《Android 開發藝術探索》讀書筆記六 IPC機制之Binder
一、Binder簡介
Binder是Android中的一個類，它實現於IBinder介面：
（1）從IPC角度來說，Binder是一種跨程序通訊的方式；
（2）從Android Framework角度來講，Binder是ServiceManager連線各種Manager（ActicityManager、WindowManager等等）和相應ManagerService的橋樑；
（3）從Android應用層來說，Binder是客戶端與服務端通訊的媒介，通過bindService，服務端會返回一個包含了服務端業務呼叫的Binder物件，通過這個Binder物件，客戶端就可以獲取服務端提供的服務或者資料。這裡的服務包括普通服務及基於AIDL的服務。
在Android開發中，Binder主要應用在Service中，包括AIDL和Messenger，其中普通Service中的Binder不涉及程序間通訊，而Messenger的底層其實是AIDL。
二、Binder的工作機制
以下通過AIDL的方式來分析Binder的工作機制：
首先建立三個檔案Book.java、Book.aidl、IBookManager.aidl
Book.java:
public class Book implements Parcelable{
public int bookId;
public int bookName;
public Book.aidl:
package com.example.ipcdemo1binder.aidl;
parcelable Book;IBookManager.aidl:
package com.example.ipcdemo1binder.aidl;
import com.example.ipcdemo1binder.aidl.Book;
interface IBookManager {
List<Book> getBookList();
void addBook(in Book book);
} 在上面三個檔案中，Book.java表示一個圖書資訊的類，它實現了Parceleable介面，Book.aidl是Book類在AIDL中的宣告，IBookManager.aidl裡面有兩個方法：getBookList和addBook。
在gen目錄下，系統自動為我們生成了IBookManager.java類，程式碼如下：
/*
* This file is auto-generated. DO NOT MODIFY.
* Original file: C:\\THHWork\\Developer\\EclipseWorkspace\\Temp1\\IPCDemo1Binder\\src\\com\\example\\ipcdemo1binder\\aidl\\IBookManager.aidl
*/
package com.example.ipcdemo1binder.aidl;
public interface IBookManager extends android.os.IInterface {
/** Local-side IPC implementation stub class. */
public static abstract class Stub extends android.os.Binder implements
com.example.ipcdemo1binder.aidl.IBookManager {
private static final java.lang.String DESCRIPTOR = "com.example.ipcdemo1binder.aidl.IBookManager";
/** Construct the stub at attach it to the interface. */
public Stub() {
this.attachInterface(this, DESCRIPTOR);
}
/**
* Cast an IBinder object into an
* com.example.ipcdemo1binder.aidl.IBookManager interface, generating a
* proxy if needed.
*/
public static com.example.ipcdemo1binder.aidl.IBookManager asInterface(
android.os.IBinder obj) {
if ((obj == null)) {
return null;
}
android.os.IInterface iin = obj.queryLocalInterface(DESCRIPTOR);
if (((iin != null) && (iin instanceof com.example.ipcdemo1binder.aidl.IBookManager))) {
return ((com.example.ipcdemo1binder.aidl.IBookManager) iin);
}
return new com.example.ipcdemo1binder.aidl.IBookManager.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_getBookList: {
data.enforceInterface(DESCRIPTOR);
java.util.List<com.example.ipcdemo1binder.aidl.Book> _result = this
.getBookList();
reply.writeNoException();
reply.writeTypedList(_result);
return true;
}
case TRANSACTION_addBook: {
data.enforceInterface(DESCRIPTOR);
com.example.ipcdemo1binder.aidl.Book _arg0;
if ((0 != data.readInt())) {
_arg0 = com.example.ipcdemo1binder.aidl.Book.CREATOR
.createFromParcel(data);
} else {
_arg0 = null;
}
this.addBook(_arg0);
reply.writeNoException();
return true;
}
}
return super.onTransact(code, data, reply, flags);
}
private static class Proxy implements
com.example.ipcdemo1binder.aidl.IBookManager {
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 java.util.List<com.example.ipcdemo1binder.aidl.Book> getBookList()
throws android.os.RemoteException {
