Aidl進程間通信詳細介紹

原創 瀟湘劍雨 2018-09-27 10:35

目錄介紹

  • 1.問題答疑

  • 2.Aidl相關屬性介紹

    • 2.1 AIDL所支持的數據類型
    • 2.2 服務端和客戶端
    • 2.3 AIDL的基本概念

  • 3.實際開發中案例操作

    • 3.1 aidl通信業務需求
    • 3.2 操作步驟僞代碼
    • 3.3 服務端操作步驟
    • 3.4 客戶端操作步驟
    • 3.5 測試

  • 4.可能出現的問題

    • 4.1 客戶端在子線程中發起通信訪問問題
    • 4.2 什麼情況下會導致遠程調用失敗
    • 4.3 設置aidl的權限，需要通過權限才能調用

  • 5.部分源碼解析

    • 5.1 服務端aidl編譯生成的java文件
    • 5.2 客戶端綁定服務端service原理

關於aidl應用案例

1.問題答疑

  • 1.1.0 AIDL所支持的數據類型有哪些？
  • 1.1.1 提供給客戶端連接的service什麼時候運行？
  • 1.1.2 Stub類是幹什麼用的呢？
  • 1.1.3 如何解決遠程調用失敗的問題？

2.Aidl相關屬性介紹

2.1 AIDL所支持的數據類型

  • 在AIDL中，並非支持所有數據類型，他支持的數據類型如下所示：

    • 基本數據類型（int、long、char、boolean、double、float、byte、short）
    • String和CharSequence
    • List：只支持ArrayList，並且裏面的每個元素必須被AIDL支持
    • Map： 只支持HashMap， 同樣的，裏面的元素都必須被AIDL支持，包括key和value
    • Parcelable：所有實現了Parcelable接口的對象
    • AIDL： 所有的AIDL接口本身也可以在AIDL 文件中使用

2.2 服務端和客戶端

  • 2.2.1 服務端

    • 注意：服務端就是你要連接的進程。服務端給客戶端一個Service，在這個Service中監聽客戶端的連接請求，然後創建一個AIDL接口文件，裏面是將要實現的方法，注意這個方法是暴露給客戶端的的。在Service中實現這個AIDL接口即可

  • 2.2.2 客戶端

    • 客戶端首先需要綁定服務端的Service，綁定成功後，將服務端返回的Binder對象轉換成AIDL接口所屬的類型，最後調用AIDL的方法就可以了。

2.3 AIDL的基本概念

  • AIDL：Android Interface Definition Language，即Android接口定義語言；用於讓某個Service與多個應用程序組件之間進行跨進程通信，從而可以實現多個應用程序共享同一個Service的功能。

3.實際開發中案例操作

3.1 aidl通信業務需求

  • aidl多進程通信應用——服務端：某app；客戶端：app調試工具。注意：aidl多進程通信是指兩個獨立app之間的通信……
  • 打開app調試工具，可以通過綁定服務端某app的service，獲取到公司app的信息，比如渠道，版本號，簽名，打包時間，token等屬性
  • 通過app調試工具，可以通過aidl接口中的方法設置屬性，設置成功後，查看某app是否設置屬性成功

3.2 操作步驟僞代碼

  • 3.2.1 服務端

    • 步驟1：新建定義AIDL文件，並聲明該服務需要向客戶端提供的接口
    • 補充，如果aidl中有對象，則需要創建對象，並且實現Parcelable
    • 步驟2：在Service子類中實現AIDL中定義的接口方法，並定義生命週期的方法（onCreat、onBind()、blabla）
    • 步驟3：在AndroidMainfest.xml中註冊服務 & 聲明爲遠程服務

  • 3.2.2 客戶端

    • 步驟1：拷貝服務端的AIDL文件到目錄下
    • 步驟2：使用Stub.asInterface接口獲取服務器的Binder，根據需要調用服務提供的接口方法
    • 步驟3：通過Intent指定服務端的服務名稱和所在包，綁定遠程Service

