Binder理解
Binder本身是一个比较复杂的部分，设计底层细节很多。本篇文章主要是是Binder的使用和上层原理，作为自己学习使用的笔记。
常见的应用场景，就是在使用service的时候，当采用bindService的方式时，服务端会返回一个包含了服务端义务调用的Binder对象，通过这个Binder对象，客户端就可以获取服务端提供的服务或者数据，这里的服务包括普通服务和基于AIDL的服务。
接下来我们通过一个AIDL的Demo来分析一下Binder的工作机制。先来创建使用的.java文件和.aidl文件。
1.Student.java
public class Student implements Parcelable {
public static String name = "think";
private int s_id;
private String s_name;
private String s_gender;
public Student(int s_id, String s_name, String s_gender) {
this.s_id = s_id;
this.s_name = s_name;
this.s_gender = s_gender;
}
protected Student(Parcel in) {
s_id = in.readInt();
s_name = in.readString();
s_gender = in.readString();
}
public static final Creator CREATOR = new Creator() {
@Override
public Student createFromParcel(Parcel in) {
return new Student(in);
}
@Override
public Student[] newArray(int size) {
return new Student[size];
}
};
public int getS_id() {
return s_id;
}
public void setS_id(int s_id) {
this.s_id = s_id;
}
public String getS_name() {
return s_name;
}
public void setS_name(String s_name) {
this.s_name = s_name;
}
public String getS_gender() {
return s_gender;
}
public void setS_gender(String s_gender) {
this.s_gender = s_gender;
}
@Override
public String toString() {
return "Student{" +
"s_id=" + s_id +
", s_name='" + s_name + '\'' +
", s_gender='" + s_gender + '\'' +
'}';
}
@Override
public int describeContents() {
return 0;
}
@Override
public void writeToParcel(Parcel dest, int flags) {
dest.writeInt(s_id);
dest.writeString(s_name);
dest.writeString(s_gender);
}
}
这是一个表示Student信息的实体类，实现了Parcelable接口。
2.Student.aidl
// Student.aidl
package com.example.ipctest;
// Declare any non-default types here with import statements
parcelable Student;这是Student类在AIDL中的声明。
3.IStudentManager.aidl
// IStudentManager.aidl
package com.example.ipctest;
import com.example.ipctest.Student;
// Declare any non-default types here with import statements
interface IStudentManager {
List getStudentList();
//AIDL中的定向tag表示了跨进程通信中数据的流向。
//in表示数据只能由客户端流向服务端
void addStudent(in Student student);
} 这是我们定义的一个接口，里面有连个方法：getStudentList和addStudent，其中getStudentList用于从远程服务端获取学生信息列表，addStudent用于向学生列表中添加一个学生信息。
这里要注意的是，虽然Student.aidl文件和IStudentManager处于相同的包中，但是在使用的时候IStudentManager中仍然需要导入Student类。
接下在看一下系统为IStudentManager.aidl产生的Binder类，在generated目录下(如下图)，有一个IStudentManager.java的类，我们需要根据这个系统生成的Binder类来分析它的工作原理。
4.IStudentManager.java
/*
* This file is auto-generated. DO NOT MODIFY.
* Original file: E:\\zsn\\AndroidWorkspace\\MyApplications\\ipctest\\src\\main\\aidl\\com\\example\\ipctest\\IStudentManager.aidl
*/
package com.example.ipctest;
// Declare any non-default types here with import statements
public interface IStudentManager extends android.os.IInterface {
/**
* Local-side IPC implementation stub class.
*/
public static abstract class Stub extends android.os.Binder implements com.example.ipctest.IStudentManager {
private static final java.lang.String DESCRIPTOR = "com.example.ipctest.IStudentManager";
/**
* Construct the stub at attach it to the interface.
*/
public Stub() {
this.attachInterface(this, DESCRIPTOR);
}
/**
* Cast an IBinder object into an com.example.ipctest.IStudentManager interface,
* generating a proxy if needed.
