Android 进阶7:进程通信之 AIDL 的使用

记得 2015 年实习面试,笔试题里就有这道题:请介绍下 AIDL。

当时的我是懵逼的,只好老老实实空着。没想到后来面试时面试官大哥嘿嘿一笑说他也没用过这玩意,真是够实诚的。

笔试完查了这个知识点,似懂非懂也没深究。去年看《安卓开发艺术探索》时也学了这部分内容,但是可能当时水平不够,或者只是看起来努力,没有真正理解精髓,没多久就又忘了个七八成。

这次复习,还是老老实实敲出来,总结成文字吧,方便以后回顾。

AIDL 是什么

AIDL(Android 接口定义语言) 是 Android 提供的一种进程间通信 (IPC) 机制。

我们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。

通过这种机制,我们只需要写好 aidl 接口文件,编译时系统会帮我们生成 Binder 接口。

AIDL 支持的数据类型

共 4 种:

  1. Java 的基本数据类型
  2. List 和 Map
    • 元素必须是 AIDL 支持的数据类型
    • Server 端具体的类里则必须是 ArrayList 或者 HashMap
  3. 其他 AIDL 生成的接口
  4. 实现 Parcelable 的实体

AIDL 如何编写

AIDL 的编写主要为以下三部分:

  1. 创建 AIDL
    • 创建要操作的实体类,实现 Parcelable 接口,以便序列化/反序列化
    • 新建 aidl 文件夹,在其中创建接口 aidl 文件以及实体类的映射 aidl 文件
    • Make project ,生成 Binder 的 Java 文件
  2. 服务端
    • 创建 Service,在其中创建上面生成的 Binder 对象实例,实现接口定义的方法
    • onBind() 中返回
  3. 客户端
    • 实现 ServiceConnection 接口,在其中拿到 AIDL 类
    • bindService()
    • 调用 AIDL 类中定义好的操作请求

AIDL 实例

下面以实例代码演示一个 AIDL 的编写。

1.创建 AIDL

①创建要操作的实体类,实现 Parcelable 接口,以便序列化/反序列化

package net.sxkeji.shixinandroiddemo2.bean;

import android.os.Parcel;
import android.os.Parcelable;

public class Person implements Parcelable {
    private String mName;

    public Person(String name) {
        mName = name;
    }

    protected Person(Parcel in) {
        mName = in.readString();
    }

    public static final Creator<Person> CREATOR = new Creator<Person>() {
        @Override
        public Person createFromParcel(Parcel in) {
            return new Person(in);
        }

        @Override
        public Person[] newArray(int size) {
            return new Person[size];
        }
    };

    @Override
    public int describeContents() {
        return 0;
    }

    @Override
    public void writeToParcel(Parcel dest, int flags) {
        dest.writeString(mName);
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Person{" +
                "mName='" + mName + '\'' +
                '}';
    }
}

实现 Parcelable 接口是为了后序跨进程通信时使用。

关于 Parcelable 可以看我的这篇文章 Android 进阶6:两种序列化方式 Serializable 和 Parcelable

注意 实体类所在的包名。

②新建 aidl 文件夹,在其中创建接口 aidl 文件以及实体类的映射 aidl 文件

在 main 文件夹下新建 aidl 文件夹,使用的包名要和 java 文件夹的包名一致:

先创建实体类的映射 aidl 文件,Person.aidl:

// Person.aidl
package net.sxkeji.shixinandroiddemo2.bean;

//还要和声明的实体类在一个包里
parcelable Person;

在其中声明映射的实体类名称与类型

注意,这个 Person.aidl 的包名要和实体类包名一致。

然后创建接口 aidl 文件,IMyAidl.aidl:

// IMyAidl.aidl
package net.sxkeji.shixinandroiddemo2;

// Declare any non-default types here with import statements
import net.sxkeji.shixinandroiddemo2.bean.Person;

interface IMyAidl {
    /**
     * 除了基本数据类型,其他类型的参数都需要标上方向类型:in(输入), out(输出), inout(输入输出)
     */
    void addPerson(in Person person);

    List<Person> getPersonList();
}

在接口 aidl 文件中定义将来要在跨进程进行的操作,上面的接口中定义了两个操作:

  • addPerson: 添加 Person
  • getPersonList:获取 Person 列表

需要注意的是:

  • 非基本类型的数据需要导入,比如上面的 Person,需要导入它的全路径。
    • 这里的 Person 我理解的是 Person.aidl,然后通过 Person.aidl 又找到真正的实体 Person 类。
  • 方法参数中,除了基本数据类型,其他类型的参数都需要标上方向类型
    • in(输入), out(输出), inout(输入输出)

