學習AIDL，這一篇文章就夠了

1、概述

AIDL是一個縮寫，全稱是Android Interface Definition Language，也就是Android接口定義語言。是的，首先我們知道的第一點就是：AIDL是一種語言。既然是一種語言，那麼相應的就很自然的衍生出了一些問題：

• 爲什麼要設計出這麼一門語言？
• 它有哪些語法？
• 我們應該如何使用它？
• 再深入一點，我們可以思考，我們是如何通過它來達到我們的目的的？
• 更深入一點，爲什麼要這麼設計這門語言？會不會有更好的方式來實現我們的目的？

接下來，我們就一步步的來解答上面的這些問題。

ps： 1， 在研究AIDL相關的東西之前，一些必要的知識儲備是要有的。一方面是關於Android中service相關的知識，要了解的比較通透才行，關於這方面的東西可以參考 Android中的Service：默默的奉獻者 (1) ， Android中的Service：Binder，Messenger，AIDL（2） 這兩篇博文。另一方面是關於Android中序列化的相關知識，這方面的東西文中會簡單提及，但是如果想要深入的研究一下的話最好還是去找一些這方面的資料看一下。 2， 我的編譯環境爲Android Studio2.1.2，SDK Version 23，JDK 1.7。

2、爲什麼要設計這門語言？

設計這門語言的目的是爲了實現 進程間通信 。

每一個進程都有自己的Dalvik VM實例，都有自己的一塊獨立的內存，都在自己的內存上存儲自己的數據，執行着自己的操作，都在自己的那片狹小的空間裏過完自己的一生。每個進程之間都你不知我，我不知你，就像是隔江相望的兩座小島一樣，都在同一個世界裏，但又各自有着自己的世界。而AIDL，就是兩座小島之間溝通的橋樑。相對於它們而言，我們就好像造物主一樣，我們可以通過AIDL來制定一些規則，規定它們能進行哪些交流——比如，它們可以在我們制定的規則下傳輸一些特定規格的數據。

總之，通過這門語言，我們可以愉快的在一個進程訪問另一個進程的數據，甚至調用它的一些方法，當然，只能是特定的方法。

3、它有哪些語法？

其實AIDL這門語言非常的簡單，基本上它的語法和 Java 是一樣的，只是在一些細微處有些許差別——畢竟它只是被創造出來簡化Android程序員工作的，太複雜不好——所以在這裏我就着重的說一下它和 Java 不一樣的地方。主要有下面這些點：

• 文件類型：用AIDL書寫的文件的後綴是 .aidl，而不是 .java。
• 數據類型：AIDL默認支持一些數據類型，在使用這些數據類型的時候是不需要導包的，但是除了這些類型之外的數據類型，在使用之前必須導包， 就算目標文件與當前正在編寫的 .aidl 文件在同一個包下 ——在 Java 中，這種情況是不需要導包的。比如，現在我們編寫了兩個文件，一個叫做 Book.java ，另一個叫做 BookManager.aidl ，它們都在 com.lypeer.aidldemo包下 ，現在我們需要在 .aidl 文件裏使用 Book 對象，那麼我們就必須在 .aidl 文件裏面寫上import com.lypeer.aidldemo.Book; 哪怕 .java 文件和 .aidl 文件就在一個包下。
  默認支持的數據類型包括：
  • Java中的八種基本數據類型，包括 byte，short，int，long，float，double，boolean，char。
  • String 類型。
  • CharSequence類型。
  • List類型：List中的所有元素必須是AIDL支持的類型之一，或者是一個其他AIDL生成的接口，或者是定義的parcelable（下文關於這個會有詳解）。List可以使用泛型。
  • Map類型：Map中的所有元素必須是AIDL支持的類型之一，或者是一個其他AIDL生成的接口，或者是定義的parcelable。Map是不支持泛型的。
• 定向tag：這是一個極易被忽略的點——這裏的“被忽略”指的不是大家都不知道，而是很少人會正確的使用它。在我的理解裏，定向 tag 是這樣的： AIDL中的定向 tag 表示了在跨進程通信中數據的流向，其中 in 表示數據只能由客戶端流向服務端， out 表示數據只能由服務端流向客戶端，而 inout 則表示數據可在服務端與客戶端之間雙向流通。其中，數據流向是針對在客戶端中的那個傳入方法的對象而言的。in 爲定向 tag 的話表現爲服務端將會接收到一個那個對象的完整數據，但是客戶端的那個對象不會因爲服務端對傳參的修改而發生變動；out 的話表現爲服務端將會接收到那個對象的的空對象，但是在服務端對接收到的空對象有任何修改之後客戶端將會同步變動；inout 爲定向 tag 的情況下，服務端將會接收到客戶端傳來對象的完整信息，並且客戶端將會同步服務端對該對象的任何變動。 具體的分析大家可以移步我的另一篇博文： 你真的理解AIDL中的in，out，inout麼？ 
  另外，Java 中的基本類型和 String ，CharSequence 的定向 tag 默認且只能是 in 。還有，請注意， 請不要濫用定向 tag ，而是要根據需要選取合適的——要是不管三七二十一，全都一上來就用 inout ，等工程大了系統的開銷就會大很多——因爲排列整理參數的開銷是很昂貴的。
• 兩種AIDL文件：在我的理解裏，所有的AIDL文件大致可以分爲兩類。一類是用來定義parcelable對象，以供其他AIDL文件使用AIDL中非默認支持的數據類型的。一類是用來定義方法接口，以供系統使用來完成跨進程通信的。可以看到，兩類文件都是在“定義”些什麼，而不涉及具體的實現，這就是爲什麼它叫做“Android接口定義語言”。
  注： 所有的非默認支持數據類型必須通過第一類AIDL文件定義才能被使用。

下面是兩個例子，對於常見的AIDL文件都有所涉及：

// Book.aidl
//第一類AIDL文件的例子
//這個文件的作用是引入了一個序列化對象 Book 供其他的AIDL文件使用
//注意：Book.aidl與Book.java的包名應當是一樣的
package com.lypeer.ipcclient;

