Android(安卓)跨进程通信基础

Android跨进程通信基础——Binder, BinderProxy, parcel, parcelable, Stub, Stub.Proxy(该文章最早于2013年6月7日发表于有道云笔记进入阅读)

百度、google 过很多文章，都没能找到能够从 API 使用者角度简单描述 Binder，BinderProxy，Parcel，Parcelable，Stub，Stub.Proxy 之间关系的文章，要么高深莫测，要么混乱不清。最终决定还是自己动手，看源码，看文档，现总结如下：

Binder，BinderProxy 形成了进程间通信的基础，相当于公路桥梁；

Parcel 在 IBinder 基础上传输数据，相当于运输工具；

Parcelable基本数据类型和实现了 Parcelable接口的复合数据类型才可被 Parcel 传输，相当于摆放整齐、安检合格的货物；

Stub，Stub.Proxy 实现跨进程调用的接口，相当于收发货方。

注：Binder，BinderProxy 都实现了IBinder接口

下面以 Activity 与 Service 通信为例来分析其运行机制。

示例目的：通过跨进程调用方式在Activity 进程端调用 Service进程端的方法。这些方法由接口RemoteSSO 定义。这里假设两者是运行在不同进程的（也可以运行在相同进程，具体因配置而不同）。

代码实现

1、定义RemoteSSO.aidl 文件：

packagecom.sina.sso;interfaceRemoteSSO{StringgetPackageName();StringgetActivityName();}

2、ADT会在gen目录下生成RemoteSSO.java文件如下：

/**Thisfileisauto-generated.DONOTMODIFY.*Originalfile:D:\\workspace_android\\IeltsPraBook\\src\\com\\sina\\sso\\RemoteSSO.aidl*/packagecom.sina.sso;publicinterfaceRemoteSSOextendsandroid.os.IInterface{/**Local-sideIPCimplementationstubclass.*/publicstaticabstractclassStubextendsandroid.os.Binderimplementscom.sina.sso.RemoteSSO{privatestaticfinaljava.lang.StringDESCRIPTOR="com.sina.sso.RemoteSSO";/**Constructthestubatattachittotheinterface.*/publicStub(){this.attachInterface(this,DESCRIPTOR);}/***CastanIBinderobjectintoancom.sina.sso.RemoteSSOinterface,*generatingaproxyifneeded.*/publicstaticcom.sina.sso.RemoteSSOasInterface(android.os.IBinderobj){if((obj==null)){returnnull;}android.os.IInterfaceiin=obj.queryLocalInterface(DESCRIPTOR);if(((iin!=null)&&(iininstanceofcom.sina.sso.RemoteSSO))){return((com.sina.sso.RemoteSSO)iin);}returnnewcom.sina.sso.RemoteSSO.Stub.Proxy(obj);}@Overridepublicandroid.os.IBinderasBinder(){returnthis;}@OverridepublicbooleanonTransact(intcode,android.os.Parceldata,android.os.Parcelreply,intflags)throwsandroid.os.RemoteException{switch(code){caseINTERFACE_TRANSACTION:{reply.writeString(DESCRIPTOR);returntrue;}caseTRANSACTION_getPackageName:{data.enforceInterface(DESCRIPTOR);java.lang.String_result=this.getPackageName();reply.writeNoException();reply.writeString(_result);returntrue;}caseTRANSACTION_getActivityName:{data.enforceInterface(DESCRIPTOR);java.lang.String_result=this.getActivityName();reply.writeNoException();reply.writeString(_result);returntrue;}}returnsuper.onTransact(code,data,reply,flags);}privatestaticclassProxyimplementscom.sina.sso.RemoteSSO{privateandroid.os.IBindermRemote;Proxy(android.os.IBinderremote){mRemote=remote;}@Overridepublicandroid.os.IBinderasBinder(){returnmRemote;}publicjava.lang.StringgetInterfaceDescriptor(){returnDESCRIPTOR;}@Overridepublicjava.lang.StringgetPackageName()throwsandroid.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);mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_getPackageName,_data,_reply,0);_reply.readException();_result=_reply.readString();}finally{_reply.recycle();_data.recycle();}return_result;}@Overridepublicjava.lang.StringgetActivityName()throwsandroid.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);mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_getActivityName,_data,_reply,0);_reply.readException();_result=_reply.readString();}finally{_reply.recycle();_data.recycle();}return_result;}}staticfinalintTRANSACTION_getPackageName=(android.os.IBinder.FIRST_CALL_TRANSACTION+0);staticfinalintTRANSACTION_getActivityName=(android.os.IBinder.FIRST_CALL_TRANSACTION+1);}publicjava.lang.StringgetPackageName()throwsandroid.os.RemoteException;publicjava.lang.StringgetActivityName()throwsandroid.os.RemoteException;}

3、定义MyRemoteSSOextendsRemoteSSO.Stub。由于RemoteSSO.Stub 是抽象类，我们应该继承该类并实现相应的功能。这里是以下两方法：

publicjava.lang.StringgetPackageName()throwsandroid.os.RemoteException;publicjava.lang.StringgetActivityName()throwsandroid.os.RemoteException;

4、在 Service 的onBind() 方法里面返回MyRemoteSSO 对象。

5、在 Activity 中调用 bindService()，并在连接后通过以下转换就可以与另一个进程中的 Service 通信，调用相关方法了。

ServiceConnectionmServConnection=newServiceConnection(){@OverridepublicvoidonServiceConnected(ComponentNamename,IBinderbinder){RemoteSSOmInterface=RemoteSSO.Stub.asInterface(binder);...mInterface.getPackageName();mInterface.getActivityName();...}}

