Android进程通信之Messenger和AIDL使用详解

2019-12-12 04:10:04

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供稿：网友

1. 前言

提到的进程间通信（IPC：Inter-Process Communication），在Android系统中，一个进程是不能直接访问另一个进程的内存的，需要提供一些机制在不同的进程之间进行通信，Android官方推出了AIDL(Android Interface Definition Language)，它是基于Binder机制的。

上篇提到组件在与Service通信方法有三种。

实现IBinder
Messenger
AIDL

后面两种可以跨进程通信，是基于Binder机制的通信方式。

2. 使用时机

在确定使用什么机制之前，首先了解应用场景。Android系统中，如果组件与服务通信是在同一进程，就使用第一种方式；如果是跨进程通信，使用第二种和第三种，两者不同在于，Messenger不能处理多线程并发请求。

3. AIDL使用

AIDL是可以处理多线程访问的请求的，所以实现AIDL首先要保证线程安全。

创建.aidl文件，定义接口
在代码中实现接口，Android SDK会根据aidl文件，生成接口，接口内部有一个名为Stub内部抽象类，这个类用于继承了Binder类并实现aidl文件中定义的接口，我们需要拓展Stub类并实现里面的抽象方法
复写Service的onBind()，返回Stub类的实现

3.1 创建.aidl文件

在Android Studio中工程目录下，反键new -> AIDL -> AIDL FIle，可以新建aidl文件，编译器会自动在app(壳工程)/src/main/目录下新建aidl文件，同时也会新建文件夹，默认以工程包名作为aidl文件所在的目录。

目录结构如下：

图-1 aidl文件目录结构

也可以手动创建，aidl接口定义的包名也可以和工程包名不同，aidl文件语法和Java语法相似，aidl定义的接口名必须和文件名一致，而且支持传递自定义的数据类型，需要实现parcelable接口。

IRemoteService.aidl

package com.demo.aidl;import com.demo.aidl.ParcelableData;interface IRemoteService { /** * 获取当前进程的pid */ int getPid(); /** * 获取当前服务名称 */ String getServiceName(); /** * 处理客户端传过来的数据 */ void handleData(in ParcelableData data);}

ParcelableData.aidl

package com.demo.aidl;/** * 声明支持传递的类 */parcelable ParcelableData;

IRemoteServiceCallBack.aidl

package com.demo.aidl;oneway interface IRemoteServiceCallBack { void valueChanged(int value);}

aidl文件定义的接口支持的数据类型如下：

Java的八种基本数据类型（byte，int，short，long，float，double，char，boolean）
String
CharSequence
List，List中所有的元素必须是aidl文件支持的数据类型，例如，List< String >
Map，Map中所有的元素必须是aidl文件支持的数据类型，
其他aidl定义的接口，要手动添加import
其他aidl文件中申明的类，要手动添加import

aidl文件中定义的方法接受的参数，除了Java的基本数据类型和aidl定义的接口之外，其他参数都需要标记数据的走向，in/out/inout，基本数据类型和aidl定义的接口作为参数，默认是in。

in表示输入参数，客户端把参数传递给服务端使用。
out表示输出参数，客户端将参数传递给服务端填充，然后自己使用处理。
inout标书输入输出参数，传送相应的值并接收返回。

关键字oneway表示用户请求相应功能时不需要等待响应可直接调用返回，非阻塞效果，该关键字可以用来声明接口或者声明方法，如果接口声明中用到了oneway关键字，则该接口声明的所有方法都采用oneway方式

新建完毕aidl文件后，rebuild工程或者使用gradle assembleDebug(或gradle assembleRelease)指令编译工程，生成具体的java代码，在壳工程/build/generated/aidl/目录下的debug或者release文件夹下，根据build的类型而定，如图：

图-2 adil生成代码目录图

AIDL接口首次公布后对其的任何修改都必须保持向后兼容性，避免中断客户端对服务的使用，因为需要将.aidl文件复制给其他应用，才能使其他应用能够访问服务，所以必须保持对原始接口的支持。

3.2 实现接口

Android SDK会根据.aidl文件生成同名.java文件，生成的接口中有一个Stub的抽象子类，这个类实现（implements）aidl定义的接口，同时继承了Binder。

