【Android学习】IPC 基础概念(序列化接口介绍)

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【Android学习】IPC 基础概念(序列化接口介绍)

紫雾凌寒 2016-05-02 12:34:21 浏览610
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版权声明:本文为博主原创文章,转载请注明出处http://blog.csdn.net/u013132758。 https://blog.csdn.net/u013132758/article/details/51276899

这篇博客主要介绍Android  IPC 的基础概念:Serializable、Parcelable及Binder。

一、Serializable接口

Serializable是java提供的一个序列化接口,它是一个空接口,为对象提供标准的序列化和反序列化操作。想要实现序列化相当简单,只需要实现Serializable接口并声明serialVersionUID即可。下面就是对User类实现序列化:

public class User implements Serializabler{
private static final long serialVersionUID = 5184234769874234345L;
public int userid;
public String username;
......
}

通过Serializable 方式来实现序列化,实现起来简单,几乎所有的工作都被系统自动完成了。对象的序列化和反序列化也非常简单,就是JAVA的ObjectOutputStream和ObjectOutputStream来实现。这里就不做说明了。

为什么要定义SerialVersionUID昵?主要是为了反序列化,如果不定义SerialVersionUID也是可以完成序列化的,但是反序列化就不能完成。SerialVersionUID就是辅助序列化和反序列化的。原则上只有当序列化数据中的SerialVersionUID和当前类的SerialVersionUID相同才能够正常的反序列化。

需要注意一下两点:

  1. 静态成员变量属于类,不属于对象,不会参与序列化过程。
  2. 用transient关键字标记的成员变量不参与序列化过程。
  3. 系统默认的序列化过程也是可以改变的,通过重写readObject和writeObject方法来实现。
二、Parcelable接口
      要实现这个接口案例如下所示:
import java.io.Serializable;
import com.ryg.chapter_2.aidl.Book;
import android.os.Parcel;
import android.os.Parcelable;

public class User implements Parcelable {
    private static final long serialVersionUID = 519067123721295773L;

    public int userId;
    public String userName;
    public boolean isMale;

    public Book book;

    public User() {
    }

    public User(int userId, String userName, boolean isMale) {
        this.userId = userId;
        this.userName = userName;
        this.isMale = isMale;
    }

    public int describeContents() {
        return 0;
    }

    public void writeToParcel(Parcel out, int flags) {
        out.writeInt(userId);
        out.writeString(userName);
        out.writeInt(isMale ? 1 : 0);
        out.writeParcelable(book, 0);
    }

    public static final Parcelable.Creator<User> CREATOR = new Parcelable.Creator<User>() {
        public User createFromParcel(Parcel in) {
            return new User(in);
        }

        public User[] newArray(int size) {
            return new User[size];
        }
    };

    private User(Parcel in) {
        userId = in.readInt();
        userName = in.readString();
        isMale = in.readInt() == 1;
        book = in
                .readParcelable(Thread.currentThread().getContextClassLoader());
    }

    @Override
    public String toString() {
        return String.format(
                "User:{userId:%s, userName:%s, isMale:%s}, with child:{%s}",
                userId, userName, isMale, book);
    }

}
Parcelable接口是Android为我们提供的一种新的序列化方式。我们只需要实现这个接口,就可以实现序列化并通过Intent或Binder进行传递。


注意:当从序列化后的对象中创建原始对象时,其中包含的有另一个可序列化对象,需要传递一个当前线程的上下文类加载器,否则会报无法找到这个类的错误。


系统为我们提供了许多已经实现Parcelable接口的类,它们都是可以直接序列化的,比如:Intent、Bundle、Bitmap等,同时List及Map也可以序列化,前提是它们里面的每个元素都是可序列化的。 

两者区别,如何选择:

首先Serialzable和Parcelable都能实现序列化并且都可以用于Intent间的数据传递,但是Serialzable是Java提供的序列化接口,使用起来简单但是开销很大,序列化和反序列化都要进行大量的I/O操作,而Parcelable是Android中的序列化方式,因此更适合Android平台,它的缺点就是使用起来麻烦点,但是效率很高。我们首选Parcelable,Parcelable主要用于内存序列化上,虽然可以实现序列化到存储设备中或通过网络传输,但是这个过程会很麻烦。所以如果是上述两种情况,还请用Serialzable。 

