知识总结 插件化学习 Binder机制原理

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常兴E站
2017.06.05 20:46* 字数 1117

Binder是android系统特有IPC方式,安卓平台中的各种服务交互基本都是Binder机制实现,理解和掌握Binder机制的实现原理可有效提升软件性能优化点,同时Binder机制的应用也是动态代理方式实现插件化基础。

安卓插件化学习 Binder机制原理分析

网上虽然已有很多Binder类似的优秀分析,本文处于自我学习目的,把我学理解和认识的东西记录一下。
Binder属于android平台特有的IPC通道,也是进程间数据交互的核心内容。
安卓平台IPC方式总的来说有5种:1、文件操作;2、Messenger;3、Provider; 4、AIDL;5、Socket。
这五种方式中,2、3、4的实现都用到了Binder机制,这里主要以AIDL的使用讲解Binder。

Binder设计结构理解

1、通信进程两端两个重要对象:一个是本地端的Proxy远程引用对象,一个是远程端的Stub实体对象
2、client端Proxy对象可以根据所定义的继承IInterface接口的相关约定方法来操作server端Stub实体类。
3、Android中在使用系统服务的时候通过getSystemService方法获取到的其实都是Stub把远端的Binder转化的对象,因为系统服务都是在system_server进程中,所以肯定是跨进程获取对象的,那么这个Binder对象其实就是上面的Proxy对象
4、除client和Proxy进程外,还存在者一个serverManager所在的进程(0号引用获取),用来存储proxy引用与stub实体的对应关系。
5、简单理解:ProxyBinder的transact方法调用后会同步(可异步)调用到Stub类的onTransact.这中间进程间数据的一次拷贝都是在系统空间的Binder驱动中完成。

image.png

Binder的使用

Binder的使用基本存在与多进程的App中,大家工作的项目中很可能甚少接触底层数据在进程间的传递,特别是业务需求多的应用。然后本地工具类应用如卫士类的产品研发会很经常的应用到Binder,并且会在不同的场合自定义Binder的数据传递方式,这里也很感谢之前工作项目“手机卫士”的实际应用机会。

标准AIDL使用Binder

AIDL( Android Interface definition language)安卓进程间通信接口语言,我们可以通过这种方式定义接口,完成两个或多个进程间的信息传递。

1. 定义.aidl 接口文件

首先要定义进程间需要完成什么操作,传递什么数据,根据需求定义方法接口。

    package com.canking.binder.aidl;    
    import com.canking.binder.aidl.Data;  
        interface AIDLService {     
          void setData(Data cb);     
    }    

2. 编译项目生产java文件

定义完.aidl 文件有,通过as build项目后,IDE会帮我们生产对应的java文件在gen目录下。

    public interface AIDLService extends android.os.IInterface {
    /**
     * Local-side IPC implementation stub class.
     */
    public static abstract class Stub extends android.os.Binder implements com.canking.binder.aidl.AIDLService {
        private static final java.lang.String DESCRIPTOR = "com.canking.binder.aidl.AIDLService";

        /**
         * Construct the stub at attach it to the interface.
         */
        public Stub() {
            this.attachInterface(this, DESCRIPTOR);
        }

        /**
         * Cast an IBinder object into an com.canking.binder.aidl.AIDLService,
         * generating a proxy if needed.
         */
        public static com.canking.binder.aidl.AIDLService asInterface(android.os.IBinder obj) {
            if ((obj == null)) {
                return null;
            }
            android.os.IInterface iin = obj.queryLocalInterface(DESCRIPTOR);
            if (((iin != null) && (iin instanceof com.canking.binder.aidl.AIDLService))) {
                return ((com.canking.binder.aidl.AIDLService) iin);
            }
            return new com.canking.binder.aidl.AIDLService.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_onCallback: {
                    data.enforceInterface(DESCRIPTOR);
                    android.os.Bundle _arg0;
                    if ((0 != data.readInt())) {
                        _arg0 = android.os.Bundle.CREATOR.createFromParcel(data);
                    } else {
                        _arg0 = null;
                    }
                    android.os.Bundle _result = this.setData(_arg0);
                    reply.writeNoException();
                    if ((_result != null)) {
                        reply.writeInt(1);
                        _result.writeToParcel(reply, android.os.Parcelable.PARCELABLE_WRITE_RETURN_VALUE);
                    } else {
                        reply.writeInt(0);
                    }
                    return true;
                }
            }
            return super.onTransact(code, data, reply, flags);
        }

        private static class Proxy implements com.canking.binder.aidl.AIDLService {
            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 android.os.Bundle onCallback(android.os.Bundle extra) throws android.os.RemoteException {
                android.os.Parcel _data = android.os.Parcel.obtain();
                android.os.Parcel _reply = android.os.Parcel.obtain();
                android.os.Bundle _result;
                try {
                    _data.writeInterfaceToken(DESCRIPTOR);
                    if ((extra != null)) {
                        _data.writeInt(1);
                        extra.writeToParcel(_data, 0);
                    } else {
                        _data.writeInt(0);
                    }
                    mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_onCallback, _data, _reply, 0);
                    _reply.readException();
                    if ((0 != _reply.readInt())) {
                        _result = android.os.Bundle.CREATOR.createFromParcel(_reply);
                    } else {
                        _result = null;
                    }
                } finally {
                    _reply.recycle();
                    _data.recycle();
                }
                return _result;
            }
        }

        static final int TRANSACTION_onCallback = (android.os.IBinder.FIRST_CALL_TRANSACTION + 0);
    }

    public android.os.Bundle setData(android.os.Bundle extra) throws android.os.RemoteException;
    }

3. 定义远端实体对象

     public class AIDLServiceImpl extends AIDLService.Stub {
       @Override
       public boolean setData() {
        doSomeThing();
        return true;
       }
     }
     
    @Override
    public IBinder onBind(Intent intent) {
        return AIDLServiceImpl;
    }

继承Stub类实现方法,并且通过Service的onBind()或Provider的call()提供接口返回给client端。

当然,也可以不定义aidl文件,自己定义Stub类及proxy类,好处是按照自己的需求自定义Stub的达到自定义Parcel读取方式及实现逻辑来解决一些业务需求问题,比如复杂继承类的传递。

4. Client端获取远端ProxyBinder

3中定义好Binder对象后,这个Binder就可以跨进程调用类,获取这个远端binder引用的方法有很多,利用Service启动方法中的ServiceConnection来返回onBinder里的对象。或者用Provider的call根据标记返回指定Binder对象(封装在Bundle中)。

安卓源码ServiceManager分析

ServiceManager是一个全局的manager、调用了Jni函数,实现addServicew getService checkService listService等函数,
Server进程先注册一些service到SercviceManager中。
Client想获得一些service,就要到Service中去获取该Service。
这样,Server和Client之间就可以进行通讯了,
Server和Client之间的通讯都是通过Binder进行的。

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