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Aidl进程间通信详细介绍

2018-07-21 2554
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简介：

目录介绍

  • 1.问题答疑

  • 2.Aidl相关属性介绍

    • 2.1 AIDL所支持的数据类型
    • 2.2 服务端和客户端
    • 2.3 AIDL的基本概念

  • 3.实际开发中案例操作

    • 3.1 aidl通信业务需求
    • 3.2 操作步骤伪代码
    • 3.3 服务端操作步骤
    • 3.4 客户端操作步骤
    • 3.5 测试

  • 4.可能出现的问题

    • 4.1 客户端在子线程中发起通信访问问题
    • 4.2 什么情况下会导致远程调用失败
    • 4.3 设置aidl的权限，需要通过权限才能调用

  • 5.部分源码解析

    • 5.1 服务端aidl编译生成的java文件
    • 5.2 客户端绑定服务端service原理

关于aidl应用案例

关于链接

1.问题答疑

  • 1.1.0 AIDL所支持的数据类型有哪些？
  • 1.1.1 提供给客户端连接的service什么时候运行？
  • 1.1.2 Stub类是干什么用的呢？
  • 1.1.3 如何解决远程调用失败的问题？

2.Aidl相关属性介绍

2.1 AIDL所支持的数据类型

  • 在AIDL中，并非支持所有数据类型，他支持的数据类型如下所示：

    • 基本数据类型（int、long、char、boolean、double、float、byte、short）
    • String和CharSequence
    • List：只支持ArrayList，并且里面的每个元素必须被AIDL支持
    • Map： 只支持HashMap， 同样的，里面的元素都必须被AIDL支持，包括key和value
    • Parcelable：所有实现了Parcelable接口的对象
    • AIDL： 所有的AIDL接口本身也可以在AIDL 文件中使用

2.2 服务端和客户端

  • 2.2.1 服务端

    • 注意：服务端就是你要连接的进程。服务端给客户端一个Service，在这个Service中监听客户端的连接请求，然后创建一个AIDL接口文件，里面是将要实现的方法，注意这个方法是暴露给客户端的的。在Service中实现这个AIDL接口即可

  • 2.2.2 客户端

    • 客户端首先需要绑定服务端的Service，绑定成功后，将服务端返回的Binder对象转换成AIDL接口所属的类型，最后调用AIDL的方法就可以了。

2.3 AIDL的基本概念

  • AIDL：Android Interface Definition Language，即Android接口定义语言；用于让某个Service与多个应用程序组件之间进行跨进程通信，从而可以实现多个应用程序共享同一个Service的功能。

3.实际开发中案例操作

3.1 aidl通信业务需求

  • aidl多进程通信应用——服务端：某app；客户端：app调试工具。注意：aidl多进程通信是指两个独立app之间的通信……
  • 打开app调试工具，可以通过绑定服务端某app的service，获取到公司app的信息，比如渠道，版本号，签名，打包时间，token等属性
  • 通过app调试工具，可以通过aidl接口中的方法设置属性，设置成功后，查看某app是否设置属性成功

3.2 操作步骤伪代码

  • 3.2.1 服务端

    • 步骤1：新建定义AIDL文件，并声明该服务需要向客户端提供的接口
    • 补充，如果aidl中有对象，则需要创建对象，并且实现Parcelable
    • 步骤2：在Service子类中实现AIDL中定义的接口方法，并定义生命周期的方法（onCreat、onBind()、blabla）
    • 步骤3：在AndroidMainfest.xml中注册服务 & 声明为远程服务

  • 3.2.2 客户端

    • 步骤1：拷贝服务端的AIDL文件到目录下
    • 步骤2：使用Stub.asInterface接口获取服务器的Binder，根据需要调用服务提供的接口方法
    • 步骤3：通过Intent指定服务端的服务名称和所在包，绑定远程Service

3.3 服务端操作步骤

  • 3.3.1 创建一个aidl文件【注意：在main路径下创建】

    • 可以看到里面有一个AppInfo，注意这个类需要自己创建，并且手动导包进来。否则编译时找不到……
// ICheckAppInfoManager.aidl
package cn.ycbjie.ycaudioplayer;
import cn.ycbjie.ycaudioplayer.AppInfo;
// Declare any non-default types here with import statements

interface ICheckAppInfoManager {

    //获取app信息，比如token，版本号，签名，渠道等信息
    List<AppInfo> getAppInfo(String sign);
    
    boolean setToken(String sign,String token);

    boolean setChannel(String sign,String channel);

    boolean setAppAuthorName(String sign,String name);

