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Android IPC机制之Binder的工作机制 浅谈Android IPC机制之Binder的工作机制

handsome黄   2021-06-08 我要评论
想了解浅谈Android IPC机制之Binder的工作机制的相关内容吗handsome黄在本文为您仔细讲解Android IPC机制之Binder的工作机制的相关知识和一些Code实例欢迎阅读和指正我们先划重点:Android,IPC,Android,Binder下面大家一起来学习吧

进程和线程的关系

按照操作系统中的描述线程是CPU调度的最小单位同时线程也是一种有限的系统资源而进程一般是指一个执行单元在pc端或者移动端上是指一个程序或者一个应用一个进程中可以包含一个或者是多个线程所以他们的关系应该是包含和被包含的关系

跨进程的种类

在Android中跨进程通信的方式有很多种Bundle,文件共享AIDL,Messenger,ContentProvider,Socket,这些都能实现进程间之间的通信当然虽然都能够实现进程间通信但是他们之间的实现原理或者说是底层的实现方式都是不一样的下面我们将会一一说明

注:很多同学觉得创建进程就应该创建一个新的应用其实不是的只要我们在AndroidMenifest上加上这一句代码就可以了android:process=“:remote”具体的同学们可以自己的了解

在说IPC之前先说一下一些基础概念这样对后面的内容能够更好的理解

SerializableParcelable接口

Serializable接口是java提供的一个序列化的接口这是一个空的接口为对象提供标准的序列化和反序列化操作

Serializable序列化和反序列化都是采ObjectOutputStream和ObjectInputStream就可以实现当然这些系统基本已经为我们实现了

Parcelable接口是Android自带的一种序列化方式序列化和反序列化都是通过writeToParcel方法来完成的

两者的区别:Serializable是java的序列化接口使用简单但是由于序列化和反序列化的过程需要大量的I/o操作所以性能较差Parcelable接口使用较为麻烦但是效率很高但是存在一个很大的缺点就是被Parcelable将对象序列化以后要将对象保存到磁盘中的将会很麻烦所以建议是使用Serializable

Binder

直观来说Binder是Android中的一个类它实现了IBinder接口从IPC的角度来说Binder是Android中的一种跨进程通信的一种方式同时还可以理解为是一种虚拟的物理设备它的设备驱动是/dev/binder/从Framework角度来说Binder是ServiceManager的桥梁从应用层来说Binder是客户端和服务端进行通信的媒介

在Android开发中Binder主要用在Service中包括AIDL和Messenger由于Messenger的底层其实就是Aidl所以现在我们以AIDL来分析一下binder的工作机制

上代码:

/*

 * This file is auto-generated.  DO NOT MODIFY.

 * Original file: /Users/huangjialin/MyApplication/service/src/main/aidl/aidl/MyAIDLService.aidl

 */

package aidl;

// Declare any non-default types here with import statements


public interface MyAIDLService extends android.os.IInterface {



    /**

     * Local-side IPC implementation stub class.

     */

    public static abstract class Stub extends android.os.Binder implements aidl.MyAIDLService {

        private static final java.lang.String DESCRIPTOR = "aidl.MyAIDLService";



        /**

         * Construct the stub at attach it to the interface.

         */

        public Stub() {

            this.attachInterface(this, DESCRIPTOR);

        }



        /**

         * Cast an IBinder object into an aidl.MyAIDLService interface,

         * generating a proxy if needed.

         */

        public static aidl.MyAIDLService asInterface(android.os.IBinder obj) {

            if ((obj == null)) {

                return null;

            }

            android.os.IInterface iin = obj.queryLocalInterface(DESCRIPTOR);

            if (((iin != null) && (iin instanceof aidl.MyAIDLService))) {

                return ((aidl.MyAIDLService) iin);

            }

            return new aidl.MyAIDLService.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_getString: {

                    data.enforceInterface(DESCRIPTOR);

                    java.lang.String _result = this.getString();

                    reply.writeNoException();

                    reply.writeString(_result);

                    return true;

                }

            }

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

        }



        private static class Proxy implements aidl.MyAIDLService {

            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.lang.String getString() throws android.os.RemoteException {

                android.os.Parcel _data = android.os.Parcel.obtain();

                android.os.Parcel _reply = android.os.Parcel.obtain();

                java.lang.String _result;

                try {

                    _data.writeInterfaceToken(DESCRIPTOR);

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

                    _reply.readException();

                    _result = _reply.readString();

                } finally {

                    _reply.recycle();

                    _data.recycle();

                }

                return _result;

            }

        }



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

    }



    public java.lang.String getString() throws android.os.RemoteException;

}

上面这段代码是系统生成的在gen目录下可以看到根据MyAIDLService.aidl系统为我们生成了MyAIDLService.java这个类我们先来了解一下这个类中每个方法的含义:

DESCRIPTOR:Binder的唯一标识一般用于当前Binder的类名表示

asInterface(android.os.IBinder obj):用于将服务端的Binder对象转换成客户端所需的AIDL接口类型的对象这种转化过程是区分进程的如果客户端和服务端位于同一个进程那么这个方法返回的是服务端的stub对象本身否则返回的是系统封装后的Stub.proxy对象

asBinder():用于返回当前Binder对象

onTransact:该方法运行在服务端的Binder线程池中当客户端发起跨进程通信请求的时候远程请求通过系统底层封装后交给该方法处理注意这个方法public boolean onTransact(int code, android.os.Parcel data, android.os.Parcel reply, int flags)服务端通过code可以确定客户端所请求的目标方法是什么接着从data中取出目标方法所需的参数然后执行目标方法当目标方法执行完毕后就像reply中写入返回值这个方法的执行过程就是这样的如果这个方法返回false客户端是会请求失败的所以我们可以在这个方法中做一些安全验证

public java.lang.String getString() throws android.os.RemoteException:

这个方法运行在客户端中当客户端调用此方法的时候它的内部实现是这样的:首先创建该方法所需要的输入类型Parcel对象_data然后调用transact方法发起远程调用请求同时当前线程挂起然后服务端的OnTransact方法会被调用直到RPC过程返回后当前线程继续执行并从_reply中读取返回的数据

如图:Binder的工作机制

从上面分析我们明白了Binder的工作机制但是要注意一些问题:

1.当客户端发起请求时由于当前线程会被挂起直到服务端返回数据如果这个远程方法很耗时的话那么是不能够在UI线程也就是主线程中发起这个远程请求的

2.由于Service的Binder方法运行在线程池中所以Binder方法不管是耗时还是不耗时都应该采用同步的方式因为它已经运行在一个线程中了


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