Android使用AIDL实现进程间通信
为使应用程序之间能够彼此通信,Android提供了IPC (Inter Process Communication,进程间通信)的一种独特实现: AIDL (Android Interface Definition Language, Android接口定义语言)。
在Android中,每个应用(Application)执行在它自己的进程中,无法直接调用到其他应用的资源,这也符合“沙箱”的理念。因此,在Android中,当一个应用被执行时,一些操作是被限制的,比如访问内存,访问传感器,等等。这样做可以最大化地保护系统,免得应用程序“为所欲为”。那我们有时需要在应用间交互,怎么办呢?于是,Android需要实现IPC协议。然而,这个协议还是有点复杂,主要因为需要实现数据管理系统(在进程或线程间传递数据)。为了暂时减缓这个麻烦,Android为我们实现了自己的IPC,也就是是AIDL 。
AIDL(Android Interface Definition Language)是一种接口定义语言,编译器通过*.aidl文件的描述信息生成符合通信协议的Java代码,我们无需自己去写这段繁杂的代码,只需要在需要的时候调用即可,通过这种方式我们就可以完成进程间的通信工作。
AIDL是IPC的一个轻量级实现,用了对于Java开发者来说很熟悉的语法。Android也提供了一个工具,可以自动创建Stub(类构架,类骨架)。当我们需要在应用间通信时,我们需要按以下几步走:
1. 定义一个AIDL接口
2. 为远程服务(Service)实现对应Stub
3. 将服务“暴露”给客户程序使用
4. 客户端调用
接下来,我就演示一个操作AIDL的最基本的流程。
一、创建工程
首先,我们需要建立一个服务端的工程,如图所以:
在com.scott.aidl这个包中,新建一个普通文件(New->File),取名为IPerson.aidl。在这个文件中定义了一个“问候”的方法:
package com.scott.aidl; interface IPerson { String greet(String someone); }一旦文件被保存,Android的AIDL工具会在gen/com/scott/aidl这个文件夹里自动生成对应的IPerson.java这个文件。因为是自动生成的,所以无需改动。这个文件里就包含了Stub,我们接下来要为我们的远程服务实现这个Stub。格式化后的代码:
package com.scott.aidl; public interface IPerson extends android.os.IInterface { /** Local-side IPC implementation stub class. */ public static abstract class Stub extends android.os.Binder implements com.scott.aidl.IPerson { private static final java.lang.String DESCRIPTOR = "com.scott.aidl.IPerson"; /** Construct the stub at attach it to the interface. */ public Stub() { this.attachInterface(this, DESCRIPTOR); } /** * Cast an IBinder object into an com.scott.aidl.IPerson interface, * generating a proxy if needed. */ public static com.scott.aidl.IPerson asInterface(android.os.IBinder obj) { if ((obj == null)) { return null; } android.os.IInterface iin = (android.os.IInterface) obj.queryLocalInterface(DESCRIPTOR); if (((iin != null) && (iin instanceof com.scott.aidl.IPerson))) { return ((com.scott.aidl.IPerson) iin); } return new com.scott.aidl.IPerson.Stub.Proxy(obj); } 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_greet: { data.enforceInterface(DESCRIPTOR); java.lang.String _arg0; _arg0 = data.readString(); java.lang.String _result = this.greet(_arg0); reply.writeNoException(); reply.writeString(_result); return true; } } return super.onTransact(code, data, reply, flags); } private static class Proxy implements com.scott.aidl.IPerson { private android.os.IBinder mRemote; Proxy(android.os.IBinder remote) { mRemote = remote; } public android.os.IBinder asBinder() { return mRemote; } public java.lang.String getInterfaceDescriptor() { return DESCRIPTOR; } public java.lang.String greet(java.lang.String someone) throws android.os.RemoteException { android.os.Parcel _data = android.os.Parcel.obtain(); android.os.Parcel _reply = android.os.Parcel.obtain(); java.lang.String _result; try { _data.writeInterfaceToken(DESCRIPTOR); _data.writeString(someone); mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_greet, _data, _reply, 0); _reply.readException(); _result = _reply.readString(); } finally { _reply.recycle(); _data.recycle(); } return _result; } } static final int TRANSACTION_greet = (android.os.IBinder.FIRST_CALL_TRANSACTION + 0); } public java.lang.String greet(java.lang.String someone) throws android.os.RemoteException; }
该文件的大纲视图如下:
IPerson接口中的抽象内部类Stub继承android.os.Binder类并实现aidl文件中的IPerson接口,比较重要的方法是asInterface(IBinder)方法,该方法会将IBinder类型的对象转换成IPerson类型,必要的时候生成一个代理对象返回结果。
二、实现远程服务
首先我们在com.scott.aidl这个包中新建一个类,取名叫AIDLService.java。
