初学者必知的AIDL在应用层上的Binder机制

以你之姓@ 2023-06-23 13:13 12阅读 0赞

首先得理解几个概念：

IPC：Inter-Process Communication，进程间的通信或跨进程通信。简单点理解，一个应用可以存在多个进程，但需要数据交换就必须用IPC；或者是二个应用之间的数据交换。

Binder：Binder是Android的一个类，它实现了IBinder接口。从IPC角度来说，Binder是Android中的一种跨进程通信方式。通过这个Binder对象，客户端就可以获取服务端提供的服务或数据，这里的服务包括普通服务和基于AIDL的服务。

AIDL：Android Interface Definition language，它是一种Android内部进程通信接口的描述语言。

**一、AIDL的使用**

![Center][]

**服务端：**

创建一个服务端工程，在工程中点击右键New->AIDL->AIDL File，默认直接点确定，这时会在工程中出现一个aidl文件：

![Center 1][]

我们打开这个aidl文件，我们创建一个我们需要测试的方法：

![Center 2][]

由于Android Studio是要手动编译才能生成对应AIDL的java文件，**既然aidl文件是个接口**，那就必须存在着实现这个接口的类，点击编译，系统自动生成一个java类，该java类的代码就是整个Binder机制的原理所在（会在下面第二步骤介绍原理）：

![Center 3][]

![Center 4][]

**既然是个服务端**，那么我们就要开始**写服务**了，创建一个类，继承Service：

import android.app.Service;
    import android.content.Intent;
    import android.os.IBinder;
    import android.os.RemoteException;
    import android.support.annotation.Nullable;
    import android.util.Log;
     
    import com.handsome.boke.IMyAidlInterface;
     
    public class MyService extends Service { 
        @Nullable
        @Override
        public IBinder onBind(Intent intent) { 
            return myS;
        }
     
        private IBinder myS = new IMyAidlInterface.Stub() { 
     
            @Override
            public void basicTypes(int anInt, long aLong, boolean aBoolean, float aFloat, double aDouble, String aString) throws RemoteException { 
     
            }
     
            @Override
            public int add(int num1, int num2) throws RemoteException { 
                Log.i("Hensen", "从客户端发来的AIDL请求:num1->" + num1 + "::num2->" + num2);
                return num1 + num2;
            }
        };
    }

**既然是个服务**，就必须在manifests文件中配置：

<service
                android:name=".Aidl.MyService"
                android:exported="true"/>

到现在服务端写好了，开启模拟器**启动这个程序**，记得在代码中开启服务：

public class LoginActivity extends AppCompatActivity { 
     
        @Override
        protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) { 
            super.onCreate(savedInstanceState);
            setContentView(R.layout.activity_login);
     
            startService(new Intent(this, MyService.class));
        }
    }

**客户端：**

在工程中点击右键New->Module，按默认确定，finish：

![Center 5][]  
关键的一步来了，**复制服务端的aidl整个文件夹**（包括里面的包、aidl文件、完整无缺）**粘贴到客户端对应放aidl的地方**：

![Center 6][]  
不要忘了，客户端还要**手动编译**：

![Center 3][]

好了我们来写客户端的代码（我们在MainActivity中放一个”AIDL“的按钮，先绑定服务，然后点击按钮调用）：

public class MainActivity extends AppCompatActivity { 
     
        IMyAidlInterface iMyAidlInterface;
     
        @Override
        protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) { 
            super.onCreate(savedInstanceState);
            setContentView(R.layout.activity_main);
     
            //绑定服务
            Intent intent = new Intent();
            intent.setComponent(new ComponentName("com.handsome.boke", "com.handsome.boke.Aidl.MyService"));
            bindService(intent, conn, BIND_AUTO_CREATE);
        }
     
        /** * 点击“AIDL”按钮事件 * * @param view */
        public void add(View view) { 
            try { 
                int res = iMyAidlInterface.add(1, 2);
                Log.i("Hensen", "从服务端调用成功的结果：" + res);
            } catch (RemoteException e) { 
                e.printStackTrace();
            }
        }
     
        /** * 服务回调方法 */
        private ServiceConnection conn = new ServiceConnection() { 
            @Override
            public void onServiceConnected(ComponentName name, IBinder service) { 
                iMyAidlInterface = IMyAidlInterface.Stub.asInterface(service);
            }
     
            @Override
            public void onServiceDisconnected(ComponentName name) { 
                iMyAidlInterface = null;
            }
        };
     
        @Override
        protected void onDestroy() { 
            super.onDestroy();
            //解绑服务，回收资源
            unbindService(conn);
        }
    }