三、Binder


Binder是Android中的一个类,它实现于IBinder接口。从IPC角度来说,Binder是一种跨进程通信的方式。从Android应用层来说,Binder是客户端与服务端通信的桥梁,通过bindService,服务端会返回一个包含了服务端业务调用的Binder对象,通过这个Binder对象,客户端就可以获取服务端提供的服务或者数据。这里的服务包括普通服务及基于AIDL的服务。在Android开发中,Binder主要应用于Service。 

通过AIDL的方式来分析Binder的工作机制(有关AIDL的基础使用可以看【Android学习】Android studio 使用AIDL):

首先创建三个文件Book.java、Book.aidl、IBookManager.aidl 

Book.java

public class Book implements Parcelable{

    public int bookId;
    public int bookName;

    public Book(int bookId, int bookName) {
        this.bookId = bookId;
        this.bookName = bookName;
    }

    protected Book(Parcel in) {
        bookId = in.readInt();
        bookName = in.readInt();
    }

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

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

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

    @Override
    public void writeToParcel(Parcel dest, int flags) {
        dest.writeInt(bookId);
        dest.writeInt(bookName);
    }
}

Book.aidl

parcelable Book;

注意:AIDL中除了基本数据类型,其它类型的参数必须标有上方向:in、out或者inout。

IBookManager.aidl

 

interface IBookManager {

    List<Book> getBookList();
    void addBook(in Book book);
} 

尽管Book类已经和IBookManager位于相同的包中,仍需要导入Book类,这是AIDL的特殊之处。

在gen目录下,系统自动为我们生成了IBookManager.java类,代码如下:

public interface IBookManager extends android.os.IInterface {
    /** Local-side IPC implementation stub class. */
    public static abstract class Stub extends android.os.Binder implements
            com.example.ipcdemo1binder.aidl.IBookManager {
        private static final java.lang.String DESCRIPTOR = "com.example.ipcdemo1binder.aidl.IBookManager";

        /** Construct the stub at attach it to the interface. */
        public Stub() {
            this.attachInterface(this, DESCRIPTOR);
        }

        /**
         * Cast an IBinder object into an
         * com.example.ipcdemo1binder.aidl.IBookManager interface, generating a
         * proxy if needed.
         */
        public static com.example.ipcdemo1binder.aidl.IBookManager asInterface(
                android.os.IBinder obj) {
            if ((obj == null)) {
                return null;
            }
            android.os.IInterface iin = obj.queryLocalInterface(DESCRIPTOR);
            if (((iin != null) && (iin instanceof com.example.ipcdemo1binder.aidl.IBookManager))) {
                return ((com.example.ipcdemo1binder.aidl.IBookManager) iin);
            }
            return new com.example.ipcdemo1binder.aidl.IBookManager.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_getBookList: {
                data.enforceInterface(DESCRIPTOR);
                java.util.List<com.example.ipcdemo1binder.aidl.Book> _result = this
                        .getBookList();
                reply.writeNoException();
                reply.writeTypedList(_result);
                return true;
            }
            case TRANSACTION_addBook: {
                data.enforceInterface(DESCRIPTOR);
                com.example.ipcdemo1binder.aidl.Book _arg0;
                if ((0 != data.readInt())) {
                    _arg0 = com.example.ipcdemo1binder.aidl.Book.CREATOR
                            .createFromParcel(data);
                } else {
                    _arg0 = null;
                }
                this.addBook(_arg0);
                reply.writeNoException();
                return true;
            }
            }
            return super.onTransact(code, data, reply, flags);
        }

        private static class Proxy implements
                com.example.ipcdemo1binder.aidl.IBookManager {
            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 java.util.List<com.example.ipcdemo1binder.aidl.Book> getBookList()
                    throws android.os.RemoteException {
                android.os.Parcel _data = android.os.Parcel.obtain();
                android.os.Parcel _reply = android.os.Parcel.obtain();
                java.util.List<com.example.ipcdemo1binder.aidl.Book> _result;
                try {
                    _data.writeInterfaceToken(DESCRIPTOR);
                    mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_getBookList, _data,
                            _reply, 0);
                    _reply.readException();
                    _result = _reply
                            .createTypedArrayList(com.example.ipcdemo1binder.aidl.Book.CREATOR);
                } finally {
                    _reply.recycle();
                    _data.recycle();
                }
                return _result;
            }