*/
public static com.example.ipctest.IStudentManager asInterface(android.os.IBinder obj) {
if ((obj == null)) {
return null;
}
android.os.IInterface iin = obj.queryLocalInterface(DESCRIPTOR);
if (((iin != null) && (iin instanceof com.example.ipctest.IStudentManager))) {
return ((com.example.ipctest.IStudentManager) iin);
}
return new com.example.ipctest.IStudentManager.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_getStudentList: {
data.enforceInterface(descriptor);
java.util.List _result = this.getStudentList();
reply.writeNoException();
reply.writeTypedList(_result);
return true;
}
case TRANSACTION_addStudent: {
data.enforceInterface(descriptor);
com.example.ipctest.Student _arg0;
if ((0 != data.readInt())) {
_arg0 = com.example.ipctest.Student.CREATOR.createFromParcel(data);
} else {
_arg0 = null;
}
this.addStudent(_arg0);
reply.writeNoException();
return true;
}
default: {
return super.onTransact(code, data, reply, flags);
}
}
}
private static class Proxy implements com.example.ipctest.IStudentManager {
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 getStudentList() throws android.os.RemoteException {
android.os.Parcel _data = android.os.Parcel.obtain();
android.os.Parcel _reply = android.os.Parcel.obtain();
java.util.List _result;
try {
_data.writeInterfaceToken(DESCRIPTOR);
mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_getStudentList, _data, _reply, 0);
_reply.readException();
_result = _reply.createTypedArrayList(com.example.ipctest.Student.CREATOR);
} finally {
_reply.recycle();
_data.recycle();
}
return _result;
}
//AIDL中的定向tag表示了跨进程通信中数据的流向。
//in表示数据只能由客户端流向服务端
@Override
public void addStudent(com.example.ipctest.Student student) 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 ((student != null)) {
_data.writeInt(1);
student.writeToParcel(_data, 0);
} else {
_data.writeInt(0);
}
mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_addStudent, _data, _reply, 0);
_reply.readException();
} finally {
_reply.recycle();
_data.recycle();
}
}
}
static final int TRANSACTION_getStudentList = (android.os.IBinder.FIRST_CALL_TRANSACTION + 0);
static final int TRANSACTION_addStudent = (android.os.IBinder.FIRST_CALL_TRANSACTION + 1);
}
public java.util.List getStudentList() throws android.os.RemoteException;
//AIDL中的定向tag表示了跨进程通信中数据的流向。
//in表示数据只能由客户端流向服务端
public void addStudent(com.example.ipctest.Student student) throws android.os.RemoteException;
}
IStudentManager.java着了类继承了IInterface这个接口，同时它自身也是一个接口，所有可以在Binder中传输的接口都需要继承IInterface这个接口。接下来我们从整体上看一下这个接口。首先它声明了两个方法getStudentList和addStudent，这显然是我们在IStudentManager.aidl中声明的方法。接着它声明了一个内部类Stub，这个类它继承自Binder并实现了IStudentManager。在Stub这个类中声明了两个整形id，分别用于表示getStudentList和addStudent这两个方法。另外还有一个重要的方法transact，当客户端和服务端位于同一个进程时，方法调用不会走跨进程的transact过程，而当两者位于不同进程时，方法需要走transact过程。这个逻辑由Stub内部的代理类来完成。
接下来我们详细介绍每个方法的含义。
DESCRIPTOR
在Stub这个Binder中声明的一个静态常量，是Binder的唯一标识符，一般用当前Binder的类名表示。我们知道Binder底层驱动不仅维护一组进程之间的通信，一个进程也可能有多个通信，所以需要一个唯一的标识符来标识。