具体代码如下：

private final IRemoteService.Stub mBinder = new IRemoteService.Stub() { @Override public int getPid() throws RemoteException { return Process.myPid(); } @Override public String getServiceName() throws RemoteException { return RemoteService.this.getClass().getSimpleName(); } @Override public void handleData(ParcelableData data) throws RemoteException { Toast.makeText(RemoteService.this, "num is " + data.num, Toast.LENGTH_SHORT).show(); } @Override public void registerCallback(IRemoteServiceCallBack cb) throws RemoteException { if(cb != null) { mCallBacks.register(cb); } } @Override public void unregisterCallback(IRemoteServiceCallBack cb) throws RemoteException { if(cb != null) { mCallBacks.unregister(cb); } }};

现在mBinder是Stub类的一个实例，同时也是一个Binder，用于服务定义的RPC服务，作为onBind()方法的返回对象实例。

实现AIDL接口注意事项：

因为AIDL可以处理多线程并发，在实现过程中要保证线程安全
默认情况下，RPC调用是同步的，但是服务端可能有耗时操作，客户端最好不要在主线程调用服务
服务端引发的任何异常不会返回给客户端

3.3 向客户端暴露接口

实现接口后，需要向客户端将接口暴露出来，以便客户端使用。将Stub的实例化对象作为Service中onBind()方法的返回对象。

public class RemoteService extends Service { /** * 回调容器 */ private final RemoteCallbackList<IRemoteServiceCallBack> mCallBacks = new RemoteCallbackList<>(); /** * aidl接口具体实现 */ private final IRemoteService.Stub mBinder = new IRemoteService.Stub() { @Override public int getPid() throws RemoteException { return Process.myPid(); } @Override public String getServiceName() throws RemoteException { return RemoteService.this.getClass().getSimpleName(); } @Override public void handleData(ParcelableData data) throws RemoteException { Toast.makeText(RemoteService.this, "num is " + data.num, Toast.LENGTH_SHORT).show(); } @Override public void registerCallback(IRemoteServiceCallBack cb) throws RemoteException { if(cb != null) { mCallBacks.register(cb); } } @Override public void unregisterCallback(IRemoteServiceCallBack cb) throws RemoteException { if(cb != null) { mCallBacks.unregister(cb); } } }; @Nullable @Override public IBinder onBind(Intent intent) { return mBinder; } @Override public void onDestroy() { // 注销所有回调 mCallBacks.kill(); }}

3.4 客户端调用

服务提供给第三方应用使用，其他应用就必须要有接口类，在客户端创建相同的aidl文件（可以直接拷贝过去）。

核心连接远端服务的代码：

/** * 远端服务 */private IRemoteService mService;private ServiceConnection mConnection = new ServiceConnection() { /** * 连接服务器成功回调 *  * @param className * @param service */ public void onServiceConnected(ComponentName className, IBinder service) { mService = IRemoteService.Stub.asInterface(service); } /** * 服务器因为一场情况断开连接时候回调 *  * @param className */ public void onServiceDisconnected(ComponentName className) { mService = null; }};/** * 绑定服务 */private void doBindService() { isBound = true; Intent intent = new Intent(BindRemoteServiceActivity.this, RemoteService.class); bindService(intent, mConnection, Context.BIND_AUTO_CREATE);}/** * 解除绑定 */private void doUnbindService() { if(isBound && mService != null) { isBound = false; try { mService.unregisterCallback(mCallback); } catch (RemoteException e) { e.printStackTrace(); } unbindService(mConnection); }}/** * 向服务端发送信息 */private void doSendMsg() { if(!isBound || mService == null) { return; } ParcelableData data = new ParcelableData(1); try { mService.handleData(data); } catch (RemoteException e) { e.printStackTrace(); }}/** * 调用服务端方法获取信息 */private void doGetServiceInfo() { if(!isBound || mService == null) { return; } try { String info = mService.getServiceName(); mInfoTv.setText("Service info :" + info); } catch (RemoteException e) { e.printStackTrace(); }}

