Android進程通信之Messenger和AIDL使用詳解

1. 前言

提到的進程間通信（IPC：Inter-Process Communication），在Android系統中，一個進程是不能直接訪問另一個進程的內存的，需要提供一些機制在不同的進程之間進行通信，Android官方推出了AIDL(Android Interface Definition Language)，它是基於Binder機制的。

上篇提到組件在與Service通信方法有三種。

• 實現IBinder
• Messenger
• AIDL

後面兩種可以跨進程通信，是基於Binder機制的通信方式。

2. 使用時機

在確定使用什麼機制之前，首先了解應用場景。Android系統中，如果組件與服務通信是在同一進程，就使用第一種方式；如果是跨進程通信，使用第二種和第三種，兩者不同在於，Messenger不能處理多線程並發請求。

3. AIDL使用

AIDL是可以處理多線程訪問的請求的，所以實現AIDL首先要保證線程安全。

• 創建.aidl文件，定義接口
• 在代碼中實現接口，Android SDK會根據aidl文件，生成接口，接口內部有一個名為Stub內部抽象類，這個類用於繼承了Binder類並實現aidl文件中定義的接口，我們需要拓展Stub類並實現裡面的抽象方法
• 復寫Service的onBind()，返回Stub類的實現
  

3.1 創建.aidl文件

在Android Studio中工程目錄下，反鍵new -> AIDL -> AIDL FIle，可以新建aidl文件，編譯器會自動在app(殼工程)/src/main/目錄下新建aidl文件，同時也會新建文件夾，默認以工程包名作為aidl文件所在的目錄。

目錄結構如下：

圖-1 aidl文件目錄結構

也可以手動創建，aidl接口定義的包名也可以和工程包名不同，aidl文件語法和Java語法相似，aidl定義的接口名必須和文件名一致，而且支持傳遞自定義的數據類型，需要實現parcelable接口。

IRemoteService.aidl

package com.demo.aidl;

import com.demo.aidl.ParcelableData;

interface IRemoteService {
 /**
 * 獲取當前進程的pid
 */
 int getPid();
 /**
 * 獲取當前服務名稱
 */
 String getServiceName();
 /**
 * 處理客戶端傳過來的數據
 */
 void handleData(in ParcelableData data);
}

ParcelableData.aidl

package com.demo.aidl;

/**
 * 聲明支持傳遞的類
 */
parcelable ParcelableData;

IRemoteServiceCallBack.aidl

package com.demo.aidl;

oneway interface IRemoteServiceCallBack {
 void valueChanged(int value);
}

aidl文件定義的接口支持的數據類型如下：

• Java的八種基本數據類型（byte，int，short，long，float，double，char，boolean）
• String
• CharSequence
• List，List中所有的元素必須是aidl文件支持的數據類型，例如，List< String >
• Map，Map中所有的元素必須是aidl文件支持的數據類型，
• 其他aidl定義的接口，要手動添加import
• 其他aidl文件中申明的類，要手動添加import
  

aidl文件中定義的方法接受的參數，除了Java的基本數據類型和aidl定義的接口之外，其他參數都需要標記數據的走向，in/out/inout，基本數據類型和aidl定義的接口作為參數，默認是in。

• in表示輸入參數，客戶端把參數傳遞給服務端使用。
• out表示輸出參數，客戶端將參數傳遞給服務端填充，然後自己使用處理。
• inout標書輸入輸出參數，傳送相應的值並接收返回。
  

關鍵字oneway表示用戶請求相應功能時不需要等待響應可直接調用返回，非阻塞效果，該關鍵字可以用來聲明接口或者聲明方法，如果接口聲明中用到了oneway關鍵字，則該接口聲明的所有方法都采用oneway方式

新建完畢aidl文件後，rebuild工程或者使用gradle assembleDebug(或gradle assembleRelease)指令編譯工程，生成具體的java代碼，在殼工程/build/generated/aidl/目錄下的debug或者release文件夾下，根據build的類型而定，如圖：

圖-2 adil生成代碼目錄圖

AIDL接口首次公布後對其的任何修改都必須保持向後兼容性，避免中斷客戶端對服務的使用，因為需要將.aidl文件復制給其他應用，才能使其他應用能夠訪問服務，所以必須保持對原始接口的支持。

3.2 實現接口

Android SDK會根據.aidl文件生成同名.java文件，生成的接口中有一個Stub的抽象子類，這個類實現（implements）aidl定義的接口，同時繼承了Binder。

具體代碼如下：

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);
 }
 }
};

現在mBinder是Stub類的一個實例，同時也是一個Binder，用於服務定義的RPC服務，作為onBind()方法的返回對象實例。

實現AIDL接口注意事項：

• 因為AIDL可以處理多線程並發，在實現過程中要保證線程安全
• 默認情況下，RPC調用是同步的，但是服務端可能有耗時操作，客戶端最好不要在主線程調用服務
• 服務端引發的任何異常不會返回給客戶端
  