//注意parcelable是小寫
parcelable Book;

// BookManager.aidl
//第二類AIDL文件的例子
package com.lypeer.ipcclient;
//導入所需要使用的非默認支持數據類型的包
import com.lypeer.ipcclient.Book;

interface BookManager {

    //所有的返回值前都不需要加任何東西，不管是什麼數據類型
    List<Book> getBooks();
    Book getBook();
    int getBookCount();

    //傳參時除了Java基本類型以及String，CharSequence之外的類型
    //都需要在前面加上定向tag，具體加什麼量需而定
    void setBookPrice(in Book book , int price)
    void setBookName(in Book book , String name)
    void addBookIn(in Book book);
    void addBookOut(out Book book);
    void addBookInout(inout Book book);
}

4、如何使用AIDL文件來完成跨進程通信？

在進行跨進程通信的時候，在AIDL中定義的方法裏包含非默認支持的數據類型與否，我們要進行的操作是不一樣的。如果不包含，那麼我們只需要編寫一個AIDL文件，如果包含，那麼我們通常需要寫 n+1 個AIDL文件（ n 爲非默認支持的數據類型的種類數）——顯然，包含的情況要複雜一些。所以我接下來將只介紹AIDL文件中包含非默認支持的數據類型的情況，至於另一種簡單些的情況相信大家是很容易從中觸類旁通的。

4.1、使數據類實現 Parcelable 接口

由於不同的進程有着不同的內存區域，並且它們只能訪問自己的那一塊內存區域，所以我們不能像平時那樣，傳一個句柄過去就完事了——句柄指向的是一個內存區域，現在目標進程根本不能訪問源進程的內存，那把它傳過去又有什麼用呢？ 所以我們必須將要傳輸的數據轉化爲能夠在內存之間流通的形式。 這個轉化的過程就叫做序列化與反序列化。簡單來說是這樣的：比如現在我們要將一個對象的數據從客戶端傳到服務端去，我們就可以在客戶端對這個對象進行序列化的操作，將其中包含的數據轉化爲序列化流，然後將這個序列化流傳輸到服務端的內存中去，再在服務端對這個數據流進行反序列化的操作，從而還原其中包含的數據——通過這種方式，我們就達到了在一個進程中訪問另一個進程的數據的目的。

而通常，在我們通過AIDL進行跨進程通信的時候，選擇的序列化方式是實現 Parcelable 接口。關於實現 Parcelable 接口之後裏面具體有那些方法啦，每個方法是幹嘛的啦，這些我就不展開來講了，那並非這篇文章的重點，我下面主要講一下如何快速的生成一個合格的可序列化的類（以Book.java爲例）。

注：若AIDL文件中涉及到的所有數據類型均爲默認支持的數據類型，則無此步驟。因爲默認支持的那些數據類型都是可序列化的。

4.1.1、編譯器自動生成

我當前用的編譯器是Android Studio 2.1.2，它是自帶了 Parcelable 接口的模板的，只需要我們敲幾下鍵盤就可以輕鬆的生成一個可序列化的 Parcelable 實現類。

首先，創建一個類，正常的書寫其成員變量，建立getter和setter並添加一個無參構造，比如：

public class Book{
    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getPrice() {
        return price;
    }

    public void setPrice(int price) {
        this.price = price;
    }

    private String name;

    private int price;

    public Book() {}

}

然後 implements Parcelable ，接着 as 就會報錯，將鼠標移到那裏，按下 alt+enter（as默認的自動解決錯誤的快捷鍵，如果你們的as有修改過快捷鍵的話以修改後的爲準） 讓它自動解決錯誤，這個時候它會幫你完成一部分的工作：

Parcelable實現第一步

在彈出來的框裏選擇所有的成員變量，然後確定。你會發現類裏多了一些代碼，但是現在還是會報錯，Book下面仍然有一條小橫線，再次將鼠標移到那裏，按下 alt+enter 讓它自動解決錯誤：

Parcelable實現第二步

這次解決完錯誤之後就不會報錯了，這個 Book 類也基本上實現了 Parcelable 接口，可以執行序列化操作了。

但是請注意，這裏有一個坑： 默認生成的模板類的對象只支持爲 in 的定向 tag 。 爲什麼呢？因爲默認生成的類裏面只有 writeToParcel() 方法，而如果要支持爲 out 或者 inout 的定向 tag 的話，還需要實現 readFromParcel() 方法——而這個方法其實並沒有在 Parcelable 接口裏面，所以需要我們從頭寫。具體爲什麼大家可以去看看： 你真的理解AIDL中的in，out，inout麼？

那麼這個 readFromParcel() 方法應當怎麼寫呢？這樣寫：

@Override
public void writeToParcel(Parcel dest, int flags) {
    dest.writeString(name);
    dest.writeInt(price);
}

/**
 * 參數是一個Parcel,用它來存儲與傳輸數據
 * @param dest
 */
public void readFromParcel(Parcel dest) {
    //注意，此處的讀值順序應當是和writeToParcel()方法中一致的
    name = dest.readString();
    price = dest.readInt();
}

像上面這樣添加了 readFromParcel() 方法之後，我們的 Book 類的對象在AIDL文件裏就可以用 out 或者 inout 來作爲它的定向 tag 了。

此時，完整的 Book 類的代碼是這樣的：

package com.lypeer.ipcclient;

import android.os.Parcel;
import android.os.Parcelable;

/**
 * Book.java
 *
 * Created by lypeer on 2016/7/16.
 */
public class Book implements Parcelable{
    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getPrice() {
        return price;
    }

    public void setPrice(int price) {
        this.price = price;
    }

    private String name;
    private int price;
    public Book(){}

    public Book(Parcel in) {
        name = in.readString();
        price = 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.writeString(name);
        dest.writeInt(price);
    }