详情代码贴上来比较长，贴上工程地址，点我呀！！！

4. Messenger的使用

Messenger的使用相对于AIDL方便好多，因为Messenger是Android系统中自带的类，服务端和客户端都不用创建AIDL文件。

Messenger会持有一个Handler，这个Handler用于处理接受到的信息，在服务端和乘客通过Messenger实现双方通信。

4.1 服务端

代码实例：

public class MessengerService extends Service { public static final int MSG_REGISTER_CLIENT = 0X001; public static final int MSG_UNREGISTER_CLIENT = 0X010; public static final int MSG_HANDLE = 0X100; private ArrayList<Messenger> mClients = new ArrayList<>(); private final Messenger mMessenger = new Messenger(new IncomingHandler()); @Nullable @Override public IBinder onBind(Intent intent) { return mMessenger.getBinder(); } @Override public void onDestroy() { Toast.makeText(this, "Remote Service Destroy", Toast.LENGTH_SHORT).show(); } private class IncomingHandler extends Handler { @Override public void handleMessage(Message msg) { switch (msg.what) { case MSG_REGISTER_CLIENT:  mClients.add(msg.replyTo);  break; case MSG_UNREGISTER_CLIENT:  mClients.remove(msg.replyTo);  break; case MSG_HANDLE:  for (Messenger mClient : mClients) {  try {  mClient.send(Message.obtain(null, MSG_HANDLE, msg.arg1, 0));  } catch (RemoteException e) {  e.printStackTrace();  mClients.remove(mClient);  }  }  break; default:  super.handleMessage(msg); } } };}

4.2 客户端

核心代码：

/** * 关联远端服务的messenger */private Messenger mServiceWrapper;/** * 用于处理服务端发送的信息 */final Messenger mMessenger = new Messenger(new IncomingHandler());private ServiceConnection mConnection = new ServiceConnection() { @Override public void onServiceConnected(ComponentName name, IBinder service) { mServiceWrapper = new Messenger(service); mInfoTv.setText("Connected Service"); try { // 添加监听注册 Message msg = Message.obtain(null, MessengerService.MSG_REGISTER_CLIENT); msg.replyTo = mMessenger; mServiceWrapper.send(msg); } catch (RemoteException e) { e.printStackTrace(); } } @Override public void onServiceDisconnected(ComponentName name) { mServiceWrapper = null; mInfoTv.setText("Disconnected"); }};/** * 绑定服务 */private void doBindService() { if(!isBound) { bindService(new Intent(this, MessengerService.class), mConnection, Context.BIND_AUTO_CREATE); isBound = true; mInfoTv.setText("Binding..."); }}/** * 移除监听并解绑服务 */private void doUnbindService() { if(isBound) { if(mServiceWrapper != null) { try { Message msg = Message.obtain(null, MessengerService.MSG_UNREGISTER_CLIENT); msg.replyTo = mMessenger; mServiceWrapper.send(msg); } catch (RemoteException e) { e.printStackTrace(); } } unbindService(mConnection); isBound = false; mInfoTv.setText("Unbinding..."); }}/** * 向服务端发送信息 */private void doSendMsg() { if(mServiceWrapper != null) { try { Message msg = Message.obtain(null,  MessengerService.MSG_HANDLE, this.hashCode(), 0); mServiceWrapper.send(msg); } catch (RemoteException e) { e.printStackTrace(); } }}

4.3 客户端发送信息

使用Messenger向服务端发送信息，使用的是Messenger.send(Message)方法，这个方法具体实现如下：

public void send(Message message) throws RemoteException { mTarget.send(message);}

方法内部调用mTarget.send(Message)方法，在Messenger中，mTarget是在构造方法里面被赋值的，有两个构造函数。

public Messenger(Handler target) { mTarget = target.getIMessenger();}public Messenger(IBinder target) { mTarget = IMessenger.Stub.asInterface(target);}

第一个构造函数好理解，mTarget.send(Message)实际上是将Message加入了构造函数传入的Handler的消息队列，Demo工程中服务端向乘客端发送信息就是使用的这种方法

第二个构造函数是不是很眼熟，这不就是获取AIDL定义的接口嘛！！！转了一圈回到了上面的AIDL，客户端向服务端发送信息实际上还是通过AIDL，只不过Android系统帮我们做了一层封装。

最后附上demo：demo

5. 总结

到此，Android中常用的进程通信都已经总结完毕，算是一个完结，撒花！！希望对大家的学习有所帮助，也希望大家多多支持武林网。

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