            @Override
            public void addBook(com.example.ipcdemo1binder.aidl.Book book)
                    throws android.os.RemoteException {
                android.os.Parcel _data = android.os.Parcel.obtain();
                android.os.Parcel _reply = android.os.Parcel.obtain();
                try {
                    _data.writeInterfaceToken(DESCRIPTOR);
                    if ((book != null)) {
                        _data.writeInt(1);
                        book.writeToParcel(_data, 0);
                    } else {
                        _data.writeInt(0);
                    }
                    mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_addBook, _data, _reply, 0);
                    _reply.readException();
                } finally {
                    _reply.recycle();
                    _data.recycle();
                }
            }
        }

        static final int TRANSACTION_getBookList = (android.os.IBinder.FIRST_CALL_TRANSACTION + 0);
        static final int TRANSACTION_addBook = (android.os.IBinder.FIRST_CALL_TRANSACTION + 1);
    }

    public java.util.List<com.example.ipcdemo1binder.aidl.Book> getBookList()
            throws android.os.RemoteException;

    public void addBook(com.example.ipcdemo1binder.aidl.Book book)
            throws android.os.RemoteException;
}


IBookManager接口继承于IInterface接口,声明两个方法getBookList和addBook。接着,它声明了一个内部类Stub,这个Stub就是一个Binder类,当客户端与服务端在同一个进程时,方法调用不会走跨进程transact过程,而当两者位于同一进程时,方法调用需要走transact过程,这个逻辑由Stub的内部代理类Proxy完成。

DESCRIPTOR 
Binder的唯一标识,一般用当前Binder的类名表示。

asInterface 
用于将服务端的Binder对象转换成客户端所需的AIDL接口类型对象。这种转换是区分进程的,如果是同一进程,那么返回的就是服务器的Stub对象本身,如果不是同一进程,返回的是系统封装后的Stub.proxy对象。

asBinder 
返回Binder对象

onTransact 
如果是跨进程请求时,会调用此方法。参数code可以确定客户端请求的目标方法是什么,接着从data中取出目标方法所需的参数,然后执行目标方法。当执行完毕后,就向reply中写入返回值。需要注意的是:如果此方法返回false,那么客户端请求会失败。可利用此特性做权限验证,我们也不希望随便一个进程都能远程调用我们的服务。

Proxy#getBookList 
这个方法运行在客户端,当客户端调用此方法时,它的内部实现是这样的,首先创建该方法所需要的输入型Parcel对象_data、输出型Parcel对象_reply和返回值对象List;然后把该方法的参数信息写入_data(如果有参数的话),接着通过RPC(远程过程调用)请求,同时当前线程挂起,然后服务端的onTransact方法会被调用,直到RPC过程返回后,当前线程继续执行,并从_reply中取出RPC过程的返回结果,最后返回_reply中的数据。

Proxy#addBook 
此方法的执行过程与getBookList相同。

注意:当客户端发起远程请求时,由于当前线程会被挂起直到服务端进程返回数据,所以如果一个远程方法是耗时的,那么不能在UI线程中发起此远程请求;其次,由于服务端的Binder方法运行在Binder线程池中,所以Binder方法不管是否耗时都应该采用同步的方式去实现,因为它已经运行在一个线程中了。

Binder中有两个比较重要的方法linkToDeath和unlinkToDeath。如果服务器进程由于某种原因异常终止,这个时候我们到服务端Binder的连接断裂,会导致我们的远程调用失败。更为重要的是,我们并不知道Binder的连接断裂,那么客户端的功能就会受到影响。我们可以通过linkToDeath给Binder设置一个死亡代理,当Binder死亡时,我们就会收到通过,从而重新发起连接请求。

private IBinder.DeathRecipient mDeathRecipient = new IBinder.DeathRecipient() {
        @Override
        public void binderDied() {
            if (bookManager == null)
                return;
            bookManager.asBinder().unlinkToDeath(mDeathRecipient, 0);
            bookManager = null;
            //重新绑定Service
            bindService();
        }
    };


public void onServiceConnected(ComponentName name, IBinder service) {
                bookManager = BookManagerImpl.asInterface(service);
                try {
                    service.linkToDeath(mDeathRecipient, 0);
                    List<Book> bookList = bookManager.getBookList();
                } catch (RemoteException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }

我们也可以自定义一个Binder类,与系统自动生成的类大致一样,只是在结构上有些调整。

源码下载:https://github.com/Terrybthvi/IPCDemo2

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