3.3 服務端操作步驟

  • 3.3.1 創建一個aidl文件【注意：在main路徑下創建】

    • 可以看到裏面有一個AppInfo，注意這個類需要自己創建，並且手動導包進來。否則編譯時找不到……
// ICheckAppInfoManager.aidl
package cn.ycbjie.ycaudioplayer;
import cn.ycbjie.ycaudioplayer.AppInfo;
// Declare any non-default types here with import statements

interface ICheckAppInfoManager {

    //獲取app信息，比如token，版本號，簽名，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 創建一個AppInfo類，實現Parcelable接口

    • 這個類就是需要用的實體類，因爲是跨進程，所以實現了Parcelable接口，這個是Android官方提供的，它裏面主要是靠Parcel來傳遞數據，Parcel內部包裝了可序列化的數據，能夠在Binder中自由傳輸數據。
    • 注意：如果用到了自定義Parcelable對象，就需要創建一個同名的AIDL文件，包名要和實體類包名一致。我之前這個地方沒加，導致出現錯誤！
    • 如圖所示：
  • 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子類中實現AIDL中定義的接口方法，並定義生命週期的方法（onCreat、onBind()等）

    • 重寫的onBinde(）方法中返回Binder對象，這個Binder對象指向IAdvertManager.Stub()，這個Stub類並非我們自己創建的，而是AIDL自動生成的。系統會爲每個AIDL接口在build/source/aidl下生成一個文件夾，它的名稱跟你命名的AIDL文件夾一樣，裏面的類也一樣。
    • 創建binder對象，在這個getAppInfo方法中，可以設置app基本信息，方便後期多進程通信測試
/**
 * <pre>
 *     @author yangchong
 *     blog  :
 *     time  : 2018/05/30
 *     desc  : 用於aidl多進程通信服務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裏面的方法運行的binder池中。
     * 2.Stub類並非我們自己創建的，而是AIDL自動生成的。
     *   系統會爲每個AIDL接口在build/generated/source/aidl下生成一個文件夾，它的名稱跟你命名的AIDL文件夾一樣
     * 3.Stub類，是一個內部類，他本質上是一個Binder類。當服務端和客戶端位於同一個進程時，方法調用不會走跨進程的transact過程，
     *   當兩者處於不同晉城市，方法調用走transact過程，這個邏輯由Stub的內部代理類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版本號(versionName)", BuildConfig.VERSION_NAME));
            list.add(new AppInfo("app版本名稱(versionCode)", BuildConfig.VERSION_CODE+""));
            list.add(new AppInfo("打包時間", 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","楊充")));
            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簽名", 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中註冊服務 & 聲明爲遠程服務

    • 在清單文件註冊即可，需要設置action。這個在客戶端中綁定服務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 客戶端操作步驟

  • 3.4.1 拷貝服務端的AIDL文件到目錄下

    • 注意：複製時不要改動任何東西！
    • 如圖所示：

image

  • 3.4.2 通過Intent指定服務端的服務名稱和所在包，綁定遠程Service

    • 通過Intent指定服務端的服務名稱和所在包，進行Service綁定；
    • 創建ServiceConnection對象
    /**
 * 跨進程綁定服務
 */
private void attemptToBindService() {
    Intent intent = new Intent();
    //通過Intent指定服務端的服務名稱和所在包，與遠程Service進行綁定
    //參數與服務器端的action要一致,即"服務器包名.aidl接口文件名"
    intent.setAction("cn.ycbjie.ycaudioplayer.service.aidl.AppInfoService");
    //Android5.0後無法只通過隱式Intent綁定遠程Service
    //需要通過setPackage()方法指定包名
    intent.setPackage(packName);
    //綁定服務,傳入intent和ServiceConnection對象
    bindService(intent, connection, Context.BIND_AUTO_CREATE);
}


/**
 * 創建ServiceConnection的匿名類
 */
private ServiceConnection connection = new ServiceConnection() {
    //重寫onServiceConnected()方法和onServiceDisconnected()方法
    // 在Activity與Service建立關聯和解除關聯的時候調用
    @Override public void onServiceDisconnected(ComponentName name) {
        Log.e(getLocalClassName(), "無法綁定aidlServer的AIDLService服務");
        mBound = false;
    }

