Binder的工作原理以及如何手动写一个Binder

Binder的工作原理以及如何手动写一个Binder

上一篇文章我们详细介绍了AIDL的使用。如果对AIDL的使用还不熟悉的话，可以去看看我上一篇的博客,上一篇博客写到，我们通过自己写好的aidl文件，系统会自动帮我们生成文件。下面，我们根据系统生成的代码，来简单分析一下Binder的工作原理。

Binder的工作原理

/*
 * This file is auto-generated.  DO NOT MODIFY.
 * Original file: D:\\maguifeng\\android-code\\AIDLService\\app\\src\\main\\aidl\\com\\demo\\aidlservice\\IBookManager.aidl
 */
package com.demo.aidlservice;
// Declare any non-default types here with import statements

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

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

        /**
         * Cast an IBinder object into an com.demo.aidlservice.IBookManager interface,
         * generating a proxy if needed.
         */
        public static com.demo.aidlservice.IBookManager asInterface(android.os.IBinder obj) {
            if ((obj == null)) {
                return null;
            }
            android.os.IInterface iin = obj.queryLocalInterface(DESCRIPTOR);
            if (((iin != null) && (iin instanceof com.demo.aidlservice.IBookManager))) {
                return ((com.demo.aidlservice.IBookManager) iin);
            }
            return new com.demo.aidlservice.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 {
            java.lang.String descriptor = DESCRIPTOR;
            switch (code) {
                case INTERFACE_TRANSACTION: {
                    reply.writeString(descriptor);
                    return true;
                }
                case TRANSACTION_getBookList: {
                    data.enforceInterface(descriptor);
                    java.util.List<com.demo.aidlservice.Book> _result = this.getBookList();
                    reply.writeNoException();
                    reply.writeTypedList(_result);
                    return true;
                }
                case TRANSACTION_addBook: {
                    data.enforceInterface(descriptor);
                    com.demo.aidlservice.Book _arg0;
                    if ((0 != data.readInt())) {
                        _arg0 = com.demo.aidlservice.Book.CREATOR.createFromParcel(data);
                    } else {
                        _arg0 = null;
                    }
                    this.addBook(_arg0);
                    reply.writeNoException();
                    return true;
                }
                default: {
                    return super.onTransact(code, data, reply, flags);
                }
            }
        }

        private static class Proxy implements com.demo.aidlservice.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;
            }

            /**
             * Demonstrates some basic types that you can use as parameters
             * and return values in AIDL.
             */
            @Override
            public java.util.List<com.demo.aidlservice.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.demo.aidlservice.Book> _result;
                try {
                    _data.writeInterfaceToken(DESCRIPTOR);
                    mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_getBookList, _data, _reply, 0);
                    _reply.readException();
                    _result = _reply.createTypedArrayList(com.demo.aidlservice.Book.CREATOR);
                } finally {
                    _reply.recycle();
                    _data.recycle();
                }
                return _result;
            }

            @Override
            public void addBook(com.demo.aidlservice.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);
    }

    /**
     * Demonstrates some basic types that you can use as parameters
     * and return values in AIDL.
     */
    public java.util.List<com.demo.aidlservice.Book> getBookList() throws android.os.RemoteException;

    public void addBook(com.demo.aidlservice.Book book) throws android.os.RemoteException;
}

DESCRIPTOR
Binder唯一标识，一般用当前Binder的全路径包名来表示，例如上面的代码为：“com.demo.aidlservice.IBookManager”;

Stub()
Stub的构造方法，这个没什么好说的。

asInterface(android.os.IBinder obj)
将服务端的Binder对象转换成客户端所需要的AIDL接口类型的对象。此方便有两种返回值，如果是服务端和客户端处于同一个进程，那么返回的就是Stub本身。如果处于不同的进程，那么返回的是Stub.proxy对象

asBinder()
返回当前的Binder对象

onTransact(int code, android.os.Parcel data, android.os.Parcel reply, int flags)
这个方法只有在多进程通信才会调用，同一个进程是不会调用。
这个方法运行在Binder的线程池中，当客户端发起请求时，远程请求会通过系统底层的一些封装来调用此方法。通过code来区分客户端请求的目标方法，data取出目标方法所需的参数，然后由reply写入返回值。onTransact的执行过程就是这样。注意：这个方法返回都是true,如果返回false，客户端请求会失败。因此，我们可以通过这个特性来做权限认证。如何做这个权限认证，这里不做详细的介绍。

Proxy&getBookList()
这个方法由客户端调用。内部的实现是：首先，会创建三个对象：输入Parcel对象_data，输出Parcel对象_reply，List对象_result。接着会将此方法的参数写入到_data中，然后调用transact方法，发起RPC远程调用请求，同时当前线程会被挂起。接着回调服务端onTransact方法。直到RPC过程完成后，当前线程继续执行，从_reply中取出RPC返回值。最后返回_reply的结果。
Proxy&addBook(Book book)
这个方法由客户端调用。实现的流程与getBookList()一样。不同的一点是，此方法并不需要从_reply取出返回值，所以没有返回值。
通过上面的分析，我们应该对Binder的工作机制有一个大概的了解。此外，还有两点需要注意：
1.如果远程请求耗时，不能在UI线程去发起远程请求
2.Binder方法应采取同步的方式去实现
为了更好的了解Binder的工作机制，画了Binder的工作机制图，相信会对Binder的工作机制会有更深的理解。

从上面的分析来看，我们可以不提供aidl文件来实现Binder.我们可以根据系统生成的文件，手动写一个Binder.