    /**
     * 參數是一個Parcel,用它來存儲與傳輸數據
     * @param dest
     */
    public void readFromParcel(Parcel dest) {
        //注意，此處的讀值順序應當是和writeToParcel()方法中一致的
        name = dest.readString();
        price = dest.readInt();
    }

    //方便打印數據
    @Override
    public String toString() {
        return "name : " + name + " , price : " + price;
    }
}

至此，關於AIDL中非默認支持數據類型的序列化操作就完成了。

4.1.2、插件生成

我不是很清楚 Eclipse 或者較低版本的 as 上會不會像 as 2.1.2 這樣幫我們在實現 Parcelable 接口的過程中做如此多的操作，但是就算不會，我們還有其他的招數——通過插件來幫我們實現 Parcelable 接口。

具體的實現方式和實現過程大家可以參見這篇文章： 告別手寫parcelable

4.2、書寫AIDL文件

首先我們需要一個 Book.aidl 文件來將 Book 類引入使得其他的 AIDL 文件其中可以使用 Book 對象。那麼第一步，如何新建一個 AIDL 文件呢？Android Studio已經幫我們把這個集成進去了：

新建AIDL文件

鼠標移到app上面去，點擊右鍵，然後 new->AIDL->AIDL File，按下鼠標左鍵就會彈出一個框提示生成AIDL文件了。生成AIDL文件之後，項目的目錄會變成這樣的：

建立AIDL文件後的項目目錄

比起以前多了一個叫做 aidl 的包，而且他的層級是和 java 包相同的，並且 aidl 包裏默認有着和 java 包裏默認的包結構。那麼如果你用的是 Eclipse 或者較低版本的 as ，編譯器沒有這個選項怎麼辦呢？沒關係，我們也可以自己寫。打開項目文件夾，依次進入 app->src->main，在 main 包下新建一個和 java 文件夾平級的 aidl 文件夾，然後我們手動在這個文件夾裏面新建和 java 文件夾裏面的默認結構一樣的文件夾結構，再在最裏層新建 .aidl 文件就可以了：

自己新建AIDL文件的目錄

注意看圖中的文件目錄。

Ok，如何新建AIDL文件說的差不多了，接下來就該寫AIDL文件的內容了。內容的話如果上一節有認真看的話基本上是沒什麼問題的。在這裏，我們需要兩個AIDL文件，我是這樣寫的：

// Book.aidl
//第一類AIDL文件
//這個文件的作用是引入了一個序列化對象 Book 供其他的AIDL文件使用
//注意：Book.aidl與Book.java的包名應當是一樣的
package com.lypeer.ipcclient;

//注意parcelable是小寫
parcelable Book;

// BookManager.aidl
//第二類AIDL文件
//作用是定義方法接口
package com.lypeer.ipcclient;
//導入所需要使用的非默認支持數據類型的包
import com.lypeer.ipcclient.Book;

interface BookManager {

    //所有的返回值前都不需要加任何東西，不管是什麼數據類型
    List<Book> getBooks();

    //傳參時除了Java基本類型以及String，CharSequence之外的類型
    //都需要在前面加上定向tag，具體加什麼量需而定
    void addBook(in Book book);
}

注意： 這裏又有一個坑！ 大家可能注意到了，在 Book.aidl 文件中，我一直在強調： Book.aidl與Book.java的包名應當是一樣的。 這似乎理所當然的意味着這兩個文件應當是在同一個包裏面的——事實上，很多比較老的文章裏就是這樣說的，他們說最好都在 aidl 包裏同一個包下，方便移植——然而在 Android Studio 裏並不是這樣。如果這樣做的話，系統根本就找不到 Book.java 文件，從而在其他的AIDL文件裏面使用 Book 對象的時候會報 Symbol not found 的錯誤。爲什麼會這樣呢？因爲 Gradle 。大家都知道，Android Studio 是默認使用 Gradle 來構建 Android 項目的，而 Gradle 在構建項目的時候會通過 sourceSets 來配置不同文件的訪問路徑，從而加快查找速度——問題就出在這裏。Gradle 默認是將 java 代碼的訪問路徑設置在 java 包下的，這樣一來，如果 java 文件是放在 aidl 包下的話那麼理所當然系統是找不到這個 java 文件的。那應該怎麼辦呢？

又要 java文件和 aidl 文件的包名是一樣的，又要能找到這個 java 文件——那麼仔細想一下的話，其實解決方法是很顯而易見的。首先我們可以把問題轉化成：如何在保證兩個文件包名一樣的情況下，讓系統能夠找到我們的 java 文件？這樣一來思路就很明確了：要麼讓系統來 aidl 包裏面來找 java 文件，要麼把 java 文件放到系統能找到的地方去，也即放到 java 包裏面去。接下來我詳細的講一下這兩種方式具體應該怎麼做：

• 修改 build.gradle 文件：在 android{} 中間加上下面的內容：

  sourceSets {
   main {
       java.srcDirs = ['src/main/java', 'src/main/aidl']
   }
  }

  也就是把 java 代碼的訪問路徑設置成了 java 包和 aidl 包，這樣一來系統就會到 aidl 包裏面去查找 java 文件，也就達到了我們的目的。只是有一點，這樣設置後 Android Studio 中的項目目錄會有一些改變，我感覺改得挺難看的。
• 把 java 文件放到 java 包下去：把 Book.java 放到 java 包裏任意一個包下，保持其包名不變，與 Book.aidl 一致。只要它的包名不變，Book.aidl 就能找到 Book.java ，而只要 Book.java 在 java 包下，那麼系統也是能找到它的。但是這樣做的話也有一個問題，就是在移植相關 .aidl 文件和 .java 文件的時候沒那麼方便，不能直接把整個 aidl 文件夾拿過去完事兒了，還要單獨將 .java 文件放到 java 文件夾裏去。