asInterface(android.os.IBinder obj)
我们在ServiceConnection中会用到这个方法
private ServiceConnection mConnection = new ServiceConnection() {
@Override
public void onServiceConnected(ComponentName name, IBinder service) {
IStudentManager iStudentManager = IStudentManager.Stub.asInterface(service);
mRemoteStudentManager = iStudentManager;
}
@Override
public void onServiceDisconnected(ComponentName name) {
mRemoteStudentManager = null;
Log.e("tag","onServiceDisconnected.threadname"+Thread.currentThread().getName());
}
};这个方法用于将服务端回传的Binder对象转换成客户端所需要的AIDL接口类型的对象，这种转换过程是区分进程的，如果客户端和服务端位于同一进程，那么此方法返回的就是服务端的Stub对象本身，否则返回的是系统封装后的Stub.proxy对象。
android.os.IInterface iin = obj.queryLocalInterface(DESCRIPTOR);
if (((iin != null) && (iin instanceof com.example.ipctest.IStudentManager))) {
return ((com.example.ipctest.IStudentManager) iin);
}
return new com.example.ipctest.IStudentManager.Stub.Proxy(obj);
}asBinder
此方法用于返回当前的Binder对象
onTransact
这个方法运行在服务端中的Binder线程池中，当客户端发起跨进程请求时，远程请求会通过系统底层封装后交由此方法处理。该方法的原型是public boolean onTransact(int code,android.os.Parcel data,android.os.Parcel reply,int flags)。服务端通过code可以确定客户端请求的目标方法是什么，接着从data中取出目标方法所需要的参数（如果目标方法有参数的话），然后执行目标方法。当目标方法执行完毕后，就向reply中写入返回值（如果目标方法有返回值的话）。如果此方法返回false，那么客户端的请求会失败，因此我们可以利用这个特性来做权限验证。
Proxy#getStudentList
这个方法运行在客户端，当客户端远程调用此方法时，它的内部实现是这样的：首相创建该方法所要的输出型Parcel对象_data、输出型Parcel对象_reply和返回值对象List;然后把该方法的参数信息写入_data中（如果有参数的话）；接着调用transcat方法来发起RPC(远程过程调用)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中取出RPC过程的返回结果，最后返回_replay中的数据。
Proxy#addStudent
这个方法和getStudentList是一样的，只是没有返回值。
以上是对Binder中的方法进行分析，另外还有两点值得注意：首先，当客户端发起远程请求时，由于当前线程会被挂起直至服务端进程返回数据，所以如果一个远程方法很耗时，那么不能再UI线程中发起此远程请求；其次，由于服务端的Binder方法运行在Binder线程池中，所以Binder方法不管是否耗时都应该采用同步的方法去实现，因为它已经运行在一个线程中了。为了更好的说明Binder,下面给出一张Binder的工作机制图。
接下来，我们要了解一下Binder的两个很重要的方法linkToDeath和unlinkToDeath。我们知道，Binder运行在服务端进程，如果服务端进程由于某种原因异常终止，这个时候我们到服务端的Binder连接断裂（称之为Binder死亡），会导致我们的远程调用失败。更为关键的是，如果我们不知道Binder连接已经断裂，那么客户端的功能会受到影响。为此，Binder提供了两个配对的方法linkToDeath和unlinkToDeath。通过linkToDeath可以给Binder设置一个死亡代理。方法如下
首先，声明一个DeathRecipient对象。DeathRecipient是一个接口，其内部只有一个方法binderDied，我们要实现这个方法，当Binder死亡的时候，系统会回调binderDied方法，然后我们就可以移除之前绑定的Binder代理并重新绑定远程服务：
private IBinder.DeathRecipient mDeathRecipient = new IBinder.DeathRecipient() {
@Override
public void binderDied() {
if (mRemoteStudentManager == null){
return;
}
mRemoteStudentManager.asBinder().unlinkToDeath(mDeathRecipient,0);
mRemoteStudentManager = null;
//重新绑定远程Service
Intent intent = new Intent(MainActivity.this, StudentManagerService.class);
bindService(intent,mConnection,BIND_AUTO_CREATE);
}
};其次，在客户端绑定远程服务成功后，给Binder设置死亡代理：
IStudentManager iStudentManager = IStudentManager.Stub.asInterface(service);
mRemoteStudentManager = iStudentManager;
try {
service.linkToDeath(mDeathRecipient,0);
} catch (RemoteException e) {
e.printStackTrace();
}其中linkToDeath的第二个参数是一个标记位，我们可以直接设置为0。经过上面两个步骤，就给Binder设置了死亡代理，当Binder死亡的时候我们就可以收到通知了。