转自： http://tech.cnnetsec.com/585.html

 

本文首先概述了Android的进程间通信的Binder机制，然后结合一个AIDL的例子，对Binder机制进行了解析。

概述

我们知道，在Android app中的众多activity，service等组件可以运行在同一进程中，也可以运行在不同进程中。当组件运行在同一进程中进行通信就显得比较简单，在之前的Android线程间通信机制中已经讲过了；而当它们运行在不同的进程 中时，就需要使用我们本文中所要介绍的Binder机制了。

Binder作为一种进程间通信机制，负责提供远程调用的功能（RPC），它的系统组件主要包括四种：Client, Server, ServiceManager, Binder Driver. 它们之间的关系如下图所示：

从图中我们可以看出，Client, Server, ServiceManager运行在系统的用户态，而Binder Driver运行在内核态。为了完成Client端到Server端的通信任务，用户空间的需要操作Binder Driver提供的/dev/binder文件来完成交互。那么ServiceManager的工作是什么呢？ServiceManager负责管理Server并向Client端提供一个Server的代理接口（proxy）。通过代理接口中定义的方法，Client端就可以使用Server端提供的服务了。整个过程如下：

• • Client端调用代理接口的方法，将Client的参数打包为parcel对象发送给内核空间中BinderDriver；
  • Server端读取到BinderDriver中的请求数据，将parcel对象解包并处理；
  • 处理好后，将处理结果打包返回给BinderDriver，再交给Client端。

另外，Client端与Server端的调用过程是同步的，即在Server返回结果之前，Client端是阻塞的。调用过程如下所示：

OK，下面我们通过AIDL的一个例子来分析一下以上过程时如何进行的。

AIDL小栗子

首先，创建一个aidl文件“ICalculateAIDL.aidl”，这个接口里面定义了要对外提供的服务，我们这里定义了计算加法和减法的函数：

 

 

1 2 3 4 5 6

package com.cqumonk.calculate.aidl;   interface ICalculateAIDL {      int add(int a,int b);          int minus(int a,int b); }

 

创建好后，rebuild一下我们的项目，可以生成同名的java文件。这是一个接口，里面包含了一个名为Stub的静态抽象类，以及我们在aidl文件中定义的加减法函数。 里面详细代码在后面分析，接口文件结构如下：

然后我们需要实现服务端方面的功能，创建一个service，我们顺手把生命周期中各方法都打印出来，并完成加法和减法函数的实现：

 

 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45

public class CalculateService extends Service {      private static final String TAG="SERVER";      public CalculateService() {      }      @Override      public void onCreate() {          super.onCreate();          Log.e(TAG,"OnCreate");      }      @Override      public int onStartCommand(Intent intent, int flags, int startId) {          Log.e(TAG,"onStartCommand");          return super.onStartCommand(intent, flags, startId);      }      @Override      public IBinder onBind(Intent intent) {          Log.e(TAG,"onBind");          return mBinder;      }      @Override      public void onDestroy() {          super.onDestroy();          Log.e(TAG,"onDestroy");      }      @Override      public boolean onUnbind(Intent intent) {          Log.e(TAG,"onUnbind");          return super.onUnbind(intent);      }      @Override      public void onRebind(Intent intent) {          Log.e(TAG,"onRebind");          super.onRebind(intent);      }      private final ICalculateAIDL.Stub mBinder=new ICalculateAIDL.Stub(){          @Override          public int add(int a, int b) throws RemoteException {              return a+b;          }          @Override          public int minus(int a, int b) throws RemoteException {              return a-b;          }      }; }

 

在service中，我们使用刚刚生成的ICalculateAIDL.Stub静态抽象类创建了一个Binder对象，实现了其中有关计算的业务方法，并在onBind方法中返回它。另外我们还需要在manifest文件中对该服务进行注册：

 

 

1 2 3 4 5 6 7 8 9

<service      android:name=".CalculateService"      android:enabled="true"      android:exported="true" >      <intent-filter>          <action android:name="com.cqumonk.adil.calculate"/>          <category android:name="android.intent.category.DEFAULT"/>      </intent-filter> </service>

 

这时候，我们的服务端工作就完成了。我们开始编写客户端的代码来调用这个服务。首先，我们定义一个activity，包含四个按钮：

然后我们可以在activity中启动之前定义好的service并调用它所提供的服务：

 