}

  • 3.3.2 创建一个AppInfo类，实现Parcelable接口

    • 这个类就是需要用的实体类，因为是跨进程，所以实现了Parcelable接口，这个是Android官方提供的，它里面主要是靠Parcel来传递数据，Parcel内部包装了可序列化的数据，能够在Binder中自由传输数据。
    • 注意：如果用到了自定义Parcelable对象，就需要创建一个同名的AIDL文件，包名要和实体类包名一致。我之前这个地方没加，导致出现错误！
    • 如图所示：
  • image
import android.os.Parcel;
import android.os.Parcelable;

public class AppInfo  implements Parcelable {

    private String key;
    private String value;

    public AppInfo(String key, String value) {
        this.key = key;
        this.value = value;
    }

    public String getKey() {
        return key;
    }

    public void setKey(String key) {
        this.key = key;
    }

    public String getValue() {
        return value;
    }

    public void setValue(String value) {
        this.value = value;
    }

    @Override
    public int describeContents() {
        return 0;
    }

    @Override
    public void writeToParcel(Parcel dest, int flags) {
        dest.writeString(this.key);
        dest.writeString(this.value);
    }

    public AppInfo() {
    }

    protected AppInfo(Parcel in) {
        this.key = in.readString();
        this.value = in.readString();
    }

    public static final Creator<AppInfo> CREATOR = new Creator<AppInfo>() {
        @Override
        public AppInfo createFromParcel(Parcel source) {
            return new AppInfo(source);
        }

        @Override
        public AppInfo[] newArray(int size) {
            return new AppInfo[size];
        }
    };

    @Override
    public String toString() {
        return "AppInfo{" +
                "key='" + key + '\'' +
                ", value='" + value + '\'' +
                '}';
    }
}

  • 3.3.3 在Service子类中实现AIDL中定义的接口方法，并定义生命周期的方法（onCreat、onBind()等）

    • 重写的onBinde(）方法中返回Binder对象，这个Binder对象指向IAdvertManager.Stub()，这个Stub类并非我们自己创建的，而是AIDL自动生成的。系统会为每个AIDL接口在build/source/aidl下生成一个文件夹，它的名称跟你命名的AIDL文件夹一样，里面的类也一样。
    • 创建binder对象，在这个getAppInfo方法中，可以设置app基本信息，方便后期多进程通信测试
/**
 * <pre>
 *     @author yangchong
 *     blog  :
 *     time  : 2018/05/30
 *     desc  : 用于aidl多进程通信服务service
 *     revise:
 * </pre>
 */
public class AppInfoService extends Service {

    @Nullable
    @Override
    public IBinder onBind(Intent intent) {
        LogUtils.i("AppInfoService--IBinder:");
        return binder;
    }

    @Override
    public void onCreate() {
        super.onCreate();
        LogUtils.i("AppInfoService--onCreate:");
    }

    @Override
    public void onDestroy() {
        super.onDestroy();
        LogUtils.i("AppInfoService--onDestroy:");
    }

    /**
     * 1.核心，Stub里面的方法运行的binder池中。
     * 2.Stub类并非我们自己创建的，而是AIDL自动生成的。
     *   系统会为每个AIDL接口在build/generated/source/aidl下生成一个文件夹，它的名称跟你命名的AIDL文件夹一样
     * 3.Stub类，是一个内部类，他本质上是一个Binder类。当服务端和客户端位于同一个进程时，方法调用不会走跨进程的transact过程，
     *   当两者处于不同晋城市，方法调用走transact过程，这个逻辑由Stub的内部代理类Proxy完成。
     */
    private final IBinder binder = new ICheckAppInfoManager.Stub() {
        @Override
        public List<AppInfo> getAppInfo(String sign) throws RemoteException {
            List<AppInfo> list=new ArrayList<>();
            String aidlCheckAppInfoSign = AppToolUtils.getAidlCheckAppInfoSign();
            LogUtils.e("AppInfoService--AppInfoService",aidlCheckAppInfoSign+"-------------"+sign);
            if(!aidlCheckAppInfoSign.equals(sign)){
                return list;
            }
            list.add(new AppInfo("app版本号(versionName)", BuildConfig.VERSION_NAME));
            list.add(new AppInfo("app版本名称(versionCode)", BuildConfig.VERSION_CODE+""));
            list.add(new AppInfo("打包时间", BuildConfig.BUILD_TIME));
            list.add(new AppInfo("app包名", getPackageName()));
            list.add(new AppInfo("app作者", SPUtils.getInstance(Constant.SP_NAME).getString("name","杨充")));
            list.add(new AppInfo("app渠道", SPUtils.getInstance(Constant.SP_NAME).getString("channel")));
            list.add(new AppInfo("token", SPUtils.getInstance(Constant.SP_NAME).getString("token")));
            list.add(new AppInfo("App签名", AppToolUtils.getSingInfo(getApplicationContext(), getPackageName(), AppToolUtils.SHA1)));
            return list;
        }