    //在Activity與Service建立關聯時調用
    @Override public void onServiceConnected(ComponentName name, IBinder service) {
        Log.e(getLocalClassName(), "完成綁定aidlServer的AIDLService服務");
        //使用IAppInfoManager.Stub.asInterface()方法獲取服務器端返回的IBinder對象
        //將IBinder對象傳換成了mAIDL_Service接口對象
        messageCenter = ICheckAppInfoManager.Stub.asInterface(service);
        mBound = true;
        if (messageCenter != null) {
            try {
                //鏈接成功
                Toast.makeText(MainActivity.this,"鏈接成功",Toast.LENGTH_SHORT).show();
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
};

  • 3.4.3 使用Stub.asInterface接口獲取服務器的Binder，根據需要調用服務提供的接口方法

    • 通過步驟3.4.2完成了跨進程綁定服務，接下來通過調用方法獲取到數據。這裏可以調用getAppInfo方法獲取到服務端[app]的數據
    private void getAppInfo() {
    //如果與服務端的連接處於未連接狀態，則嘗試連接
    if (!mBound) {
        attemptToBindService();
        Toast.makeText(this, "當前與服務端處於未連接狀態，正在嘗試重連，請稍後再試",
                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, "無法獲取數據，可能是簽名錯誤！", 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 測試

  • 最後看看通過測試工具[客戶端]跨進程獲取服務端app信息截圖

image

4.可能出現的問題

4.1 客戶端在子線程中發起通信訪問問題

  • 當客戶端發起遠程請求時，客戶端會掛起，一直等到服務端處理完並返回數據，所以遠程通信是很耗時的，所以不能在子線程發起訪問。由於服務端的Binder方法運行在Binder線程池中，所以應採取同步的方式去實現，因爲它已經運行在一個線程中呢。

4.2 什麼情況下會導致遠程調用失敗

  • Binder是會意外死亡的。如果服務端的進程由於某種原因異常終止，會導致遠程調用失敗，如果我們不知道Binder連接已經斷裂， 那麼客戶端就會受到影響。不用擔心，Android貼心的爲我們提供了連個配對的方法linkToDeath和unlinkToDeath，通過linkToDeath我們可以給Binder設置一個死亡代理，當Binder死亡時，我們就會收到通知。
// 在創建ServiceConnection的匿名類中的onServiceConnected方法中
// 設置死亡代理
messageCenter.asBinder().linkToDeath(deathRecipient, 0);


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

    @Override
    public void binderDied() {
        if(messageCenter == null){
            return;
        }
        messageCenter.asBinder().unlinkToDeath(deathRecipient, 0);
        messageCenter = null;
        //這裏重新綁定服務
        attemptToBindService();
    }
};

4.3 設置aidl的權限，需要通過權限才能調用

<!--給aidl多進程通信，服務加入權限驗證功能-->
<permission android:name="aidl.AppInfoService"
    android:protectionLevel="normal"/>
    

//在AppInfoService服務中驗證權限
@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.部分源碼解析

5.1 服務端aidl編譯生成的java文件

  • 5.1.1 首先找到aidl編譯生成的Java文件

image

  • 5.1.2 分析生成的java文件

    • 這個ICheckAppInfoManager.java就是系統爲我們生成的相應java文件，簡單說下這個類。它聲明瞭三個方法getAppInfo，setToken和setChannel，分明就是我們AIDL接口中的三個方法。同時他聲明瞭3個id用來標識這幾個方法，id用於標識在transact過程中客戶端請求的到底是哪個方法。接着就是我們的Stub，可以看到它是一個內部類，他本質上是一個Binder類。當服務端和客戶端位於同一個進程時，方法調用不會走跨進程的transact過程，當兩者處於不同晉城市，方法調用走transact過程，這個邏輯由Stub的內部代理類Proxy完成。
    • 這個Stub對象之所以裏面有我們AIDL的接口，正是因爲官方替我們做好了，我們只要在這裏具體實現就好了。

5.2 客戶端綁定服務端service原理

  • 客戶端也非常簡單，首先我們連接到服務端Service，在連接成功時，也就是onServiceConnected方法裏，通過asInterface(service)方法可以將服務端的Binder對象轉換成客戶端所需的AIDL的接口的對象。這種轉換是區分進程的，如果是同一進程，那麼此方法返回的就是Stub本身，否則返回的就是系統Stub.proxy對象。拿到接口對象之後，我們就能夠調用相應方法進行自己的處理

參考文章

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