 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87

public class MainActivity extends Activity implements View.OnClickListener {     Button mBind;     Button mUnbind;      Button mAdd;      Button mMinus;      TextView txt_res;      private static final String TAG="CLIENT";      private ICalculateAIDL mCalculateAIDL;     private boolean binded=false;     @Override      protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {          super.onCreate(savedInstanceState);          setContentView(R.layout.activity_main);          mBind= (Button) findViewById(R.id.btn_bind);          mUnbind= (Button) findViewById(R.id.btn_unbind);          mAdd= (Button) findViewById(R.id.btn_add);          mMinus= (Button) findViewById(R.id.btn_minus);          txt_res= (TextView) findViewById(R.id.txt_res);          mBind.setOnClickListener(this);          mUnbind.setOnClickListener(this);          mAdd.setOnClickListener(this);          mMinus.setOnClickListener(this);      }     @Override      protected void onStop() {          super.onStop();         unbind();      }      private void unbind(){          if (binded){              unbindService(mConnection);              binded=false;          }      }      @Override      public void onClick(View v) {          int id=v.getId();         switch (id){              case R.id.btn_bind:                  Intent intent=new Intent();                 intent.setAction("com.cqumonk.adil.calculate");                  bindService(intent,mConnection, Context.BIND_AUTO_CREATE);                  break;              case R.id.btn_unbind:                  unbind();                  break;              case R.id.btn_add:                  if(mCalculateAIDL!=null){                      try {                          int res=mCalculateAIDL.add(3,3);                          txt_res.setText(res+"");                      } catch (RemoteException e) {                          e.printStackTrace();                      }                  }else{                      Toast.makeText(this,"please rebind",Toast.LENGTH_SHORT).show();                  }                  break;              case R.id.btn_minus:                  if(mCalculateAIDL!=null){                      try {                       int res=mCalculateAIDL.minus(9,4);                       txt_res.setText(res+"");                     }catch (RemoteException e) {                        e.printStackTrace();                    }                 }else{                    Toast.makeText(this,"please rebind",Toast.LENGTH_SHORT).show();                 }                 break;          }      }     private ServiceConnection mConnection=new ServiceConnection() {          @Override          public void onServiceConnected(ComponentName name, IBinder service) {              Log.e(TAG,"connect");              binded=true;              mCalculateAIDL=ICalculateAIDL.Stub.asInterface(service);          }          @Override          public void onServiceDisconnected(ComponentName name) {             Log.e(TAG,"disconnect");              mCalculateAIDL=null;              binded=false;          }      }; }

 

当我们点击绑定按钮，观察日志：

点击加法和减法按钮，都可以完成计算并返回值。然后点击解绑按钮：

我们并未发现有连接断开的日志打印，这时候，我们继续点击加减法按钮，发现仍然可以完成计算功能，这又是为毛呢？我们看到unbind和destroy的日志打印，说明连接已经断开，service已经被销毁，但是我们返回的stub对象仍然是可以继续使用的。而并不是说service仍然在运行。

过程分析

首先，我们调用bindservice方法来启动了service：

一方面连接成功时调用了serviceConnection的onServiceConnected方法。我们从该方法中获取到一个Binder对象（注意，这个binder并不是我们在service中实现的那个哦。当service时本apk中的service时，这里返回的是同一个binder），我们通过此binder来与server进行通信。为了区分，我们称为clientBinder。

 

 

1 2 3 4 5

public void onServiceConnected(ComponentName name, IBinder service) {              Log.e(TAG,"connect");              binded=true;              mCalculateAIDL= ICalculateAIDL.Stub.asInterface(service);        }

 

另一方面，onBind方法返回了我们实现的Stub对象，其实也是一个Binder，用于和Client进行通信。 （之前我们定义了一个aidl接口文件，并根据它生成了ICalculateAIDL接口。这个接口中有我们定义的两个方法以及一个 静态抽象内部类Stub，它是一个Binder的子类。）我们来看一下Stub是如何定义的：

 

 

1	public static abstract class Stub extends android.os.Binder implements com.cqumonk.calculate.aidl.ICalculateAIDL

 

它继承了Binder类也实现了ICalculateAIDL接口， 我们实现了定义的add和minus方法。我们仍然要强调一下它并不是clientBinder，在负责与clientBinder进行通信交互的同时，它也维护了service描述符与服务端service的映射。

