Android进程通信之Messenger和AIDL使用详解
作者:王三的猫阿德
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(); } }
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脚本之家。