Binder：为什么要通过onTransact()调用目标方法

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本文探讨了Android中Binder机制的onTransact方法的作用及其重要性。解释了为什么需要通过onTransact调用远程方法，而不是直接指定方法名。文章还深入分析了onTransact如何帮助实现进程间的命令模式调用。

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转载自：http://www.jianshu.com/p/b260051237fe

Binder：为什么要通过onTransact()调用目标方法

0x00 背景

最近被提出一串问题：为什么android.os.Binder要提供onTransact()方法给子类重写。为什么要通过Client:invokeMethod -> onTransact() -> Service:targetMethod这一曲折过程来调用一个远程方法，为什么不能直接指定方法名称来调用。

这些问题阐述了同一个疑问：对于调用者而言，目标方法为何远在天边。

实际上，这并不是一个无关紧要的问题。尝试解答此问题有助于了解API设计者的初衷，以便从不同角度探究可能潜在的问题。了解系统创作者的思想，从而更好地使用其设计的接口及系统特性，避免出现错误决策导致长期迭代中难以维护。

本文假设你已具备IPC（进程间通信）开发经验。

0x01 AIDL 与 onTransact()

做一些简单回顾：

首选，无论定义于何处，.aidl文件始终是生成目标.java文件的声明标记。大多数情况下，对android.os.IInterface及android.os.Binder的继承及实现不应当手动操作。所有的生成行为应当由.aidl声明来完成。此外，所生成的目标文件位于app/build/generated/source目录下。

其次，android.os.Binder实现于android.os.IBinder。android.os.Binder实现了大多数进程状态所必要的功能，以及所有必要的功能调度。

.aidl存在的目的就是为了剔除大量重复性的工作。这其中包括，所生成目标文件下的类种类Stub方法：onTransact(int, android.os.Parcel, android.os.Parcel, int)。此方法重写自android.os.Binder。此外，.aidl是为对外暴露接口而设计的。

0x02 onTransact() 干了些什么

Binder.onTransact()是为Binder.transact()的调用而准备的。Binder.transact()做了两件事：

public final boolean transact(int code, Parcel data, Parcel reply,
        int flags) throws RemoteException {
    if (data != null) {
        data.setDataPosition(0);
    }
    boolean r = onTransact(code, data, reply, flags);
    if (reply != null) {
        reply.setDataPosition(0);
    }
    return r;
}

此段代码位于android/os/Binder.java

首先，在调用Binder.onTransact()之前及之后，分别对请求结构的引用及返回结构的引用重置读写position，以及调用Binder.onTransact()。在此提醒，Binder.transact()的调用者是Stub下的内部类Proxy中的各个.aidl中定义的方法。

最终，千辛万苦地，终于来到了.aidl自行生成实现的Binder.onTransact()方法了。特别的是，有两个地方值得去注意：

其一，在最终的开发中，将会继承抽象类Stub，并实现所有在.aidl中定义的方法。这些具体方法的直接调用者，正是当前我们所在的onTransact()方法；
其二，正是基于上面一条，可以得知：无论远程调用者（Client）身处何方，最终，一定会经过此处的onTransact()方法，并由onTransact()直接调用目标方法。

要知道，传入onTransact()方法的参数中，拥有目标方法的ID、指向参数的引用，以及指向返回结果的引用。所有远程调用者（Client）想要做的事，都通过层层调用及参数包装汇聚到onTransact()，再由onTransact()分发到真正的目标方法执行。

那么问题来了。为什么？

0x03 关键问题：进程隔离

一个简洁明了的回答是：除了预先定义的接口，其余的一切实现在进程间均相互不可见。

现在，以更直观的方式来展示调用者（Client）与服务（Service）间的关系：

上下层关系

显然，所有的Client亦或是Service，都是平级的。原因显而易见：这部分运行时程序，都是基于Android Framework开发的。

那么，如果A程序自行定义了接口，B程序怎样知道A程序定义了接口？换言之：B程序该通过什么方式来查找A程序中的自定义接口以至调用？显然，所有基于Android Framework开发的程序，都不存在上下级关系。

同时，由于虚拟机相互独立，因此这些程序并不在同一个运行时中。两两之间相隔一堵不透明的墙，它们唯一可见的，就是下层的Binder元素。

答案就此基本浮出水面。Client与Service的状态是不可预知的，使用Binder Driver隐藏进程间调用细节，并通过Binder.onTransact()分发调用指令，最终在参数引用中写入计算结果——这一过程实现了设计模式中的简易命令模式。整个进程间调用作用于Binder Driver，至于Binder.onTransact()格外引人瞩目，则是因为它是整个过程的末端操作。

正如上图所示，把所有请求汇聚到onTransact()，具体需要请求哪个方法，则抽象为id处理。另外，所有目标方法的请求参数及返回体都要求是基本类型或被.aidl所定义的。这意味着在传输过程中所有信息都被视作“流”来处理。