Android系统中aidl的理解和service的添加

概述

看看官方文档：
AIDL（Android 接口定义语言）与您可能使用过的其他 IDL 类似。您可以利用它定义客户端与服务使用进程间通信 (IPC) 进行相互通信时都认可的编程接口。在 Android 上，一个进程通常无法访问另一个进程的内存。尽管如此，进程需要将其对象分解成操作系统能够识别的原语，并将对象编组成跨越边界的对象。编写执行这一编组操作的代码是一项繁琐的工作，因此 Android 会使用 AIDL 来处理。

看到这我们就知道了aidl是什么了：Android 接口定义语言。它可以实现一种通信服务ipc。既然是语言，那么都支持什么数据类型?

// IMyAidlTestInterface.aidlpackage com.sim.aidlTest;// Declare any non-default types here with import statementsinterface IMyAidlTestInterface {    /**     * Demonstrates some basic types that you can use as parameters         * and return values in AIDL.     * /    void basicTypes(int anInt, long aLong, boolean aBoolean, float aFloat, double aDouble, String aString);   }

这是由AndroidStudio自动生成的aidl，可以看到aidl支持的基本类型。int，long，boolean，float，double，String。
默认情况下，AIDL 支持下列数据类型：

Java 编程语言中的所有原语类型（如 int、long、char、boolean 等等）
String
CharSequence
List
List 中的所有元素都必须是以上列表中支持的数据类型、其他 AIDL 生成的接口或您声明的可打包类型。可选择将 List 用作“通用”类（例如，List）。另一端实际接收的具体类始终是 ArrayList，但生成的方法使用的是 List 接口。
Map
Map 中的所有元素都必须是以上列表中支持的数据类型、其他 AIDL 生成的接口或您声明的可打包类型。不支持通用 Map（如 Map

下面我们来看一下应用层aidl的使用，我认为aidl在使用时主要分为三步：

创建aidl接口
创建服务端
客户端调用

我创建了一个小的demo用来练习aidl的使用，下面是主要的代码：

步骤一：创建aidl接口

package com.sim.aidlTest;// Declare any non-default types here with import statementsinterface IMyAidlInterface {    void testMethod();  }

在接口中我只添加了一个方法。

步骤二：创建服务端

创建一个Service，Service中创建一个类继承AIDL接口中的Stub类并实现Stub中的抽象方法，最后不要忘记在onBind中返回这个类的对象。

public class MyAIDLService extends Service {    private static final String TAG = "MyAIDLService";    private final IMyAidlInterface.Stub mBinder=new IMyAidlInterface.Stub(){        @Override        public void testMethod() throws RemoteException {            Log.d(TAG,"testMethod: this is myAIDLTest");            }     };     @Override     public IBinder onBind(Intent intent) {           } }

步骤三：创建客户端

在客户端中绑定该Service，将Service返回的Binder对象转换成AIDL接口所属的类型，接着直接调用AIDL的方法。

private ServiceConnection mServiceConnection = new ServiceConnection() {    @Override    public void onServiceConnected(ComponentName name, IBinder service) {             Log.e(TAG, "onServiceConnected");         }     @Override    mMyAIDL = null;    }};

btnStartMethod.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {    @Override    public void onClick(View view) {        try {                     mMyAIDL.testMethod();        } catch (RemoteException e) {                    Toast.makeText(MainActivity.this, "服务被异常杀死，请重新开启。", Toast.LENGTH_SHORT).show();             }       }});

其实在系统中使用aidl只需多一步。
需要在Android.mk中加上aidl的路径。
LOCAL_SRC_FILES += aidl路径
以上就是aidl的使用方式。
这样实现的Service是可以跨应用绑定并通信的，只不过在使用时需要注意的是要将这个aidl文件拷贝到另一个应用中，并且要确保包名不能改变，然后就可以在新应用里绑定原应用的Service了。

添加系统服务

但是看完之后感觉，什么时候在系统中一用aidl？还是不是特别清晰。
接下来介绍一下如何添加系统服务。添加系统服务当然还是用到了aidl，所以我也先从添加aidl开始。

步骤1：在frameworks/base/core/java/android/os/目录下添加一个自定义的aidl文件，我添加了一个名为IMyTestSystemService.aidl的文件。

package android.os;interface IMyTestSystemService{    String getTestMethod();}

因为只是测试，所以只添加了一个方法。

步骤2：在frameworks/base/services/core/java/com/android/server/添加与aidl对应的Service文件

package com.android.server;import android.os.IMyTestSystemService;public class MyTestSystemService extends IMyTestSystemService.Stub {    private static String TAG = "MyTestSystemService";    public MyTestSystemService() {}    @Override    public String getTestMethod() {        return TAG+": getTestMethod()";    }}

步骤3：将MyTestSystemService加入到SystemtemServer启动进程。系统服务大都从SystemServer启动，如果想要添加的服务开机就启动那么就需要在SystemServer中添加启动逻辑。

为了方便引用，现在Context.java中添加了一个常量。
public static final String MY_TEST_SYSTEM_SERVICE = “my_test_system”;
然后在
frameworks/base/services/java/com/android/server/SystemServer.java中的startOtherService()方法中添加如下代码：

 try {                Slog.i(TAG,"My Test SystemService");                myTestService = new MyTestSystemService();                ServiceManager.addService(Context.MY_TEST_SYSTEM_SERVICE, myTestService);            } catch (Throwable e) {                Slog.e(TAG, "Failure starting My Test SystemService", e);            }