我們可以用上面兩個方法之一來解決找不到 .java 文件的坑，具體用哪個就看大家怎麼選了，反正都挺簡單的。

到這裏我們就已經將AIDL文件新建並且書寫完畢了，clean 一下項目，如果沒有報錯，這一塊就算是大功告成了。

4.3、移植相關文件

我們需要保證，在客戶端和服務端中都有我們需要用到的 .aidl 文件和其中涉及到的 .java 文件，因此不管在哪一端寫的這些東西，寫完之後我們都要把這些文件複製到另一端去。如果是用的上面兩個方法中的第一個解決的找不到 .java 文件的問題，那麼直接將 aidl 包複製到另一端的 main 目錄下就可以了；如果是使用第二個方法的話，就除了把把整個 aidl 文件夾拿過去，還要單獨將 .java 文件放到 java 文件夾裏去。

4.4、編寫服務端代碼

通過上面幾步，我們已經完成了AIDL及其相關文件的全部內容，那麼我們究竟應該如何利用這些東西來進行跨進程通信呢？其實，在我們寫完AIDL文件並 clean 或者 rebuild 項目之後，編譯器會根據AIDL文件爲我們生成一個與AIDL文件同名的 .java 文件，這個 .java 文件纔是與我們的跨進程通信密切相關的東西。事實上，基本的操作流程就是：在服務端實現AIDL中定義的方法接口的具體邏輯，然後在客戶端調用這些方法接口，從而達到跨進程通信的目的。

接下來我直接貼上我寫的服務端代碼：

/**
 * 服務端的AIDLService.java
 * <p/>
 * Created by lypeer on 2016/7/17.
 */
public class AIDLService extends Service {

    public final String TAG = this.getClass().getSimpleName();

    //包含Book對象的list
    private List<Book> mBooks = new ArrayList<>();

    //由AIDL文件生成的BookManager
    private final BookManager.Stub mBookManager = new BookManager.Stub() {
        @Override
        public List<Book> getBooks() throws RemoteException {
            synchronized (this) {
                Log.e(TAG, "invoking getBooks() method , now the list is : " + mBooks.toString());
                if (mBooks != null) {
                    return mBooks;
                }
                return new ArrayList<>();
            }
        }


        @Override
        public void addBook(Book book) throws RemoteException {
            synchronized (this) {
                if (mBooks == null) {
                    mBooks = new ArrayList<>();
                }
                if (book == null) {
                    Log.e(TAG, "Book is null in In");
                    book = new Book();
                }
                //嘗試修改book的參數，主要是爲了觀察其到客戶端的反饋
                book.setPrice(2333);
                if (!mBooks.contains(book)) {
                    mBooks.add(book);
                }
                //打印mBooks列表，觀察客戶端傳過來的值
                Log.e(TAG, "invoking addBooks() method , now the list is : " + mBooks.toString());
            }
        }
    };

    @Override
    public void onCreate() {
        super.onCreate();
        Book book = new Book();
        book.setName("Android開發藝術探索");
        book.setPrice(28);
        mBooks.add(book);   
    }

    @Nullable
    @Override
    public IBinder onBind(Intent intent) {
        Log.e(getClass().getSimpleName(), String.format("on bind,intent = %s", intent.toString()));
        return mBookManager;
    }
}

整體的代碼結構很清晰，大致可以分爲三塊：第一塊是 初始化 。在 onCreate() 方法裏面我進行了一些數據的初始化操作。第二塊是 重寫 BookManager.Stub 中的方法 。在這裏面提供AIDL裏面定義的方法接口的具體實現邏輯。第三塊是 重寫 onBind() 方法 。在裏面返回寫好的 BookManager.Stub 。

接下來在 Manefest 文件裏面註冊這個我們寫好的 Service ，這個不寫的話我們前面做的工作都是無用功：

<service
    android:name=".service.AIDLService"
    android:exported="true">
        <intent-filter>
            <action android:name="com.lypeer.aidl"/>
            <category android:name="android.intent.category.DEFAULT"/>
        </intent-filter>
</service>

到這裏我們的服務端代碼就編寫完畢了，如果你對裏面的一些地方感覺有些陌生或者根本不知所云的話，說明你對 Service 相關的知識已經有些遺忘了，建議再去看看這兩篇博文： Android中的Service：默默的奉獻者 (1) ， Android中的Service：Binder，Messenger，AIDL（2） 。

4.5、編寫客戶端代碼

前面說過，在客戶端我們要完成的工作主要是調用服務端的方法，但是在那之前，我們首先要連接上服務端，完整的客戶端代碼是這樣的：

/**
 * 客戶端的AIDLActivity.java
 * 由於測試機的無用debug信息太多，故log都是用的e
 * <p/>
 * Created by lypeer on 2016/7/17.
 */
public class AIDLActivity extends AppCompatActivity {

    //由AIDL文件生成的Java類
    private BookManager mBookManager = null;

    //標誌當前與服務端連接狀況的布爾值，false爲未連接，true爲連接中
    private boolean mBound = false;

    //包含Book對象的list
    private List<Book> mBooks;

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_aidl);
    }

    /**
     * 按鈕的點擊事件，點擊之後調用服務端的addBookIn方法
     *
     * @param view
     */
    public void addBook(View view) {
        //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 (mBookManager == null) return;

        Book book = new Book();
        book.setName("APP研發錄In");
        book.setPrice(30);
        try {
            mBookManager.addBook(book);
            Log.e(getLocalClassName(), book.toString());
        } catch (RemoteException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    /**
     * 嘗試與服務端建立連接
     */
    private void attemptToBindService() {
        Intent intent = new Intent();
        intent.setAction("com.lypeer.aidl");
        intent.setPackage("com.lypeer.ipcserver");
        bindService(intent, mServiceConnection, Context.BIND_AUTO_CREATE);
    }

    @Override
    protected void onStart() {
        super.onStart();
        if (!mBound) {
            attemptToBindService();
        }
    }

    @Override
    protected void onStop() {
        super.onStop();
        if (mBound) {
            unbindService(mServiceConnection);
            mBound = false;
        }
    }

    private ServiceConnection mServiceConnection = new ServiceConnection() {
        @Override
        public void onServiceConnected(ComponentName name, IBinder service) {
            Log.e(getLocalClassName(), "service connected");
            mBookManager = BookManager.Stub.asInterface(service);
            mBound = true;

            if (mBookManager != null) {
                try {
                    mBooks = mBookManager.getBooks();
                    Log.e(getLocalClassName(), mBooks.toString());
                } catch (RemoteException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }

        @Override
        public void onServiceDisconnected(ComponentName name) {
            Log.e(getLocalClassName(), "service disconnected");
            mBound = false;
        }
    };
}

同樣很清晰，首先建立連接，然後在 ServiceConnection 裏面獲取 BookManager 對象，接着通過它來調用服務端的方法。

4.6、開始通信吧！

通過上面的步驟，我們已經完成了所有的前期工作，接下來就可以通過AIDL來進行跨進程通信了！將兩個app同時運行在同一臺手機上，然後調用客戶端的 addBook() 方法，我們會看到服務端的 logcat 信息是這樣的：

//服務端的 log 信息，我把無用的信息頭去掉了，然後給它編了個號
1，on bind,intent = Intent { act=com.lypeer.aidl pkg=com.lypeer.ipcserver }
2，invoking getBooks() method , now the list is : [name : Android開發藝術探索 , price : 28]
3，invoking addBooks() method , now the list is : [name : Android開發藝術探索 , price : 28, name : APP研發錄In , price : 2333]

客戶端的信息是這樣的：

//客戶端的 log 信息
1，service connected
2，[name : Android開發藝術探索 , price : 28]
3，name : APP研發錄In , price : 2333

所有的 log 信息都很正常並且符合預期——這說明我們到這裏爲止的步驟都是正確的，按照上面說的來做是能夠正確的使用AIDL來進行跨進程通信的。

結語

這一篇文章主要介紹了我們在概述裏提到的前三個問題，即：

• 爲什麼要設計AIDL語言？
• AIDL的語法是什麼？
• 如何使用AIDL語言完成跨進程通信？

本來我是準備在這篇文章裏把我那五個問題都講完的，結果寫到這裏發現篇幅已經有些長了，再寫的話可能就少有人有這個耐性讀下去了——那麼寫在後面的這些又有什麼意義呢？於是就乾脆從這裏截斷，將AIDL的工作原理和它的設計思想以及我對於它的這種設計的一些看法放在下一篇博文裏來講述——剛好，有那麼點基礎篇和提高篇的意思，哈哈。

1、源碼分析：AIDL文件是怎麼工作的？

進行到上一篇文章的最後一步，我們已經學會了AIDL的全部用法，接下來讓我們透過現象看本質，研究一下究竟AIDL是如何幫助我們進行跨進程通信的。

我們在上一篇提到過，在寫完AIDL文件後，編譯器會幫我們自動生成一個同名的 .java 文件——也許大家已經發現了，在我們實際編寫客戶端和服務端代碼的過程中，真正協助我們工作的其實是這個文件，而 .aidl 文件從頭到尾都沒有出現過。這樣一來我們就很容易產生一個疑問：難道我們寫AIDL文件的目的其實就是爲了生成這個文件麼？答案是肯定的。事實上，就算我們不寫AIDL文件，直接按照它生成的 .java 文件那樣寫一個 .java 文件出來，在服務端和客戶端中也可以照常使用這個 .java 類來進行跨進程通信。所以說AIDL語言只是在簡化我們寫這個 .java 文件的工作而已，而要研究AIDL是如何幫助我們進行跨進程通信的，其實就是研究這個生成的 .java 文件是如何工作的。

1.1、這個文件在哪兒？

要研究它，首先我們就需要找到它，那麼它在哪兒呢？在這裏：

它在這兒

它的完整路徑是：app->build->generated->source->aidl->debug->com->lypeer->ipcclient->BookManager.java（其中 com.lypeer.ipcclient 是包名，相對應的AIDL文件爲 BookManager.aidl ）。在Android Studio裏面目錄組織方式由默認的 Android 改爲 Project 就可以直接按照文件夾結構訪問到它。

1.2、從應用看原理

和我一貫的分析方式一樣，我們先不去看那些冗雜的源碼，先從它在實際中的應用着手，輔以思考分析，試圖尋找突破點。首先從服務端開始，刨去其他與此無關的東西，從宏觀上我們看看它幹了些啥：

private final BookManager.Stub mBookManager = new BookManager.Stub() {
    @Override
    public List<Book> getBooks() throws RemoteException {
        // getBooks()方法的具體實現
    }

    @Override
    public void addBook(Book book) throws RemoteException {
         // addBook()方法的具體實現
    }
};

public IBinder onBind(Intent intent) {
    return mBookManager;
}

可以看到首先我們是對 BookManager.Stub 裏面的抽象方法進行了重寫——實際上，這些抽象方法正是我們在 AIDL 文件裏面定義的那些。也就是說，我們在這裏爲我們之前定義的方法提供了具體實現。接着，在 onBind() 方法裏我們將這個 BookManager.Stub 作爲返回值傳了過去。

接着看看客戶端：

private BookManager mBookManager = null;

private ServiceConnection mServiceConnection = new ServiceConnection() {
    @Override
    public void onServiceConnected(ComponentName name, IBinder service) 
        mBookManager = BookManager.Stub.asInterface(service);
        //省略
    }
    @Override
    public void onServiceDisconnected(ComponentName name) {
       //省略
    }
};

public void addBook(View view) {
   //省略
   mBookManager.addBook(book);
}

簡單的來說，客戶端就做了這些事：獲取 BookManager 對象，然後調用它裏面的方法。

現在結合服務端與客戶端做的事情，好好思考一下，我們會發現這樣一個怪事情：它們配合的如此緊密，以至於它們之間的交互竟像是同一個進程中的兩個類那麼自然！大家可以回想下平時項目裏的接口回調，基本流程與此一般無二。明明是在兩個線程裏面，數據不能直接互通，何以他們能交流的如此愉快呢？答案在 BookManager.java 裏。