        @Override
        public boolean setToken(String sign, String token) throws RemoteException {
            if(!AppToolUtils.getAidlCheckAppInfoSign().equals(sign)){
                return false;
            }
            SPUtils.getInstance(Constant.SP_NAME).put("token",token);
            LogUtils.i("AppInfoService--setToken:"+ token);
            return true;
        }

        @Override
        public boolean setChannel(String sign, String channel) throws RemoteException {
            if(!AppToolUtils.getAidlCheckAppInfoSign().equals(sign)){
                return false;
            }
            SPUtils.getInstance(Constant.SP_NAME).put("channel",channel);
            LogUtils.i("AppInfoService--setChannel:"+ channel);
            return true;
        }

        @Override
        public boolean setAppAuthorName(String sign, String name) throws RemoteException {
            if(!AppToolUtils.getAidlCheckAppInfoSign().equals(sign)){
                return false;
            }
            SPUtils.getInstance(Constant.SP_NAME).put("name",name);
            LogUtils.i("AppInfoService--setAppAuthorName:"+ name);
            return true;
        }
    };
}

  • 3.3.4 在AndroidMainfest.xml中注册服务 & 声明为远程服务

    • 在清单文件注册即可，需要设置action。这个在客户端中绑定服务service需要用到！
<service android:name=".service.AppInfoService"
    android:process=":remote"
    android:exported="true">
    <intent-filter>
        <action android:name="cn.ycbjie.ycaudioplayer.service.aidl.AppInfoService"/>
        <category android:name="android.intent.category.DEFAULT"/>
    </intent-filter>
</service>

3.4 客户端操作步骤

  • 3.4.1 拷贝服务端的AIDL文件到目录下

    • 注意：复制时不要改动任何东西！
    • 如图所示：
      image

  • 3.4.2 通过Intent指定服务端的服务名称和所在包，绑定远程Service

    • 通过Intent指定服务端的服务名称和所在包，进行Service绑定；
    • 创建ServiceConnection对象
    /**
 * 跨进程绑定服务
 */
private void attemptToBindService() {
    Intent intent = new Intent();
    //通过Intent指定服务端的服务名称和所在包，与远程Service进行绑定
    //参数与服务器端的action要一致,即"服务器包名.aidl接口文件名"
    intent.setAction("cn.ycbjie.ycaudioplayer.service.aidl.AppInfoService");
    //Android5.0后无法只通过隐式Intent绑定远程Service
    //需要通过setPackage()方法指定包名
    intent.setPackage(packName);
    //绑定服务,传入intent和ServiceConnection对象
    bindService(intent, connection, Context.BIND_AUTO_CREATE);
}


/**
 * 创建ServiceConnection的匿名类
 */
private ServiceConnection connection = new ServiceConnection() {
    //重写onServiceConnected()方法和onServiceDisconnected()方法
    // 在Activity与Service建立关联和解除关联的时候调用
    @Override public void onServiceDisconnected(ComponentName name) {
        Log.e(getLocalClassName(), "无法绑定aidlServer的AIDLService服务");
        mBound = false;
    }

    //在Activity与Service建立关联时调用
    @Override public void onServiceConnected(ComponentName name, IBinder service) {
        Log.e(getLocalClassName(), "完成绑定aidlServer的AIDLService服务");
        //使用IAppInfoManager.Stub.asInterface()方法获取服务器端返回的IBinder对象
        //将IBinder对象传换成了mAIDL_Service接口对象
        messageCenter = ICheckAppInfoManager.Stub.asInterface(service);
        mBound = true;
        if (messageCenter != null) {
            try {
                //链接成功
                Toast.makeText(MainActivity.this,"链接成功",Toast.LENGTH_SHORT).show();
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
};