至此，通道构造完毕，可以进行跨进程通信了。

运行机制

1、绑定 Service，建立跨进程通信通道

a、Activity 中调用 context.bindService()，Android 通过系统服务来启动或者连接到 Service；

b、系统服务通知Service 回调onBind()方法返回 Binder 对象的一个实例（Binder 对象事实上是RemoteSSO.Stub 的子类对象，而RemoteSSO.Stub 继承自 Binder）；

c、系统服务通知 Activity 进程端生成一个对应的BinderProxy 对象，并作为onServiceConnected(ComponentName name, IBinder binder)方法的回调参数binder，此时我们需要将binder 作为参数手动调用 RemoteSSO.Stub.asInterface(binder) 来获取一个实现了 RemoteSSO接口的代理对象 proxy 以供我们调用，此时通道建立完成，我们可以通过proxy来调用 Service 端的方法了。

由于proxy 是实现了自定义接口 RemoteSSO 的，因此外部看来只是调用了接口方法而不是代理。事实上，proxy 是一个 RemoteSSO.Stub.Proxy 对象的实例，参数binder（BinderProxy对象实例）便作为了proxy的一个变量备用。

Binder 和 BinderProxy是成对的，在进程间用 descriptor 来标记对应关系，descriptor 通常是 RemoteSSO 的全路径名，在自动生成的 RemoteSSO.java 接口中已经自动生成。同时Stub 和Stub.Proxy 也是成对的，Service 端返回的是继承了Binder的Stub 的子类对象实例，而Activity端用来实现调用的接口实例是将BinderProxy作为变量的Stub.Proxy 对象的实例。

2、调用与返回

毕竟，我们的最终目的是通信，这里就是调用方法。那么当我们拿到 RemoteSSO 接口的实例 proxy，调用getPackageName() 的时候，执行过程是怎样的呢？

a、由于proxy 是 RemoteSSO.Stub.Proxy 对象的实例，则 proxy.getPackageName() 便是 RemoteSSO.Stub.Proxy的getPackageName()。

@Overridepublicjava.lang.StringgetPackageName()throwsandroid.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);mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_getPackageName,_data,_reply,0);_reply.readException();_result=_reply.readString();}finally{_reply.recycle();_data.recycle();}return_result;}

该代码是自动生成的。注意这里的mRemote 就是BinderProxy。

b、代理对象 RemoteSSO.Stub.Proxy将方法的参数打包到 Parcel 对象的实例_data 里，并由BinderProxy 调用transact()（见mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_getPackageName, _data, _reply, 0);）通过底层系统级跨进程机制通知 Service 端的Binder（Service.onBind() 返回的RemoteSSO.Stub 子类对象）调用 transact(int code, Parcel data, Parcel reply,int flags)；注意方法名是通过code参数标记的，见常量Stub.TRANSACTION_getPackageName。

c、Binder.transact() 回调RemoteSSO.Stub 的onTransact(int code, android.os.Parcel data, android.os.Parcel reply, int flags)，进而调用自定义接口方法，并将返回值写入到reply 进行打包并返回。这里是getPackageName()，该自定义方法是手动在RemoteSSO.Stub 的子类中实现的（具体要做什么只有自己知道，ADT 不可能帮你生成）。

@OverridepublicbooleanonTransact(intcode,android.os.Parceldata,android.os.Parcelreply,intflags)throwsandroid.os.RemoteException{switch(code){caseINTERFACE_TRANSACTION:{reply.writeString(DESCRIPTOR);returntrue;}caseTRANSACTION_getPackageName:{data.enforceInterface(DESCRIPTOR);java.lang.String_result=this.getPackageName();reply.writeNoException();reply.writeString(_result);returntrue;}caseTRANSACTION_getActivityName:{data.enforceInterface(DESCRIPTOR);java.lang.String_result=this.getActivityName();reply.writeNoException();reply.writeString(_result);returntrue;}}returnsuper.onTransact(code,data,reply,flags);}

注意这里根据code 对方法名的标记找到对应的实际要调用的方法。

d、Binder.transact()、BinderProxy.transact() 一层层返回，即RemoteSSO.Stub.Proxy.getPackageName() 方法的mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_getPackageName, _data, _reply, 0) 方法返回，此时_reply 已经在 Service 进程中被填充了返回值，接下来可以读取该值并返回了。

至此，整个调用过程结束。

FAQ

大家有没有想过，如果调用发生在同一个进程会发生什么？

publicvoidonServiceConnected(ComponentNamename,IBinderbinder){RemoteSSOmInterface=RemoteSSO.Stub.asInterface(binder);...}publicstaticcom.sina.sso.RemoteSSOasInterface(android.os.IBinderobj){if((obj==null)){returnnull;}android.os.IInterfaceiin=obj.queryLocalInterface(DESCRIPTOR);if(((iin!=null)&&(iininstanceofcom.sina.sso.RemoteSSO))){return((com.sina.sso.RemoteSSO)iin);}returnnewcom.sina.sso.RemoteSSO.Stub.Proxy(obj);}

事实上，在同一个进程中onServiceConnected() 的参数binder 是 Binder 对象而不是 BinderProxy 对象，因此在执行asInterface() 的时候返回的是 binder 本身（见obj.queryLocalInterface(DESCRIPTOR);），也就是RemoteSSO.Stub 子类对象，而不是RemoteSSO.Stub.Proxy 对象，此时在执行getPackageName() 时直接就是调用手动实现的该方法，也就是直接调用了Service 端的该方法，而没有绕一个大圈。如果必然是在同一个进程，可以直接这样处理来获得调用接口：

publicvoidonServiceConnected(ComponentNamename,IBinderbinder){RemoteSSOmInterface=(RemoteSSO)binder;...}

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