Android Binder Android Binder的原理与使用
板砖不得颈椎病 人气:0想了解Android Binder的原理与使用的相关内容吗，板砖不得颈椎病在本文为您仔细讲解Android Binder的相关知识和一些Code实例，欢迎阅读和指正，我们先划重点：Android,Binder原理,Android,Binder使用，下面大家一起来学习吧。
前言
Binder是安卓中实现IPC（进程间通信的）常用手段，四大组件之间的跨进程通信也是利用Binder实现的，Binder是学习四大组件工作原理的的一个重要基础。 好多文章都会深入C代码去介绍Binder的工作流程，没点水平真的难以理解，本文不会太深入底层去剖析原理，尽可能较为简单的让大家了解Binder是怎么工作的。
Binder的使用
在介绍Binder原理之前，我们先来看看在安卓中怎么使用Binder来进程间通信。 在使用之前我们先来介绍Binder的几个方法：
public final boolean transact(int code, Parcel data, Parcel reply, int flags)
protected boolean onTransact(int code, Parcel data, Parcel reply, int flags)
这两个方法分别代表了客户端和服务端，transact用来发送消息，onTransact负责接收transact传过来的消息，这一点很容易理解。
- code 方法标识符，在相同进程中，我们很容易的通过方法调用来执行我们的目标方法，但是在不同的进程间，方法调用的方式就不能再用了，所以我们使用code来表示远程调用函数的标识。这个标识必须介于FIRST_CALL_TRANSACTION（0x00000001）和LAST_CALL_TRANSACTION（0x00ffffff）之间。
- data Parcel类型的数据包，要传给客户端的请求参数。
- reply 如果客户端需要返回值，则reply就是服务端返回的数据。
- flags 用来区分这个调用是普通调用还是单程调用，普通调用时，Client端线程会阻塞，直到从Server端接收到返回值，若flag==IBinder.FLAG_ONEWAY，则这次调用是单程调用，Client在传出数据后会立即执行下一段代码，此时两端异步执行，单程调用时函数返回值必须为void （也就是单程调用必须舍弃返回值，要返回值就必须阻塞等待）
利用这两个方法我们就可以实现Client和Server端的通信，接下来我们看看具体该怎么使用。 在Server接收到Client传来的消息（data）时，会对data进行验证data.enforceInterface(DESCRIPTOR)，DESCRIPTOR是一个字符串类型的描述符，当data的描述符跟DESCRIPTOR相同时才能通过验证。
public class Stub extends Binder {
//描述符
public static final java.lang.String DESCRIPTOR = "MyTestBinder";
//code 方法描述符
public static final int TRANSACTION_test0 = (android.os.IBinder.FIRST_CALL_TRANSACTION + 0);
public static final int TRANSACTION_test1 = (android.os.IBinder.FIRST_CALL_TRANSACTION + 1);
@Override
protected boolean onTransact(int code, Parcel data, Parcel reply, int flags) throws RemoteException {
switch (code) {
case TRANSACTION_test0:
//验证描述符
data.enforceInterface(DESCRIPTOR);
//执行方法
test0();
return true;
case TRANSACTION_test1:
//验证描述符
data.enforceInterface(DESCRIPTOR);
//执行方法
test1(data, reply);
return true;
}
return super.onTransact(code, data, reply, flags);
}
//无返回值
private void test0() {
Log.d("MyBinderServer", "test0");
}
//有返回值
private void test1(Parcel data, Parcel reply) {
Log.d("MyBinderServer", "test1");
reply.writeInt(data.readInt() + 1);
}
}
我们知道，要想实现Client和Server端的通信连接，就必须让client知道server端的地址，就跟Http请求，我们要知道服务端的ip和端口。Binder通信其实也是一样的，那么我们怎么让Client拿到Server的地址呢？ 一种是跟Http请求一样，我们知道Http请求要把域名转换成ip和端口，这就是DNS，我们也需要一个Binder的DNS。安卓中也为我们提供了Binder的“DNS”那就是ServiceManager，ServiceManager中注册了所有系统服务（如MediaServer等），我们可以使用ServiceManager拿到远程的Binder地址，这种方式叫做有名Binder查找（有名Binder，如MediaServer等这些系统服务被注册的时候都是有名字的，比如，我们通过WINDOW_SERVICE这个名字就能拿到WindowManager）。但是问题是向ServiceManager注册服务的过程是系统进程实现的，我们的应用进程不能注册自己的Binder。 另一种就是利用有名的Binder来辅助传递匿名的Binder，也就是说如果有某个有名Binder服务它提供了传递Binder的方法，那么我们就可以通过这个Binder服务来传递我们的匿名Binder，我们查找到这个有名的Binder是不是就能拿到我们的匿名Binder。正好AMS其实提供了这样的功能，它通过Service.onBind把匿名的Binder封装在了Service里面供我们调用。
public class MyService extends Service {
@Override
public IBinder onBind(Intent intent) {
return new Stub();
}
}
我们使用binderService()来获取远程的Binder。
Intent serviceIntent = new Intent(this, MyService.class);
bindService(serviceIntent, new ServiceConnection() {
@Override
public void onServiceConnected(ComponentName name, IBinder service) {
//service可以理解为是远程Binder的地址，我们利用他跟远程通信，C++层会转换这个IBinder跟Binder进行通信
}
@Override
public void onServiceDisconnected(ComponentName name) {
}
}, BIND_AUTO_CREATE);
获取到Binder之后我们补充好通信的代码：
bindService(serviceIntent, new ServiceConnection() {
@Override
public void onServiceConnected(ComponentName name, IBinder service) {
Parcel data0 = Parcel.obtain();//请求参数
Parcel reply0 = Parcel.obtain();//响应参数
Parcel data1 = Parcel.obtain();
Parcel reply1 = Parcel.obtain();
