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Android进程通信之Messenger和AIDL使用详解

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鸟哥教程(niaoge.com)。

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