1.3、從客戶端開始

一點開 BookManager.java ，我發現的第一件事是：BookManager 是一個接口類！一看到它是個接口，我就知道，突破口有了。爲什麼呢？接口意味着什麼？方法都沒有具體實現。但是明明在客戶端裏面我們調用了 mBookManager.addBook() ！那麼就說明我們在客戶端裏面用到的 BookManager 絕不僅僅是 BookManager，而是它的一個實現類！那麼我們就可以從這個實現類入手，看看在我們的客戶端調用 addBook() 方法的時候，究竟 BookManager 在背後幫我們完成了哪些操作。首先看下客戶端的 BookManager 對象是怎麼來的：

public void onServiceConnected(ComponentName name, IBinder service) 
    mBookManager = BookManager.Stub.asInterface(service);
}

在這裏我首先注意到的是方法的傳參：IBinder service 。這是個什麼東西呢？通過調試，我們可以發現，這是個 BinderProxy 對象。但隨後我們會驚訝的發現：Java中並沒有這個類！似乎研究就此陷入了僵局——其實不然。在這裏我們沒辦法進一步的探究下去，那我們就先把這個問題存疑，從後面它的一些應用來推測關於它的更多的東西。

接下來順藤摸瓜去看下這個 BookManager.Stub.asInterface() 是怎麼回事：

public static com.lypeer.ipcclient.BookManager asInterface(android.os.IBinder obj) {
    //驗空
    if ((obj == null)) {
        return null;
    }
    //DESCRIPTOR = "com.lypeer.ipcclient.BookManager"，搜索本地是否已經
    //有可用的對象了，如果有就將其返回
    android.os.IInterface iin = obj.queryLocalInterface(DESCRIPTOR);
    if (((iin != null) && (iin instanceof com.lypeer.ipcclient.BookManager))) {
        return ((com.lypeer.ipcclient.BookManager) iin);
    }
    //如果本地沒有的話就新建一個返回
    return new com.lypeer.ipcclient.BookManager.Stub.Proxy(obj);
}

方法裏首先進行了驗空，這個很正常。第二步操作是調用了 queryLocalInterface() 方法，這個方法是 IBinder 接口裏面的一個方法，而這裏傳進來的 IBinder 對象就是上文我們提到過的那個 service 對象。由於對 service 對象我們還沒有一個很清晰的認識，這裏也沒法深究這個queryLocalInterface() 方法：它是 IBinder 接口裏面的一個方法，那麼顯然，具體實現是在 service 的裏面的，我們無從窺探。但是望文生義我們也能體會到它的作用，這裏就姑且這麼理解吧。第三步是創建了一個對象返回——很顯然，這就是我們的目標，那個實現了 BookManager 接口的實現類。果斷去看這個 BookManager.Stub.Proxy 類：

private static class Proxy implements com.lypeer.ipcclient.BookManager {
    private android.os.IBinder mRemote;

    Proxy(android.os.IBinder remote) {
        //此處的 remote 正是前面我們提到的 IBinder service
        mRemote = remote;
    }

    @Override
    public java.util.List<com.lypeer.ipcclient.Book> getBooks() throws android.os.RemoteException {
        //省略
    }

    @Override
    public void addBook(com.lypeer.ipcclient.Book book) throws android.os.RemoteException {
        //省略
    }
    //省略部分方法
}

看到這裏，我們幾乎可以確定：Proxy 類確實是我們的目標，客戶端最終通過這個類與服務端進行通信。

那麼接下來看看 getBooks() 方法裏面具體做了什麼：

@Override
public java.util.List<com.lypeer.ipcclient.Book> getBooks() throws android.os.RemoteException {
    //很容易可以分析出來，_data用來存儲流向服務端的數據流，
    //_reply用來存儲服務端流回客戶端的數據流
    android.os.Parcel _data = android.os.Parcel.obtain();
    android.os.Parcel _reply = android.os.Parcel.obtain();
    java.util.List<com.lypeer.ipcclient.Book> _result;
    try {
        _data.writeInterfaceToken(DESCRIPTOR);
        //調用 transact() 方法將方法id和兩個 Parcel 容器傳過去
        mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_getBooks, _data, _reply, 0);
        _reply.readException();
        //從_reply中取出服務端執行方法的結果
        _result = _reply.createTypedArrayList(com.lypeer.ipcclient.Book.CREATOR);
    } finally {
        _reply.recycle();
        _data.recycle();
    }
    //將結果返回
    return _result;
}

在這段代碼裏有幾個需要說明的地方，不然容易看得雲裏霧裏的：

• 關於 _data 與 _reply 對象：一般來說，我們會將方法的傳參的數據存入_data 中，而將方法的返回值的數據存入 _reply 中——在沒涉及定向 tag 的情況下。如果涉及了定向 tag ，情況將會變得稍微複雜些，具體是怎麼回事請參見這篇博文：你真的理解AIDL中的in，out，inout麼？
• 關於 Parcel ：簡單的來說，Parcel 是一個用來存放和讀取數據的容器。我們可以用它來進行客戶端和服務端之間的數據傳輸，當然，它能傳輸的只能是可序列化的數據。具體 Parcel 的使用方法和相關原理可以參見這篇文章：Android中Parcel的分析以及使用
• 關於 transact() 方法：這是客戶端和服務端通信的核心方法。調用這個方法之後，客戶端將會掛起當前線程，等候服務端執行完相關任務後通知並接收返回的 _reply 數據流。關於這個方法的傳參，這裏有兩點需要說明的地方：
  • 方法 ID ：transact() 方法的第一個參數是一個方法 ID ，這個是客戶端與服務端約定好的給方法的編碼，彼此一一對應。在AIDL文件轉化爲 .java 文件的時候，系統將會自動給AIDL文件裏面的每一個方法自動分配一個方法 ID。
  • 第四個參數：transact() 方法的第四個參數是一個 int 值，它的作用是設置進行 IPC 的模式，爲 0 表示數據可以雙向流通，即 _reply 流可以正常的攜帶數據回來，如果爲 1 的話那麼數據將只能單向流通，從服務端回來的 _reply 流將不攜帶任何數據。
    注：AIDL生成的 .java 文件的這個參數均爲 0。