3.3 向客戶端暴露接口

實現接口後，需要向客戶端將接口暴露出來，以便客戶端使用。將Stub的實例化對象作為Service中onBind()方法的返回對象。

public class RemoteService extends Service {
 /**
 * 回調容器
 */
 private final RemoteCallbackList<IRemoteServiceCallBack> mCallBacks = new RemoteCallbackList<>();
 /**
 * aidl接口具體實現
 */
 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() {
 // 注銷所有回調
 mCallBacks.kill();
 }
}

3.4 客戶端調用

服務提供給第三方應用使用，其他應用就必須要有接口類，在客戶端創建相同的aidl文件（可以直接拷貝過去）。

核心連接遠端服務的代碼：

/**
 * 遠端服務
 */
private IRemoteService mService;

private ServiceConnection mConnection = new ServiceConnection() {
 /**
 * 連接服務器成功回調
 * 
 * @param className
 * @param service
 */
 public void onServiceConnected(ComponentName className, IBinder service) {
 mService = IRemoteService.Stub.asInterface(service);
 }

 /**
 * 服務器因為一場情況斷開連接時候回調
 * 
 * @param className
 */
 public void onServiceDisconnected(ComponentName className) {
 mService = null;
 }
};

/**
 * 綁定服務
 */
private void doBindService() {
 isBound = true;
 Intent intent = new Intent(BindRemoteServiceActivity.this, RemoteService.class);
 bindService(intent, mConnection, Context.BIND_AUTO_CREATE);
}

/**
 * 解除綁定
 */
private void doUnbindService() {
 if(isBound && mService != null) {
 isBound = false;
 try {
 mService.unregisterCallback(mCallback);
 } catch (RemoteException e) {
 e.printStackTrace();
 }

 unbindService(mConnection);
 }
}

/**
 * 向服務端發送信息
 */
private void doSendMsg() {
 if(!isBound || mService == null) {
 return;
 }
 ParcelableData data = new ParcelableData(1);
 try {
 mService.handleData(data);
 } catch (RemoteException e) {
 e.printStackTrace();
 }
}

/**
 * 調用服務端方法獲取信息
 */
private void doGetServiceInfo() {
 if(!isBound || mService == null) {
 return;
 }
 try {
 String info = mService.getServiceName();

 mInfoTv.setText("Service info :" + info);
 } catch (RemoteException e) {
 e.printStackTrace();
 }
}

詳情代碼貼上來比較長，貼上工程地址，點我呀！！！

4. Messenger的使用

Messenger的使用相對於AIDL方便好多，因為Messenger是Android系統中自帶的類，服務端和客戶端都不用創建AIDL文件。

Messenger會持有一個Handler，這個Handler用於處理接受到的信息，在服務端和乘客通過Messenger實現雙方通信。

4.1 服務端

代碼實例：

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 客戶端

核心代碼：

/**
 * 關聯遠端服務的messenger
 */
private Messenger mServiceWrapper;
/**
 * 用於處理服務端發送的信息
 */
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 {
 // 添加監聽注冊
 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");
 }
};

/**
 * 綁定服務
 */
private void doBindService() {
 if(!isBound) {
 bindService(new Intent(this, MessengerService.class), mConnection, Context.BIND_AUTO_CREATE);

 isBound = true;

 mInfoTv.setText("Binding...");
 }
}

/**
 * 移除監聽並解綁服務
 */
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...");
 }
}

/**
 * 向服務端發送信息
 */
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 客戶端發送信息

使用Messenger向服務端發送信息，使用的是Messenger.send(Message)方法，這個方法具體實現如下：

public void send(Message message) throws RemoteException {
 mTarget.send(message);
}

方法內部調用mTarget.send(Message)方法，在Messenger中，mTarget是在構造方法裡面被賦值的，有兩個構造函數。

public Messenger(Handler target) {
 mTarget = target.getIMessenger();
}

public Messenger(IBinder target) {
 mTarget = IMessenger.Stub.asInterface(target);
}

第一個構造函數好理解，mTarget.send(Message)實際上是將Message加入了構造函數傳入的Handler的消息隊列，Demo工程中服務端向乘客端發送信息就是使用的這種方法

第二個構造函數是不是很眼熟，這不就是獲取AIDL定義的接口嘛！！！轉了一圈回到了上面的AIDL，客戶端向服務端發送信息實際上還是通過AIDL，只不過Android系統幫我們做了一層封裝。

最後附上demo：demo

5. 總結

到此，Android中常用的進程通信都已經總結完畢，算是一個完結，撒花！！希望對大家的學習有所幫助，也希望大家多多支持本站。