通过Intent中的setComponent来启动其他应用中的Service  
![在这里插入图片描述][20200702114555723.png]

测试结果（先开启服务端，开启服务后，接着开启客户端，绑定远程服务）：

08-19 10:59:34.548 6311-6328/com.handsome.boke I/Hensen: 从客户端发来的AIDL请求:num1->1::num2->2

08-19 10:59:34.550 7052-7052/com.handsome.app2 I/Hensen: 从服务端调用成功的结果：3

**二、AIDL的Binder机制原理分析**

![Center 7][]

分析原理：

/* * This file is auto-generated. DO NOT MODIFY. * Original file: D:\\workspace5\\Boke\\app\\src\\main\\aidl\\com\\handsome\\boke\\IMyAidlInterface.aidl */
    package com.handsome.boke;
    // Declare any non-default types here with import statements
     
    public interface IMyAidlInterface extends android.os.IInterface { 
        /** * Local-side IPC implementation stub class. */
        public static abstract class Stub extends android.os.Binder implements com.handsome.boke.IMyAidlInterface { 
            private static final java.lang.String DESCRIPTOR = "com.handsome.boke.IMyAidlInterface";
     
            /** * Construct the stub at attach it to the interface. */
            public Stub() { 
                this.attachInterface(this, DESCRIPTOR);
            }
     
            /** * Cast an IBinder object into an com.handsome.boke.IMyAidlInterface interface, * generating a proxy if needed. */
            public static com.handsome.boke.IMyAidlInterface asInterface(android.os.IBinder obj) { 
                if ((obj == null)) { 
                    return null;
                }
                android.os.IInterface iin = obj.queryLocalInterface(DESCRIPTOR);
                if (((iin != null) && (iin instanceof com.handsome.boke.IMyAidlInterface))) { 
                    return ((com.handsome.boke.IMyAidlInterface) iin);
                }
                return new com.handsome.boke.IMyAidlInterface.Stub.Proxy(obj);
            }
     
            @Override
            public android.os.IBinder asBinder() { 
                return this;
            }
     
            @Override
            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_basicTypes: { 
                        data.enforceInterface(DESCRIPTOR);
                        int _arg0;
                        _arg0 = data.readInt();
                        long _arg1;
                        _arg1 = data.readLong();
                        boolean _arg2;
                        _arg2 = (0 != data.readInt());
                        float _arg3;
                        _arg3 = data.readFloat();
                        double _arg4;
                        _arg4 = data.readDouble();
                        java.lang.String _arg5;
                        _arg5 = data.readString();
                        this.basicTypes(_arg0, _arg1, _arg2, _arg3, _arg4, _arg5);
                        reply.writeNoException();
                        return true;
                    }
                    case TRANSACTION_add: { 
                        data.enforceInterface(DESCRIPTOR);
                        int _arg0;
                        _arg0 = data.readInt();
                        int _arg1;
                        _arg1 = data.readInt();
                        int _result = this.add(_arg0, _arg1);
                        reply.writeNoException();
                        reply.writeInt(_result);
                        return true;
                    }
                }
                return super.onTransact(code, data, reply, flags);
            }
     
            private static class Proxy implements com.handsome.boke.IMyAidlInterface { 
                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;
                }
     
                /** * Demonstrates some basic types that you can use as parameters * and return values in AIDL. */
                @Override
                public void basicTypes(int anInt, long aLong, boolean aBoolean, float aFloat, double aDouble, java.lang.String aString) throws android.os.RemoteException { 
                    android.os.Parcel _data = android.os.Parcel.obtain();
                    android.os.Parcel _reply = android.os.Parcel.obtain();
                    try { 
                        _data.writeInterfaceToken(DESCRIPTOR);
                        _data.writeInt(anInt);
                        _data.writeLong(aLong);
                        _data.writeInt(((aBoolean) ? (1) : (0)));
                        _data.writeFloat(aFloat);
                        _data.writeDouble(aDouble);
                        _data.writeString(aString);
                        mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_basicTypes, _data, _reply, 0);
                        _reply.readException();
                    } finally { 
                        _reply.recycle();
                        _data.recycle();
                    }
                }
     
                @Override
                public int add(int num1, int num2) 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(num1);
                        _data.writeInt(num2);
                        mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_add, _data, _reply, 0);
                        _reply.readException();
                        _result = _reply.readInt();
                    } finally { 
                        _reply.recycle();
                        _data.recycle();
                    }
                    return _result;
                }
            }
     
            static final int TRANSACTION_basicTypes = (android.os.IBinder.FIRST_CALL_TRANSACTION + 0);
            static final int TRANSACTION_add = (android.os.IBinder.FIRST_CALL_TRANSACTION + 1);
        }
     