手动实现Binder

根据上面的思想， 手动实现一个Binder可以通过如下步骤来完成：
（1）定义一个接口继承IInterface接口。这个接口实现如下：

package com.demo.aidlservice2;

import android.os.IBinder;
import android.os.IInterface;
import android.os.RemoteException;

import java.util.List;

/**
 * 
 *
 * Created by MarvinMa
 * Time : 2019/5/10-17:20
 * Desc :
 * 
 */
public interface IBookManager extends IInterface {
    String DESCRIPTOR = "com.demo.aidlservice2.IBookManager";
    int TRANSACTION_getBookList = (IBinder.FIRST_CALL_TRANSACTION + 0);
    int TRANSACTION_addBook = (IBinder.FIRST_CALL_TRANSACTION + 1);

    List<Book> getBookList() throws RemoteException;
    void addBook(Book book) throws RemoteException;
}

（2）定义一个类继承Binder并且实现上面定义的接口IBookManager

package com.demo.aidlservice2;

import android.os.Binder;
import android.os.IBinder;
import android.os.IInterface;
import android.os.Parcel;
import android.os.RemoteException;


import java.util.List;

/**
 * 
 *
 * Created by MarvinMa
 * Time : 2019/5/10-17:27
 * Desc :
 * 
 */
public abstract class BookManagerImp extends Binder implements IBookManager {

    public BookManagerImp() {
        this.attachInterface(this, DESCRIPTOR);
    }

    public static IBookManager asInterface(IBinder obj) {
        if ((obj == null)) {
            return null;
        }
        IInterface iin = obj.queryLocalInterface(DESCRIPTOR);
        if (((iin != null) && (iin instanceof IBookManager))) {
            return ((IBookManager) iin);
        }
        return new BookManagerImp.Proxy(obj);
    }

    @Override
    public IBinder asBinder() {
        return this;
    }

    @Override
    public boolean onTransact(int code, Parcel data,Parcel reply, int flags) throws RemoteException {
        String descriptor = DESCRIPTOR;
        switch (code) {
            case INTERFACE_TRANSACTION: {
                reply.writeString(descriptor);
                return true;
            }
            case TRANSACTION_getBookList: {
                data.enforceInterface(descriptor);
                List<Book> _result = this.getBookList();
                reply.writeNoException();
                reply.writeTypedList(_result);
                return true;
            }
            case TRANSACTION_addBook: {
                data.enforceInterface(descriptor);
                Book _arg0;
                if ((0 != data.readInt())) {
                    _arg0 = Book.CREATOR.createFromParcel(data);
                } else {
                    _arg0 = null;
                }
                this.addBook(_arg0);
                reply.writeNoException();
                return true;
            }
            default: {
                return super.onTransact(code, data, reply, flags);
            }
        }
    }

    private static class Proxy extends BookManagerImp {
        private IBinder mRemote;

        Proxy(IBinder remote) {
            mRemote = remote;
        }

        @Override
        public IBinder asBinder() {
            return mRemote;
        }

        public String getInterfaceDescriptor() {
            return DESCRIPTOR;
        }

        @Override
        public List<Book> getBookList() throws RemoteException {
            Parcel _data = Parcel.obtain();
            Parcel _reply = Parcel.obtain();
            List<Book> _result;
            try {
                _data.writeInterfaceToken(DESCRIPTOR);
                mRemote.transact(TRANSACTION_getBookList, _data, _reply, 0);
                _reply.readException();
                _result = _reply.createTypedArrayList(Book.CREATOR);
            } finally {
                _reply.recycle();
                _data.recycle();
            }
            return _result;
        }

        @Override
        public void addBook(Book book) throws RemoteException {
            Parcel _data = Parcel.obtain();
            Parcel _reply =Parcel.obtain();
            try {
                _data.writeInterfaceToken(DESCRIPTOR);
                if ((book != null)) {
                    _data.writeInt(1);
                    book.writeToParcel(_data, 0);
                } else {
                    _data.writeInt(0);
                }
                mRemote.transact(TRANSACTION_addBook, _data, _reply, 0);
                _reply.readException();
            } finally {
                _reply.recycle();
                _data.recycle();
            }
        }
    }

}

通过上面的代码可以发现，其实和系统生成的代码是并没有什么不同。手动去写的意义在于可以让我们更深的去理解Binder原理。所以建议大家，还是用aidl的方法自动生成代码。这样比较快捷高效，而且不容易出错。