  • 3.4.3 使用Stub.asInterface接口获取服务器的Binder，根据需要调用服务提供的接口方法

    • 通过步骤3.4.2完成了跨进程绑定服务，接下来通过调用方法获取到数据。这里可以调用getAppInfo方法获取到服务端[app]的数据
    private void getAppInfo() {
    //如果与服务端的连接处于未连接状态，则尝试连接
    if (!mBound) {
        attemptToBindService();
        Toast.makeText(this, "当前与服务端处于未连接状态，正在尝试重连，请稍后再试",
                Toast.LENGTH_SHORT).show();
        return;
    }
    if (messageCenter == null) {
        return;
    }
    try {
        List<AppInfo> info = messageCenter.getAppInfo(Utils.getSign(packName));
        if(info==null || (info.size()==0)){
            Toast.makeText(this, "无法获取数据，可能是签名错误！", Toast.LENGTH_SHORT).show();
        }else {
            mRecyclerView.setLayoutManager(new LinearLayoutManager(this));
            FirstAdapter adapter = new FirstAdapter(info, this);
            mRecyclerView.setAdapter(adapter);
            adapter.setOnItemClickListener(new FirstAdapter.OnItemClickListener() {
                @Override
                public void onItemClick(View view, int position) {

                }
            });
        }
    } catch (RemoteException e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

3.5 测试

  • 最后看看通过测试工具[客户端]跨进程获取服务端app信息截图

4.可能出现的问题

4.1 客户端在子线程中发起通信访问问题

  • 当客户端发起远程请求时，客户端会挂起，一直等到服务端处理完并返回数据，所以远程通信是很耗时的，所以不能在子线程发起访问。由于服务端的Binder方法运行在Binder线程池中，所以应采取同步的方式去实现，因为它已经运行在一个线程中呢。

4.2 什么情况下会导致远程调用失败

  • Binder是会意外死亡的。如果服务端的进程由于某种原因异常终止，会导致远程调用失败，如果我们不知道Binder连接已经断裂， 那么客户端就会受到影响。不用担心，Android贴心的为我们提供了连个配对的方法linkToDeath和unlinkToDeath，通过linkToDeath我们可以给Binder设置一个死亡代理，当Binder死亡时，我们就会收到通知。
// 在创建ServiceConnection的匿名类中的onServiceConnected方法中
// 设置死亡代理
messageCenter.asBinder().linkToDeath(deathRecipient, 0);


/**
 * 给binder设置死亡代理
 */
private IBinder.DeathRecipient deathRecipient = new IBinder.DeathRecipient() {

    @Override
    public void binderDied() {
        if(messageCenter == null){
            return;
        }
        messageCenter.asBinder().unlinkToDeath(deathRecipient, 0);
        messageCenter = null;
        //这里重新绑定服务
        attemptToBindService();
    }
};

4.3 设置aidl的权限，需要通过权限才能调用

<!--给aidl多进程通信，服务加入权限验证功能-->
<permission android:name="aidl.AppInfoService"
    android:protectionLevel="normal"/>
    

//在AppInfoService服务中验证权限
@Nullable
@Override
public IBinder onBind(Intent intent) {
    LogUtils.i("AppInfoService--IBinder:");
    int check = checkCallingOrSelfPermission("aidl.AppInfoService");
    if(check == PackageManager.PERMISSION_DENIED){
        return null;
    }
    return binder;
}

5.部分源码解析

5.1 服务端aidl编译生成的java文件

  • 5.1.1 首先找到aidl编译生成的Java文件
    image

  • 5.1.2 分析生成的java文件

    • 这个ICheckAppInfoManager.java就是系统为我们生成的相应java文件，简单说下这个类。它声明了三个方法getAppInfo，setToken和setChannel，分明就是我们AIDL接口中的三个方法。同时他声明了3个id用来标识这几个方法，id用于标识在transact过程中客户端请求的到底是哪个方法。接着就是我们的Stub，可以看到它是一个内部类，他本质上是一个Binder类。当服务端和客户端位于同一个进程时，方法调用不会走跨进程的transact过程，当两者处于不同晋城市，方法调用走transact过程，这个逻辑由Stub的内部代理类Proxy完成。
    • 这个Stub对象之所以里面有我们AIDL的接口，正是因为官方替我们做好了，我们只要在这里具体实现就好了。

5.2 客户端绑定服务端service原理

  • 客户端也非常简单，首先我们连接到服务端Service，在连接成功时，也就是onServiceConnected方法里，通过asInterface(service)方法可以将服务端的Binder对象转换成客户端所需的AIDL的接口的对象。这种转换是区分进程的，如果是同一进程，那么此方法返回的就是Stub本身，否则返回的就是系统Stub.proxy对象。拿到接口对象之后，我们就能够调用相应方法进行自己的处理

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