我们在Client中的onServiceConnected里调用了stub对象的asInterface方法，并将之前得到的clientBinder传入：

 

 

1 2 3 4 5 6 7

public static com.cqumonk.calculate.aidl.ICalculateAIDL asInterface(android.os.IBinder obj) {            if ((obj == null)) {                            return null;              }              android.os.IInterface iin = obj.queryLocalInterface(DESCRIPTOR);//根据包名获取本地实现的一个接口的实例，如果是本地service则可以获取到              if (((iin != null) && (iin instanceof com.cqumonk.calculate.aidl.ICalculateAIDL))) {                    return ((com.cqumonk.calculate.aidl.ICalculateAIDL) iin);  //如果得到的实例是ICalculateAIDL的对象，则返回              }                          return new com.cqumonk.calculate.aidl.ICalculateAIDL.Stub.Proxy(obj);//如果无法得到本地实现的对象则会返回一个代理对象}

 

在这个方法中，首先在系统中查找注册的的service，如果没有找到，那么一定是别的apk实现的service，于是返回一个此service的静态代理类对象供Client调用。 我们来看一下这个代理，创建时我们将clientBinder传入了，同时也它实现了ICalculateAIDL接口：

 

 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48

private static class Proxy implements com.cqumonk.calculate.aidl.ICalculateAIDL {              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 int add(int a, int b) throws android.os.RemoteException {                  android.os.Parcel _data = android.os.Parcel.obtain();                  android.os.Parcel _reply = android.os.Parcel.obtain();                  int _result;                  try {                      _data.writeInterfaceToken(DESCRIPTOR);                      _data.writeInt(a);  //将参数打包                     _data.writeInt(b);                      mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_add, _data, _reply, 0);  //调用binderDriver的提供的方法将参数发给服务端                      _reply.readException();                      _result = _reply.readInt();  //读取到返回结果                  } finally {                      _reply.recycle();                      _data.recycle();                  }                  return _result;               }               @Override               public int minus(int a, int b) throws android.os.RemoteException {                   android.os.Parcel _data = android.os.Parcel.obtain();                   android.os.Parcel _reply = android.os.Parcel.obtain();                   int _result;                   try {                       _data.writeInterfaceToken(DESCRIPTOR);                       _data.writeInt(a);                       _data.writeInt(b);                       mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_minus, _data, _reply, 0);                       _reply.readException();                       _result = _reply.readInt();                   } finally {                       _reply.recycle();                      _data.recycle();                   }                   return _result;               }           }

 

代理中也实现了ICalculateAIDL接口定义的方法，我们以add方法为例，里面将参数打包发送给Server端。在Server端收到请求后，会调用service中我们实现的那个stub对象（mBinder）的onTransact方法：

 

 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32

public boolean onTransact(int code, android.os.Parcel data, android.os.Parcel reply,  int flags) throws android.os.RemoteException {             switch (code) {                 case INTERFACE_TRANSACTION: {                     reply.writeString(DESCRIPTOR);                     return true;                 }                 case TRANSACTION_add: {                     data.enforceInterface(DESCRIPTOR);                     int _arg0;                     _arg0 = data.readInt();                     int _arg1;                     _arg1 = data.readInt();                    int _result = this.add(_arg0, _arg1); //调用我们实现好的方法                     reply.writeNoException();                     reply.writeInt(_result); //把结果返回                     return true;                 }                 case TRANSACTION_minus: {                     data.enforceInterface(DESCRIPTOR);                     int _arg0;                     _arg0 = data.readInt();                     int _arg1;                     _arg1 = data.readInt();                     int _result = this.minus(_arg0, _arg1);                     reply.writeNoException();                     reply.writeInt(_result);                     return true;                 }              }              return super.onTransact(code, data, reply, flags);          }

 

调用完成后把结果打包返回给Poxy处理，最后返回给客户端。

总结

由上面的例子我们可以看出，在跨进程通信的时候，Client端使用的Poxy里面封装了一个binder与Server端的stub（也是一个binder对象）进行交互，两个binder作为接口调用BinderDriver的transact来发送数据包，以及onTransact接收处理数据包。

通过结合AIDL例子，我们对Android进程间的通信机制进行了分析，如果有错误的地方，欢迎指正。

原文：http://bbs.apkbus.com/article/13915

转载请注明： »