        /** * Demonstrates some basic types that you can use as parameters * and return values in AIDL. */
        public void basicTypes(int anInt, long aLong, boolean aBoolean, float aFloat, double aDouble, java.lang.String aString) throws android.os.RemoteException;
     
        public int add(int num1, int num2) throws android.os.RemoteException;
    }

我们来分析一下这个类

首先本身继承Iinterface，所以他也是个接口，接口中必须有方法，**代码定位到结尾**有2个方法。

public void basicTypes(int anInt, long aLong, boolean aBoolean, float aFloat, double aDouble, java.lang.String aString) throws android.os.RemoteException;
        public int add(int num1, int num2) throws android.os.RemoteException;

这两个方法就是basicTypes和add，就是我们服务端的2个方法。

接着发现该接口中有1个内部类Stub，继承自本身（IMyAidlInterface）接口，**代码定位到Stub**类。

这个Stub有个构造方法、asInterface、asBinder、onTransact（先不介绍）。

接着发现该内部类Stub还有一个内部类，**代码定位到Proxy（我们把它称为代理）**类，也是继承自本身（IMyAidlInterface）接口，所以**实现**该接口的两个方法。

/** * Demonstrates some basic types that you can use as parameters * and return values in AIDL. */
                @Override
                public void basicTypes(int anInt, long aLong, boolean aBoolean, float aFloat, double aDouble, java.lang.String aString) throws android.os.RemoteException { 
                    android.os.Parcel _data = android.os.Parcel.obtain();
                    android.os.Parcel _reply = android.os.Parcel.obtain();
                    try { 
                        _data.writeInterfaceToken(DESCRIPTOR);
                        _data.writeInt(anInt);
                        _data.writeLong(aLong);
                        _data.writeInt(((aBoolean) ? (1) : (0)));
                        _data.writeFloat(aFloat);
                        _data.writeDouble(aDouble);
                        _data.writeString(aString);
                        mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_basicTypes, _data, _reply, 0);
                        _reply.readException();
                    } finally { 
                        _reply.recycle();
                        _data.recycle();
                    }
                }
     
                @Override
                public int add(int num1, int num2) 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(num1);
                        _data.writeInt(num2);
                        mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_add, _data, _reply, 0);
                        _reply.readException();
                        _result = _reply.readInt();
                    } finally { 
                        _reply.recycle();
                        _data.recycle();
                    }
                    return _result;
                }
            }

在这个类里面我们会发现有2个标识：用来区分两个方法，到底你远程请求哪个方法的唯一标识， **代码定位到代理类的结尾** 。

static final int TRANSACTION_basicTypes = (android.os.IBinder.FIRST_CALL_TRANSACTION + 0);
            static final int TRANSACTION_add = (android.os.IBinder.FIRST_CALL_TRANSACTION + 1);

回过头来，还记得我们客户端做了什么吗？答案：绑定一个服务，在回调方法获取一个接口（iMyAidlInterface），它是**直接静态使用IMyAidlInterface里面的静态类Stub的asInterface的方法**：（好了我们去跟踪到Stub类asInterface这个方法）

/** 
       * 服务回调方法 
       */ 
       private ServiceConnection conn = new ServiceConnection() { 
       @Override 
       public void onServiceConnected(ComponentName name, IBinder service) { 
       iMyAidlInterface = IMyAidlInterface.Stub.asInterface(service); 
       } 
       
       @Override 
       public void onServiceDisconnected(ComponentName name) { 
       iMyAidlInterface = null; 
       } 
       };

**代码定位到Stub类asInterface方法** ：

public static com.handsome.boke. IMyAidlInterface asInterface(android.os.IBinder obj) { 
       if ((obj == null)) { 
       return null; 
       } 
       android.os.IInterface iin = obj.queryLocalInterface(DESCRIPTOR); 
       if (((iin != null) && (iin instanceof com.handsome.boke.IMyAidlInterface))) { 
       return ((com.handsome.boke.IMyAidlInterface) iin); 
       } 
       return new com.handsome.boke.IMyAidlInterface.Stub.Proxy(obj); 
       }

前面只是做一些判断、 **看一下最后一句话** ：我们将传过来的obj还是传给了它的 **代理类** 来处理， **返回的是代理类的对象**

return new com.handsome.boke.IMyAidlInterface.Stub.Proxy(obj);

所以在客户端的iMyAidlInterface = ……，则是拿到它的 **代理类，好了，这个时候就看客户端调用代理类干嘛了** ：

int res = iMyAidlInterface.add(1, 2);