package com.scott.server; import android.app.Service; import android.content.Intent; import android.os.IBinder; import android.os.RemoteException; import android.util.Log; import com.scott.aidl.IPerson; public class AIDLService extends Service { private static final String TAG = "AIDLService"; IPerson.Stub stub = new IPerson.Stub() { @Override public String greet(String someone) throws RemoteException { Log.i(TAG, "greet() called"); return "hello, " + someone; } }; @Override public IBinder onBind(Intent intent) { Log.i(TAG, "onBind() called"); return stub; } @Override public boolean onUnbind(Intent intent) { Log.i(TAG, "onUnbind() called"); return true; } @Override public void onDestroy() { super.onDestroy(); Log.i(TAG, "onDestroy() called"); } }为了 实现我们 的服务,我们需要让 这个 类中的onBind方法返回一个IBinder类的对象(stub的实例),这样一来调用方获取的IPerson.Stub就是我们的这个实例。这个IBinder类的对象就代表了远程服务的实现。为了实现这个服务,我们要用到自动生成的子类IPerson.Stub。在其中,我们也必须实现我们之前在AIDL文件中定义的greet方法 。
当然,要想让Service生效,我们还需要在AndroidManifest.xml中做一些配置工作,以便其他进程访问:
<service android:name=".AIDLService"> <intent-filter> <action android:name="android.intent.action.AIDLService" /> <category android:name="android.intent.category.DEFAULT" /> </intent-filter> </service>至此服务端已经完成。
三、客户端调用
接下来我们就该完成客户端的工作了。我已经建好了一个客户端工程,如图:
我们只需要把IPerson.aidl文件拷到相应的目录中即可,编译器同样会生成相对应的IPerson.java文件,这一部分和服务端没什么区别。这样一来,服务端和客户端就在通信协议上达到了统一。我们主要工作在MainActivity中完成。
package com.scott.client; import android.app.Activity; import android.content.ComponentName; import android.content.Context; import android.content.Intent; import android.content.ServiceConnection; import android.os.Bundle; import android.os.IBinder; import android.os.RemoteException; import android.util.Log; import android.view.View; import android.widget.Button; import android.widget.Toast; import com.scott.aidl.IPerson; public class MainActivity extends Activity { private Button bindBtn; private Button greetBtn; private Button unbindBtn; private IPerson person; private ServiceConnection conn = new ServiceConnection() { @Override public void onServiceConnected(ComponentName name, IBinder service) { Log.i("ServiceConnection", "onServiceConnected() called"); person = IPerson.Stub.asInterface(service); } @Override public void onServiceDisconnected(ComponentName name) { //This is called when the connection with the service has been unexpectedly disconnected, //that is, its process crashed. Because it is running in our same process, we should never see this happen. Log.i("ServiceConnection", "onServiceDisconnected() called"); } }; @Override public void onCreate(Bundle savedInstanceState) { super.onCreate(savedInstanceState); setContentView(R.layout.main); bindBtn = (Button) findViewById(R.id.bindBtn); bindBtn.setOnClickListener(new View.OnClickListener() { @Override public void onClick(View v) { Intent intent = new Intent("android.intent.action.AIDLService"); bindService(intent, conn, Context.BIND_AUTO_CREATE); bindBtn.setEnabled(false); greetBtn.setEnabled(true); unbindBtn.setEnabled(true); } }); greetBtn = (Button) findViewById(R.id.greetBtn); greetBtn.setOnClickListener(new View.OnClickListener() { @Override public void onClick(View v) { try { String retVal = person.greet("scott"); Toast.makeText(MainActivity.this, retVal, Toast.LENGTH_SHORT).show(); } catch (RemoteException e) { Toast.makeText(MainActivity.this, "error", Toast.LENGTH_SHORT).show(); } } }); unbindBtn = (Button) findViewById(R.id.unbindBtn); unbindBtn.setOnClickListener(new View.OnClickListener() { @Override public void onClick(View v) { unbindService(conn); bindBtn.setEnabled(true); greetBtn.setEnabled(false); unbindBtn.setEnabled(false); } }); } }
从代码中可以看到,我们要重写ServiceConnection中的onServiceConnected方法将IBinder类型的对像转换成我们的IPerson类型。
到现在我们就剩下最后一个步骤了,这个环节也是最为关键的,就是绑定我们需要的服务。我们通过服务端Service定义的“android.intent.action.AIDLService”这个标识符来绑定其服务,这样客户端和服务端就实现了通信的连接,我们就可以调用IPerson中的“问候”方法了。
四、结果展示
最后,贴几张客户端演示过程图。
按照顺序分别是:初始界面;点击bindService后界面;点击greet后界面;点击unbindService后界面。
操作过程中的日志如下:
五、总结
AIDL支持的数据类型与Java接口支持的数据类型有些不同:
1. 所有基础类型(int, char, 等)
2. String,List,Map,CharSequence等类
3. 其他AIDL接口类型
4. 所有Parcelable的类
AIDL的最终效果就是让IPC的通讯就像调用函数那样简单。自动的帮你完成了参数序列化发送以及解析返回数据的那一系列麻烦。而你所需要做的就是写上一个接口文件,然后利用aidl工具转化一下得到另一个java文件,这个文件在服务和客户端程序各放一份。服务程序继承IxxxxService.Stub然后将函数接口里面的逻辑代码实现一下。
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