android.os.Parcel _data = android.os.Parcel.obtain();
android.os.Parcel _reply = android.os.Parcel.obtain();
java.util.List<com.example.ipcdemo1binder.aidl.Book> _result;
try {
_data.writeInterfaceToken(DESCRIPTOR);
mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_getBookList, _data,
_reply, 0);
_reply.readException();
_result = _reply
.createTypedArrayList(com.example.ipcdemo1binder.aidl.Book.CREATOR);
} finally {
_reply.recycle();
_data.recycle();
}
return _result;
}
@Override
public void addBook(com.example.ipcdemo1binder.aidl.Book book)
throws android.os.RemoteException {
android.os.Parcel _data = android.os.Parcel.obtain();
android.os.Parcel _reply = android.os.Parcel.obtain();
try {
_data.writeInterfaceToken(DESCRIPTOR);
if ((book != null)) {
_data.writeInt(1);
book.writeToParcel(_data, 0);
} else {
_data.writeInt(0);
}
mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_addBook, _data, _reply, 0);
_reply.readException();
} finally {
_reply.recycle();
_data.recycle();
}
}
}
static final int TRANSACTION_getBookList = (android.os.IBinder.FIRST_CALL_TRANSACTION + 0);
static final int TRANSACTION_addBook = (android.os.IBinder.FIRST_CALL_TRANSACTION + 1);
}
public java.util.List<com.example.ipcdemo1binder.aidl.Book> getBookList()
throws android.os.RemoteException;
public void addBook(com.example.ipcdemo1binder.aidl.Book book)
throws android.os.RemoteException;
}IBookManager介面繼承於IInterface介面，宣告兩個方法getBookList和addBook。接著，它聲明瞭一個內部類Stub，這個Stub就是一個Binder類，當客戶端與服務端在同一個程序時，方法呼叫不會走跨程序transact過程，而當兩者位於同一程序時，方法呼叫需要走transact過程，這個邏輯由Stub的內部代理類Proxy完成。
DESCRIPTOR
Binder的唯一標識，一般用當前Binder的類名錶示。
asInterface
用於將服務端的Binder物件轉換成客戶端所需的AIDL介面型別物件。這種轉換是區分程序的，如果是同一程序，那麼返回的就是伺服器的Stub物件本身，如果不是同一程序，返回的是系統封裝後的Stub.proxy物件。
asBinder
返回Binder物件
onTransact
如果是跨程序請求時，會呼叫此方法。引數code可以確定客戶端請求的目標方法是什麼，接著從data中取出目標方法所需的引數，然後執行目標方法。當執行完畢後，就向reply中寫入返回值。需要注意的是：如果此方法返回false，那麼客戶端請求會失敗。可利用此特性做許可權驗證，我們也不希望隨便一個程序都能遠端呼叫我們的服務。
Proxy#getBookList
這個方法執行在客戶端，當客戶端呼叫此方法時，它的內部實現是這樣的，首先建立該方法所需要的輸入型Parcel物件_data、輸出型Parcel物件_reply和返回值物件List；然後把該方法的引數資訊寫入_data（如果有引數的話），接著通過RPC（遠端過程呼叫）請求，同時當前執行緒掛起，然後服務端的onTransact方法會被呼叫，直到RPC過程返回後，當前執行緒繼續執行，並從_reply中取出RPC過程的返回結果，最後返回_reply中的資料。
Proxy#addBook
此方法的執行過程與getBookList相同。
注意：當客戶端發起遠端請求時，由於當前執行緒會被掛起直到服務端程序返回資料，所以如果一個遠端方法是耗時的，那麼不能在UI執行緒中發起此遠端請求；其次，由於服務端的Binder方法執行在Binder執行緒池中，所以Binder方法不管是否耗時都應該採用同步的方式去實現，因為它已經執行在一個執行緒中了。
我們也可以自定義一個Binder類，與系統自動生成的類大致一樣，只是在結構上有些調整。
Binder中有兩個比較重要的方法linkToDeath和unlinkToDeath。
private IBinder.DeathRecipient mDeathRecipient = new IBinder.DeathRecipient() {
@Override
public void binderDied() {
if (bookManager == null)
return;
bookManager.asBinder().unlinkToDeath(mDeathRecipient, 0);
bookManager = null;
//重新繫結Service
bindService();
}
};public void onServiceConnected(ComponentName name, IBinder service) {
bookManager = BookManagerImpl.asInterface(service);
try {
service.linkToDeath(mDeathRecipient, 0);
List<Book> bookList = bookManager.getBookList();
} catch (RemoteException e) {
e.printStackTrace();
}
}如果伺服器程序由於某種原因異常終止，這個時候我們到服務端Binder的連線斷裂，會導致我們的遠端呼叫失敗。更為重要的是，我們並不知道Binder的連線斷裂，那麼客戶端的功能就會受到影響。我們可以通過linkToDeath給Binder設定一個死亡代理，當Binder死亡時，我們就會收到通過，從而重新發起連線請求。