他调用了代理类的add方法， **代码定位到代理类的add方法** ：

@Override 
       public int add(int num1, int num2) 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(num1); 
       _data.writeInt(num2); 
       mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_add, _data, _reply, 0); 
       _reply.readException(); 
       _result = _reply.readInt(); 
       } finally { 
       _reply.recycle(); 
       _data.recycle(); 
       } 
       return _result; 
       }

你会发现，它把数据写进了\_data里面，最后调用 **transact方法** ，传入\_data数据，唯一标识Stub.TRANSACTION\_add。

mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_add, _data, _reply, 0);

然后这个transact方法就是通过底层了，通过底层结束后，这些参数送到哪了？答案：底层会走到stub类中的 **onTransact方法，通过判断唯一标识，确定方法：**

case TRANSACTION_add: { 
       data.enforceInterface(DESCRIPTOR); 
       int _arg0; 
       _arg0 = data.readInt(); 
       int _arg1; 
       _arg1 = data.readInt(); 
       int _result = this.add(_arg0, _arg1); 
       reply.writeNoException(); 
       reply.writeInt(_result); 
       return true; 
       }

在这个地方将传过来的参数解包，readInt方法。然后调用 **this.add** 方法，this指的就是服务端，调用 **服务端** 的add的方法：

int _result = this.add(_arg0, _arg1);

将得到的结果，写入 **reply** ：

reply.writeNoException(); 
       reply.writeInt(_result);

最后一句话，最后返回系统的 **ontransact** 方法，传入结果reply：

return super.onTransact(code, data, reply, flags);

所以我们在上面获得的结果就是reply（答案：3）：

int res = iMyAidlInterface.add(1, 2);

最后总结下整个过程

![Center 8][]  
  
**三、AIDL编写时候的一些错误**

**错误一：**

Caused by: java.lang.NullPointerException: Attempt to invoke interface method ‘int com.handsome.boke.IMyAidlInterface.add(int, int)’ on a null object reference

这个错误很有可能是你写的服务端，忘记返回myS了，返回的是个null

@Override 
       public IBinder onBind(Intent intent) { 
       return null; 
       }

**错误二：**

Caused by: java.lang.SecurityException: Not allowed to bind to service Intent { cmp=com.handsome.boke/.Aidl.MyService }

这个错误很有可能是的服务端在manifests文件中少了exported=“true"的属性

<!–exported:允许外界访问该服务，AIDL必备条件–> 
       <service 
       android:name= ”.Aidl.MyService"/>

[Center]: https://img-blog.csdn.net/20160819221518358?watermark/2/text/aHR0cDovL2Jsb2cuY3Nkbi5uZXQv/font/5a6L5L2T/fontsize/400/fill/I0JBQkFCMA==/dissolve/70/gravity/Center
[Center 1]: https://img-blog.csdn.net/20160819221944798?watermark/2/text/aHR0cDovL2Jsb2cuY3Nkbi5uZXQv/font/5a6L5L2T/fontsize/400/fill/I0JBQkFCMA==/dissolve/70/gravity/Center
[Center 2]: https://img-blog.csdn.net/20160819222358019?watermark/2/text/aHR0cDovL2Jsb2cuY3Nkbi5uZXQv/font/5a6L5L2T/fontsize/400/fill/I0JBQkFCMA==/dissolve/70/gravity/Center
[Center 3]: https://img-blog.csdn.net/20160819223250927?watermark/2/text/aHR0cDovL2Jsb2cuY3Nkbi5uZXQv/font/5a6L5L2T/fontsize/400/fill/I0JBQkFCMA==/dissolve/70/gravity/Center
[Center 4]: https://img-blog.csdn.net/20160819223516180?watermark/2/text/aHR0cDovL2Jsb2cuY3Nkbi5uZXQv/font/5a6L5L2T/fontsize/400/fill/I0JBQkFCMA==/dissolve/70/gravity/Center
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[Center 6]: https://img-blog.csdn.net/20160819224915562?watermark/2/text/aHR0cDovL2Jsb2cuY3Nkbi5uZXQv/font/5a6L5L2T/fontsize/400/fill/I0JBQkFCMA==/dissolve/70/gravity/Center
[20200702114555723.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200702114555723.png
[Center 7]: https://img-blog.csdn.net/20160819231408390?watermark/2/text/aHR0cDovL2Jsb2cuY3Nkbi5uZXQv/font/5a6L5L2T/fontsize/400/fill/I0JBQkFCMA==/dissolve/70/gravity/Center
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