上面的這些如果要去一步步探究出結果的話也不是不可以，但是那將會涉及到 Binder 機制裏比較底層的東西，一點點說完勢必會將文章的重心帶偏，那樣就不好了——所以我就直接以上帝視角把結論給出來了。

另外的那個 addBook() 方法我就不去分析了，殊途同歸，只是由於它涉及到了定向 tag ，所以有那麼一點點的不一樣，有興趣的讀者可以自己去試着閱讀一下。接下來我總結一下在 Proxy 類的方法裏面一般的工作流程：

• 1，生成 _data 和 _reply 數據流，並向 _data 中存入客戶端的數據。
• 2，通過 transact() 方法將它們傳遞給服務端，並請求服務端調用指定方法。
• 3，接收 _reply 數據流，並從中取出服務端傳回來的數據。

縱觀客戶端的所有行爲，我們不難發現，其實一開始我們不能理解的那個 IBinder service 恰恰是客戶端與服務端通信的靈魂人物——正是通過用它調用的 transact() 方法，我們得以將客戶端的數據和請求發送到服務端去。從這個角度來看，這個 service 就像是服務端在客戶端的代理一樣——你想要找服務端？要傳數據過去？行啊！你來找我，我給你把數據送過去——而 BookManager.java 中的那個 Proxy 類，就只能淪爲二級代理了，我們在外部通過它來調動 service 對象。

至此，客戶端在 IPC 中進行的工作已經分析完了，接下來我們看一下服務端。

1.4，接着看服務端

前面說了客戶端通過調用 transact() 方法將數據和請求發送過去，那麼理所當然的，服務端應當有一個方法來接收這些傳過來的東西：在 BookManager.java 裏面我們可以很輕易的找到一個叫做 onTransact() 的方法——看這名字就知道，多半和它脫不了關係，再一看它的傳參

(int code, android.os.Parcel data, android.os.Parcel reply, int flags) ——和 transact() 方法的傳參是一樣的！如果說他們沒有什麼 py 交易把我眼珠子挖出來當泡踩！下面來看看它是怎麼做的：

@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_getBooks: {
            //省略
            return true;
        }
        case TRANSACTION_addBook: {
            //省略
            return true;
        }
    }
    return super.onTransact(code, data, reply, flags);
}

可以看到，它在接收了客戶端的 transact() 方法傳過來的參數後，什麼廢話都沒說就直接進入了一個 switch 選擇：根據傳進來的方法 ID 不同執行不同的操作。接下來看一下每個方法裏面它具體做了些什麼，以 getBooks() 方法爲例：

case TRANSACTION_getBooks: {
    data.enforceInterface(DESCRIPTOR);
    //調用 this.getBooks() 方法，在這裏開始執行具體的事務邏輯
    //result 列表爲調用 getBooks() 方法的返回值
    java.util.List<com.lypeer.ipcclient.Book> _result = this.getBooks();
    reply.writeNoException();
    //將方法執行的結果寫入 reply ，
    reply.writeTypedList(_result);
    return true;
}

非常的簡單直了，直接調用服務端這邊的具體方法實現，然後獲取返回值並將其寫入 reply 流——當然，這是由於這個方法沒有傳入參數並且不涉及定向 tag 的關係，不然還會涉及到將傳入參數從 data 中讀取出來，以及針對定向 tag 的操作，具體的可以參考這篇博文：你真的理解AIDL中的in，out，inout麼？。

另外，還有一個問題，有些讀者可能會疑惑，爲什麼這裏沒有看到關於將 reply 回傳到客戶端的相關代碼？事實上，在客戶端我們也沒有看到它將相關參數傳向服務端的相關代碼——它只是把這些參數都傳入了一個方法，其中過程同樣是對我們隱藏的——服務端也同樣，在執行完 return true 之後系統將會把 reply 流傳回客戶端，具體是怎麼做的就不足爲外人道也了。不知道大家發現了沒有，通過隱藏了這些細節，我們在 transact() 與 onTransact() 之間的調用以及數據傳送看起來就像是發生在同一個進程甚至同一個類裏面一樣。我們的操作就像是在一條直線上面走，根本感受不出來其中原來有過曲折——也許這套機制在設計之初，就是爲了達到這樣的目的。

分析到這裏，服務端的工作我們也分析的差不多了，下面我們總結一下服務端的一般工作流程：

• 1，獲取客戶端傳過來的數據，根據方法 ID 執行相應操作。
• 2，將傳過來的數據取出來，調用本地寫好的對應方法。
• 3，將需要回傳的數據寫入 reply 流，傳回客戶端。

1.5，總結

現在我們已經完成了 BookManager.java 幾乎所有的分析工作，接下來我想用兩張圖片來做一個總結。第一張是它的 UML 結構圖：

AIDL的結構

第二張是客戶端與服務端使用其進行 IPC 的工作流程：

AIDL的工作流程

剩下的就大家自己體味一下吧——如果前面的東西你看懂了，這裏有沒有我說的幾句總結都差不多；如果前面你看的似懂非懂，看看這兩張圖片也就懂了；如果前面你幾乎沒有看懂，那麼我寫幾句總結你還是看不懂。。。

2、爲什麼要這樣設計？

這個問題可以拆分成兩個子問題：

• 爲什麼AIDL的語法要這樣設計？
• 爲什麼它生成的 .java 文件的結構要這樣設計？

首先我有一個總的觀點：在程序設計領域，任何的解決方案，無非是基於需求和性能兩方面的考慮。首先是保證把需求完成，在這個大前提下保證性能最佳——這裏的性能，就包括了代碼的健壯性，可維護性等等林林總總的東西。

關於AIDL的語法爲什麼要這麼設計，其實沒有太大的研究的必要——因爲他的語法實際上和 Java 沒有多大區別，區別的地方也很容易想通，多是因爲一些很顯然的原因而不得不那樣做。接下來我主要分析一下 BookManager.java 的設計之道。首先我們要明確需求：