4.添加Manager文件frameworks/base/core/java/android/app/MyTestManager.java

public class MyTestManager {    IMyTestSystemService mService;    public MyTestManager(Context ctx,IMyTestSystemService service){        mService=service;    }    public String getTestMethod(){        try{            return mService.getTestMethod();        }catch(Exception e){            Log.e("MyTestManager",e.toString());            e.printStackTrace();        }         return null;    }}

在Manager文件中调用Service的方法

5.在SystemServiceRegistry.java中注册服务

registerService(Context. MY_TEST_SYSTEM_SERVICE, MyTestManager.class,                new CachedServiceFetcher() {                    @Override                    public MyTestManager createService(ContextImpl ctx) {                        IBinder b = ServiceManager.getService(Context. MY_TEST_SYSTEM_SERVICE);                        IMyTestSystemService service = IMyTestSystemService.Stub.asInterface(b);                        return new MyTestManager (ctx, service);                    }});

这段代码是添加在SystemServiceRegistry的静态代码块中的

6.在mk文件中添加aidl文件路径

frameworks/base/Android.mk

7.在external/sepolicy/service_contexts中添加：

my_test_system u:object_r:my_test_system_service:s0

8.在external/sepolicy/service.te中添加

service.te主要用来定义我们自己服务的类型，不同厂商的定制可能导致该路径不同在该文件中已经定义了很多service类型，只需要照着画就行了。
type my_test_system_service, system_api_service, system_server_service, service_manager_type;

9.完成上述步骤之后，需要make update-api

然后编译framework.jar，services.jar,以及boot.img。

在替换了新编译的文件后，可以自己进行测试，测试代码如下：

MyTestManager mTestManager = (MyTestManager)getSystemService(Context.MY_TEST_SYSTEM_SERVICE);        Log.e(“xijun","mTestManager : "+mTestManager);        Log.e(“xijun","mTestManager.getTestMethod() = "+mTestManager.getTestMethod());

获取到MyTestManager 对象后，通过调用其内部的方法来验证是否成功。
也可以通过命令 adb shell services list 来获取系统服务列表，查看自定义服务是否存在。

getSystemService()的流程

接下来我想说明一下getSystemService()的流程，在Activity内我们可以直接调用getSystemService()来获得系统服务，由于Activity继承自Context，所以这个方法实际上是Context留出来的接口。
Context源码：
public abstract Object getSystemService(@ServiceName @NonNull String name);
而这个方法的实现是写在ContextImpl里的，源码如下：

public Object getSystemService(String name) {            return SystemServiceRegistry.getSystemService(this, name);    }

SystemServiceRegistry这个类就是我们注册服务的类，其内部实现如下

public static Object getSystemService(ContextImpl ctx, String name) {                ServiceFetcher<?> fetcher = SYSTEM_SERVICE_FETCHERS.get(name);                return fetcher != null ? fetcher.getService(ctx) : null;    }

这里我们可以看到他是从SYSTEM_SERVICE_FETCHERS中取出了一个ServiceFetcher类型的对象。
而在源码中SYSTEM_SERVICE_FETCHERS是一个HashMap，其定义如下

private static final HashMap<?>> SYSTEM_SERVICE_FETCHERS =            new HashMap<?>>();

而向这个Map中put值的方法如下：

private static  void registerService(String serviceName, Class serviceClass,          ServiceFetcher serviceFetcher) {        SYSTEM_SERVICE_NAMES.put(serviceClass, serviceName);        SYSTEM_SERVICE_FETCHERS.put(serviceName, serviceFetcher); }

这个方法就是我们注册服务的方法，也就是说如果想要在getSystemService时找到自定义的服务就需要在此处进行注册。
同时我们也看到这个HashMap中键值是servicename与serviceFetcher对象。这个ServiceFetcher是SystemServiceRegistry类中的一个接口，其内容如下：

static abstract interface ServiceFetcher<T> {        T getService(ContextImpl ctx);}

而我们在注册时传入的是一个CachedServiceFetcher对象，这是实现了ServiceFetcher接口的内部类

static abstract class CachedServiceFetcher<T> implements ServiceFetcher<T> {        private final int mCacheIndex;        public CachedServiceFetcher() {            mCacheIndex = sServiceCacheSize++;        }        @Override        @SuppressWarnings("unchecked")        public final T getService(ContextImpl ctx) {            final Object[] cache = ctx.mServiceCache;            synchronized (cache) {                // Fetch or create the service.                Object service = cache[mCacheIndex];                if (service == null) {                    service = createService(ctx);                    cache[mCacheIndex] = service;                }                return (T)service;            }        }        public abstract T createService(ContextImpl ctx);    }

我们在创建CachedServiceFetcher时实现了其CreateService方法，SystemServiceRegistry中getSystemService()方法中调用到fetcher.getService(ctx)时，就会执行createService方法，也就是在这时创建了MyTestManager对象

总结

aidl的使用我认为可以把它分为两类：
一种是我们在应用层开发中的关于两个应用之间进程互相调用。
一种是系统开发中的进程间信息通讯。比如内核层面的进程和应用之间的调用。

比如添加系统服务这种。是系统开发之后供第三方应用调用。像上面模拟的getSystemService调用。提供了接口，让所有第三方调用。
但是为什么用这种方法，第三方应用而不是直接用Jni来直接调取？其实系统提供的这种getSystemService是提供给众多第三方的应用的。如果用Jni这种，只是会和其中的某一个第三方调用，其他第三方应用并没有提供接口来调用。
这是我的理解，如有错误之处，敬请指出。

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