//调用第一个方法
try {
//添加描述符
data0.writeInterfaceToken(Stub.DESCRIPTOR);
/*
* 写入参数，要想传递多个int参数，顺序调用writeInt
* data0.writeInt(10);
* data0.writeInt(20);
* 获取
* int num10 = data0.readInt();
* int num20 = data0.readInt();
*/
data0.writeInt(10);
//发起远程调用
service.transact(Stub.TRANSACTION_test0, data0, reply0, 0);
reply0.readException();
} catch (RemoteException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
data0.recycle();
reply0.recycle();
}
//调用第二个方法
try {
//添加描述符
data1.writeInterfaceToken(Stub.DESCRIPTOR);
data1.writeInt(10);
//发起远程调用
service.transact(Stub.TRANSACTION_test1, data1, reply1, 0);
reply1.readException();
//读取返回值
int num = reply1.readInt();
Log.d(TAG, "reply value: " + num);
} catch (RemoteException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
data1.recycle();
reply1.recycle();
}
}
@Override
public void onServiceDisconnected(ComponentName name) {
}
}, BIND_AUTO_CREATE);
为了方便调用，我们写一个代理类来封装通信过程
public class Proxy {
//描述符
public static final java.lang.String DESCRIPTOR = "MyTestBinder";
//code 方法描述符
public static final int TRANSACTION_test0 = (android.os.IBinder.FIRST_CALL_TRANSACTION + 0);
public static final int TRANSACTION_test1 = (android.os.IBinder.FIRST_CALL_TRANSACTION + 1);
private IBinder mRemote;
public Proxy(IBinder remote) {
this.mRemote = remote;
}
public void test1() {
Parcel data0 = Parcel.obtain();//请求参数
Parcel reply0 = Parcel.obtain();//响应参数
//调用第一个方法
try {
//添加描述符
data0.writeInterfaceToken(DESCRIPTOR);
/*
* 写入参数，要想传递多个int参数，顺序调用writeInt
* data0.writeInt(10);
* data0.writeInt(20);
* 获取
* int num10 = data0.readInt();
* int num20 = data0.readInt();
*/
data0.writeInt(10);
//发起远程调用
mRemote.transact(TRANSACTION_test0, data0, reply0, 0);
reply0.readException();
} catch (RemoteException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
data0.recycle();
reply0.recycle();
}
}
public int test2() {
Parcel data1 = Parcel.obtain();
Parcel reply1 = Parcel.obtain();
//调用第二个方法
int num = 0;
try {
//添加描述符
data1.writeInterfaceToken(DESCRIPTOR);
data1.writeInt(10);
//发起远程调用
mRemote.transact(TRANSACTION_test1, data1, reply1, 0);
reply1.readException();
//读取返回值
num = reply1.readInt();
} catch (RemoteException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
data1.recycle();
reply1.recycle();
}
return num;
}
}
bindService(serviceIntent, new ServiceConnection() {
@Override
public void onServiceConnected(ComponentName name, IBinder service) {
Proxy proxy = new Proxy(service);
proxy.test1();
int i = proxy.test2();
}
@Override
public void onServiceDisconnected(ComponentName name) {
}
}, BIND_AUTO_CREATE);
模糊进程间调用
前边就是Binder的使用方式，但是至此还遗留了一个问题，我们的Service只有指定了新的进程名之后才会是远程调用，如果通过bindService 传递过来的IBinder对象是同进程的，那我们就不需要使用IBinder.transact进行内核通信了。我们知道同进程之间利用方法调用方式就可以做到通信。 我们在onServiceConnected打印IBinder类型，如果发现是远程调用，传给我们的 iBinder 是 BinderProxy 类型，BinderProxy是Binder的内部类一样实现了IBinder接口，他在native层会对应一个C++的BpBinder，BpBinder 最终会通过Binder驱动跟Server端通信。如果是本地调用，打印出的类型为Stub，说明本地调用时，onServiceConnected传过来的就是我们在Service的onBinde方法返回的Stub对象本身。基于这个原理，我们可以设计一个转换方法。
首先我们要怎么判断当前是远程调用还是同进程调用呢？ 我们使用queryLocalInterface(DESCRIPTOR)方法，Binder中queryLocalInterface不会返回空，而在BinderProxy的实现中，queryLocalInterface返回为null。 Binder：
public IInterface queryLocalInterface(String descriptor) {
if (mDescriptor != null && mDescriptor.equals(descriptor)) {
return mOwner;
}
return null;
}
mOwner是attachInterface方法传进来的接口本身，后面还会出现这个方法。 BinderProxy：
public IInterface queryLocalInterface(String descriptor) {
return null;
}
当发现是远程调用时我们创建上边的Proxy来代理跨进程通信过程。要是本地调用我们直接返回本地Stub对象。
public static IMyInterface asInterface(IBinder iBinder){
if ((iBinder == null)) {
return null;