• 基本需求當然是實現 IPC 。
• 在此基礎上要儘可能的對開發者友好，即使用方便，且最好讓開發者有那種在同一個進程中調用方法傳輸數據的爽感。

既然要實現 IPC ，一些核心的要素就不能少，比如客戶端接收到的 IBinder service ，比如 transact() 方法，比如 onTransact() 方法——但是能讓開發者察覺到這些這些東西的存在甚至自己寫這些東西麼？不能。爲什麼？因爲這些東西做的事情其實非常的單調，無非就是那麼幾步，但是偏偏又涉及到很多對數據的寫入讀出的操作——涉及到數據流的東西一般都很繁瑣。把這些東西暴露出去顯然是不合適的，還是建立一套模板把它封裝起來比較的好。但是歸根結底，我們實現 IPC 是需要用到它們的，所以我們需要有一種途徑去訪問它們——在這個時候，代理-樁的設計理念就初步成型了。爲了達到我們的目的，我們可以在客戶端建立一個服務端的代理，在服務端建立一個客戶端的樁，這樣一來，客戶端有什麼需求可以直接跟代理說，代理跟它說你等等，我馬上給你處理，然後它就告訴樁，客戶端有這個需求了，樁就馬上讓服務端開始執行相應的事件，在執行結束後再通過樁把結果告訴代理，代理最後把結果給客戶端。這樣一來，客戶端以爲代理就是服務端，並且事實上它也只與代理進行了交互，而客戶端與代理是在同一個進程中的，在服務端那邊亦然——通過這種方式，我們就可以讓客戶端與服務端的通信看上去簡單無比，像是從頭到尾我們都在一個進程中工作一樣。

在上面的設計思想指導之下，BookManager.java 爲什麼是我們看到的這個樣子就很清楚明白了。

3、有沒有更好的方式來完成 IPC ?

首先我要闡述的觀點是：如果你對這篇文章中上面敘述的那些內容有一定的掌握與理解了的話，完全脫離AIDL來手動書寫客戶端與服務端的相關文件來進行 IPC 是絕對沒有問題的。並且在瞭解了 IPC 得以進行的根本之後，你甚至完全沒有必要照着 BookManager.java 來寫，只要那幾個點在，你想怎麼寫就怎麼寫。

但是要說明的是，相較於使用AIDL來進行IPC，手動實現基本上是沒有什麼優勢的。畢竟AIDL是一門用來簡化我們的工作的語言，用它確實可以省很多事。

那麼現在除了AIDL與自己手動寫，有沒有其他的方式來進行 IPC 呢？答案是：有的。前段時間餓了麼（這不算打廣告吧。。。畢竟沒有利益相關，只是純粹的討論技術）的一個工程師開源了一套 IPC 的框架，地址在這裏：Hermes。這套框架的核心還是 IBinder service , transact() ，onTransact() 那些東西（事實上，任何和IPC有關的操作最終都還是要落在這些東西上面），但是他採取了一種巧妙的方式來實現：在服務端開啓了一條默認進程，讓這條進程來負責所有針對服務端的請求，同時採用註解的方式來註冊類和方法，使得客戶端能用這種形式和服務端建立約定，並且，這個框架對綁定service的那些細節隱藏的比較好，我們甚至都不需要在服務端寫service，在客戶端調用 bindService了——三管齊下，使得我們可以遠離以前那些煩人的有關service的操作了。但是也並不是說這套框架就完全超越了AIDL，在某些方面它也有一些不足。比如，不知道是他的那個 Readme 寫的太晦澀了還是怎麼回事，我覺得使用它需要付出的學習成本還是比較大的；另外，在這套框架裏面是將所有傳向服務端的數據都放在一個 Mail 類裏面的，而這個類的傳輸方式相當於AIDL裏面定向 tag 爲 in 的情況——也就是說，不要再想像AIDL裏面那樣客戶端數據還能在服務端完成操作之後同步變化了。更多的東西我也還沒看出來，還沒用過這個框架，只是簡單的看了下它的源碼，不過總的來說能過看出來的是作者寫的很用心，作者本身的Android功底也很強大，至少不知道比我強大到哪裏去了......另外，想微微的吐槽一下，爲什麼這個框架用來進行IPC的核心類 IHermesService 裏面長得和AIDL生成的 .java 一模一樣啊一模一樣......

總之，我想說的就是，雖然已經有AIDL了，但是並不意味着就不會出現比它更好的實現了——不止在這裏是這樣，這個觀點可以推廣到所有領域。

結語

這篇文章說是學習AIDL的，其實大部分的內容都是在通過AIDL生成的那個.java 文件講 IPC 相關的知識——其實也就是 Binder 機制的利用的一部分——這也是爲什麼文中其實有很多地方沒有深入下去講，而是匆匆忙忙的給出了結論，因爲再往下就不是應用層的東西了，講起來比較麻煩，而且容易把人看煩。

講到這裏，基本上關於Android裏面 IPC 相關的東西都已經講得差不多了，如果你是從我寫的Android中的Service：默默的奉獻者 (1) --> Android中的Service：Binder，Messenger，AIDL（2） --> Android：學習AIDL，這一篇文章就夠了(上) --> 現在這篇，這樣一路看下來，並且是認真的看下來的話，基本上這一塊的問題都難不倒你了。

另外，除了知識，我更希望通過我的博文傳遞的是一些解決問題分析問題的思路或者說是方法，所以我的很多博文都重在敘述思考過程而不是闡述結果——這樣有好處也有壞處，好處是如果看懂了，能夠收穫更多，壞處是，大部分人都沒有那個耐性慢慢的來看懂它，畢竟這需要思考，而當前很多的人都已經沒有思考的時間，甚至喪失思考的能力了。

謝謝大家。

另：關於脫離AIDL自己寫IPC的代碼，我自己寫了一份，大家可以聊作參考，傳送門。