③Make Project ,生成 Binder 的 Java 文件

AIDL 真正的强大之处就在这里,通过简单的定义 aidl 接口,然后编译,就会为我们生成复杂的 Java 文件。

点击 Build -> Make Project,然后等待构建完成。

然后就会在 build/generated/source/aidl/你的 flavor/ 下生成一个 Java 文件:

现在我们有了跨进程 Client 和 Server 的通信媒介,接着就可以编写客户端和服务端代码了。

我们先跑通整个过程,这个文件的内容下篇文章介绍。

2.编写服务端代码

创建 Service,在其中创建上面生成的 Binder 对象实例,实现接口定义的方法;然后在 onBind() 中返回

创建将来要运行在另一个进程的 Service,在其中实现了 AIDL 接口中定义的方法:

public class MyAidlService extends Service {
    private final String TAG = this.getClass().getSimpleName();

    private ArrayList<Person> mPersons;

    /**
     * 创建生成的本地 Binder 对象,实现 AIDL 制定的方法
     */
    private IBinder mIBinder = new IMyAidl.Stub() {

        @Override
        public void addPerson(Person person) throws RemoteException {
            mPersons.add(person);
        }

        @Override
        public List<Person> getPersonList() throws RemoteException {
            return mPersons;
        }
    };

    /**
     * 客户端与服务端绑定时的回调,返回 mIBinder 后客户端就可以通过它远程调用服务端的方法,即实现了通讯
     * @param intent
     * @return
     */
    @Nullable
    @Override
    public IBinder onBind(Intent intent) {
        mPersons = new ArrayList<>();
        LogUtils.d(TAG, "MyAidlService onBind");
        return mIBinder;
    }
}

上面的代码中,创建的对象是一个 IMyAidl.Stub() ,它是一个 Binder,具体为什么是它我们下篇文章介绍。

别忘记在 Manifest 文件中声明:

<service
    android:name="net.sxkeji.shixinandroiddemo2.service.MyAidlService"
    android:enabled="true"
    android:exported="true"
    android:process=":aidl"/>

服务端实现了接口,在 onBind() 中返回这个 Binder,客户端拿到就可以操作数据了。

3.编写客户端代码

这里我们以一个 Activity 为客户端。

①实现 ServiceConnection 接口,在其中拿到 AIDL 类

private IMyAidl mAidl;

private ServiceConnection mConnection = new ServiceConnection() {
    @Override
    public void onServiceConnected(ComponentName name, IBinder service) {
        //连接后拿到 Binder,转换成 AIDL,在不同进程会返回个代理
        mAidl = IMyAidl.Stub.asInterface(service);
    }

    @Override
    public void onServiceDisconnected(ComponentName name) {
        mAidl = null;
    }
};

在 Activity 中创建一个服务连接对象,在其中调用 IMyAidl.Stub.asInterface() 方法将 Binder 转为 AIDL 类。

②接着绑定服务

Intent intent1 = new Intent(getApplicationContext(), MyAidlService.class);
bindService(intent1, mConnection, BIND_AUTO_CREATE);

要执行 IPC,必须使用 bindService() 将应用绑定到服务上。

注意:

5.0 以后要求显式调用 Service,所以我们无法通过 action 或者 filter 的形式调用 Service,具体内容可以看这篇文章 Android 进阶:Service 的一些细节

③拿到 AIDL 类后,就可以调用 AIDL 类中定义好的操作,进行跨进程请求

@OnClick(R.id.btn_add_person)
public void addPerson() {
    Random random = new Random();
    Person person = new Person("shixin" + random.nextInt(10));

    try {
        mAidl.addPerson(person);
        List<Person> personList = mAidl.getPersonList();
        mTvResult.setText(personList.toString());
    } catch (RemoteException e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

运行结果

可以看到,Activity 与 另外一个进程的 Service 通信成功了。

总结

这篇文章介绍了 AIDL 的简单编写流程,其中也踩过一些坑,比如文件所在包的路径不统一,绑定服务收不到回调等问题。

到最后虽然跨进程通信成功,但是我们还是有很多疑问的,比如:

  • AIDL 生成的文件内容?
  • 什么是 Binder?
  • 为什么要这么写?

知其然还要知其所以然,这一切都要从 Binder 讲起,且听下一回合介绍。

代码地址

Thanks

《Android 开发艺术探索》 https://developer.android.com/guide/components/aidl.html http://www.jianshu.com/p/b9b15252b3d6 http://rainbow702.iteye.com/blog/1149790

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