}
//获取本地interface
IInterface iin = iBinder.queryLocalInterface(DESCRIPTOR);
if (((iin != null) && (iin instanceof IMyInterface))) {
//不为空，说明是本地调用，直接强转后返回。
//IMyInterface封装了test0()、test1()两个方法，本地对象和Proxy都继承自接口
return ((IMyInterface)iin );
}
//为null，远程调用，新建代理
return new Proxy(iBinder);
}
把上面相关代码完善之后
public interface IBinderTest extends android.os.IInterface {
/**
* 本地Stub对象
*/
public static abstract class Stub extends android.os.Binder implements IBinderTest {
private static final java.lang.String DESCRIPTOR = "com.XXX.XXXX.IBinderTest";
public Stub() {
//绑定DESCRIPTOR，并设置queryLocalInterface方法返回的mOwner
this.attachInterface(this, DESCRIPTOR);
}
/**
* 本地远程转换
*/
public static IBinderTest asInterface(android.os.IBinder obj) {
if ((obj == null)) {
return null;
}
android.os.IInterface iin = obj.queryLocalInterface(DESCRIPTOR);
if (((iin != null) && (iin instanceof IBinderTest))) {
return ((IBinderTest) iin);
}
return new IBinderTest.Stub.Proxy(obj);
}
@Override
public android.os.IBinder asBinder() {
return this;
}
/**
* 处理Client调用请求
*/
@Override
public boolean onTransact(int code, android.os.Parcel data, android.os.Parcel reply, int flags) throws android.os.RemoteException {
java.lang.String descriptor = DESCRIPTOR;
switch (code) {
case INTERFACE_TRANSACTION: {
reply.writeString(descriptor);
return true;
}
case TRANSACTION_testVoidAidl: {
data.enforceInterface(descriptor);
this.testVoidAidl();
reply.writeNoException();
return true;
}
case TRANSACTION_testStringAidl: {
data.enforceInterface(descriptor);
java.lang.String _result = this.testStringAidl();
reply.writeNoException();
reply.writeString(_result);
return true;
}
default: {
return super.onTransact(code, data, reply, flags);
}
}
}
/**
* 远程调用代理类
*/
private static class Proxy implements IBinderTest {
private android.os.IBinder mRemote;
Proxy(android.os.IBinder remote) {
mRemote = remote;
}
@Override
public android.os.IBinder asBinder() {
return mRemote;
}
public java.lang.String getInterfaceDescriptor() {
return DESCRIPTOR;
}
@Override
public void testVoidAidl() throws android.os.RemoteException {
android.os.Parcel _data = android.os.Parcel.obtain();
android.os.Parcel _reply = android.os.Parcel.obtain();
try {
_data.writeInterfaceToken(DESCRIPTOR);
mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_testVoidAidl, _data, _reply, 0);
_reply.readException();
} finally {
_reply.recycle();
_data.recycle();
}
}
@Override
public java.lang.String testStringAidl() 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);
mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_testStringAidl, _data, _reply, 0);
_reply.readException();
_result = _reply.readString();
} finally {
_reply.recycle();
_data.recycle();
}
return _result;
}
}
/**
* 调用函数code
*/
static final int TRANSACTION_testVoidAidl = (android.os.IBinder.FIRST_CALL_TRANSACTION + 0);
static final int TRANSACTION_testStringAidl = (android.os.IBinder.FIRST_CALL_TRANSACTION + 1);
}
public void testVoidAidl() throws android.os.RemoteException;
public java.lang.String testStringAidl() throws android.os.RemoteException;
}
如果你用过AIDL并且看过AIDL生成的代码，你就会发现上面代码就是AIDL生成的。 换掉Service的调用
public class MyService extends Service {
private String TAG = "MyService";
@Override
public IBinder onBind(Intent intent) {
return new MyBinder();
}
class MyBinder extends IBinderTest.Stub{
@Override
public void testVoidAidl() throws RemoteException {
Log.d(TAG, "testVoidAidl");
}
@Override
public String testStringAidl() throws RemoteException {
Log.d(TAG, "testStringAidl");
return "hello";
}
}
}
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