriptor != null && mDescriptor.equals(descriptor)) {
            return mOwner;
        }
        return null;
    }
    //...
}

检索descriptor描述的Binder对象的本地实现，如果返回null，则需要实例化一个代理类，以便通过transact方法对调用进行编组处理；通过实际调用得出结论，对于同样的Test.Stub.asInterface(service);方法调用，C/S在不同进程，返回的iin为null，在同一进程，返回的iin为TestService$Binder@11064；

4.5、asBinder方法

@Override
public android.os.IBinder asBinder() {
    return this;
}

返回当前Binder对象

4.6、onTransact方法

@Override
public boolean onTransact(int code, android.os.Parcel data, android.os.Parcel reply, int flags) throws android.os.RemoteException {
    java.lang.String descriptor = DESCRIPTOR;
    switch (code) {
        case INTERFACE_TRANSACTION: {
            reply.writeString(descriptor);
            return true;
        }
        case TRANSACTION_hello: {
            data.enforceInterface(descriptor);
            java.lang.String _arg0;
            _arg0 = data.readString();
            this.hello(_arg0);
            reply.writeNoException();
            return true;
        }
        default: {
            return super.onTransact(code, data, reply, flags);
        }
    }
}

服务端调用，code为方法标识，参考4.8；data为客户端传参，其中的_arg0为hello方法的入参name；reply为hello方法处理后的返回值；return true标识该方法在服务端成功处理并响应；不在同一进程的客户端会通过Proxy中的mRemote对象，即远程Binder对象，调用transact方法，最终调用到当前服务端的onTransact方法；

4.7、Proxy代理，当C/S不在同一进程，就要用Proxy来实例化远程Binder对象，并执行transact方法；详见5.

4.8、TRANSACTION_hello标识，aidl中声明的方法标识

4.9、setDefaultImpl方法和getDefaultImpl方法

public static boolean setDefaultImpl(cc.catface.aidls.login.Test impl) {
    if (Stub.Proxy.sDefaultImpl != null) {
        throw new IllegalStateException("setDefaultImpl() called twice");
    }
    if (impl != null) {
        Stub.Proxy.sDefaultImpl = impl;
        return true;
    }
    return false;
}

public static cc.catface.aidls.login.Test getDefaultImpl() {
    return Stub.Proxy.sDefaultImpl;
}

public static cc.catface.aidls.login.Test sDefaultImpl;声明在Proxy内部，参考5.，用来操作默认的Test对象，并在Proxy进行服务方法处理时使用，如Proxy=>hello(){getDefaultImpl().hello(name)}；

Proxy代理类

private static class Proxy implements cc.catface.aidls.login.Test {
    private android.os.IBinder mRemote;
    Proxy(android.os.IBinder remote) {//...}
    @Override public android.os.IBinder asBinder() {//...}
    public java.lang.String getInterfaceDescriptor() {//...}
    @Override public void hello(java.lang.String name) throws android.os.RemoteException {//...}
    public static cc.catface.aidls.login.Test sDefaultImpl;
}

5.1、Proxy

private static class Proxy implements cc.catface.aidls.login.Test {
    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 void hello(java.lang.String name) 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.writeString(name);
            boolean _status = mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_hello, _data, _reply, 0);
            if (!_status && getDefaultImpl() != null) {
                getDefaultImpl().hello(name);
                return;
            }
            _reply.readException();
        } finally {
            _reply.recycle();
            _data.recycle();
        }
    }
    
    public static cc.catface.aidls.login.Test sDefaultImpl;
}

5.2、mRemote

调用远程服务的Binder对象

5.5、hello方法

客户端调用hello方法，_data为客户端入参，mRemote.transact调用远程服务端的onTransact方法，_status为服务端处理成功失败标志，参考4.6，若是成功，_reply为方法返回值；

5.6、boolean _status = mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_hello, _data, _reply, 0);

_status为服务端的onTransact方法处理返回值，但一般好像都是true；onTransact方法的源码注释为，成功调用时返回true；返回false通常用于表示您没有理解事务代码；

aidl调用补充

当C/S不在同一进程，C调用hello方法的流程为，先调用本地Test里Proxy的hello方法，通过boolean _status = mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_hello, _data, _reply, 0);调用远程服务端的Test里Stub的public boolean onTransact(int code, android.os.Parcel data, android.os.Parcel reply, int flags)方法，若该方法返回false；

这里常见的都是返回true，如何返回false呢，可以删除服务端的aidl文件，直接将Test复制进src相应目录下，手动改成返回false；

此时_status即为false，再判断getDefaultImpl()是否为空，sDefaultImpl可以在客户端连接服务后调用Test.Stub.setDefaultImpl(new Test() {})设置一个由客户端实现的本地默认处理类；