Android跨进程通信之AIDL

多进程的好处

先看一下市面上主流APP的多进程情况，以高德地图和百度地图为例：

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会发现这两款APP都是有多个进程的，而且IPC也属于Android中比较高阶的领域，所以多少还是了解一下。
多进程在Android领域并不是一个新鲜的词汇，Android为多进程提供了多种通信机制，多进程一般有如下优点：

• 内存：占用内存越大的进程，通常被系统杀死的可能性越大。让一个组件运行在单独的进程中，可以减少主进程所占用的内存，降低被系统杀死的概率.
• 崩溃率：如果子进程因为某种原因崩溃了，不会直接导致主程序的崩溃，可以降低我们程序的崩溃率。
• 独立：即使主进程退出了，我们的子进程仍然可以继续工作，假设子进程是推送服务，在主进程退出的情况下，仍然能够保证用户可以收到推送消息

知识点回顾

内核空间和用户空间

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对 32 位操作系统而言，它的寻址空间（虚拟地址空间，或叫线性地址空间）为 4G（2的32次方）。也就是说一个进程的最大地址空间为 4G。操作系统的核心是内核(kernel)，它独立于普通的应用程序，可以访问受保护的内存空间，也有访问底层硬件设备的所有权限。为了保证内核的安全，现在的操作系统一般都强制用户进程不能直接操作内核。具体的实现方式基本都是由操作系统将虚拟地址空间划分为两部分，一部分为内核空间，另一部分为用户空间。针对 Linux 操作系统而言，最高的 1G 字节(从虚拟地址 0xC0000000 到 0xFFFFFFFF)由内核使用，称为内核空间。而较低的 3G 字节(从虚拟地址 0x00000000 到 0xBFFFFFFF)由各个进程使用，称为用户空间。
对上面这段内容我们可以这样理解：
每个进程的 4G 地址空间中，最高 1G 都是一样的，即内核空间。只有剩余的 3G 才归进程自己使用。
换句话说就是， 最高 1G 的内核空间是被所有进程共享的！

所有的系统资源管理都是在内核空间中完成的。比如读写磁盘文件，分配回收内存，从网络接口读写数据等等。我们的应用程序是无法直接进行这样的操作的。但是我们可以通过内核提供的接口来完成这样的任务。
比如应用程序要读取磁盘上的一个文件，它可以向内核发起一个 "系统调用" 告诉内核："我要读取磁盘上的某某文件"。其实就是通过一个特殊的指令让进程从用户态进入到内核态(到了内核空间)，在内核空间中，CPU 可以执行任何的指令，当然也包括从磁盘上读取数据。具体过程是先把数据读取到内核空间中，然后再把数据拷贝到用户空间并从内核态切换到用户态。此时应用程序已经从系统调用中返回并且拿到了想要的数据，可以开开心心的往下执行了。
简单说就是应用程序把高科技的事情(从磁盘读取文件)外包给了系统内核，系统内核做这些事情既专业又高效。

Android进程

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默认情况下，同一应用的所有组件均在相同的进程中运行，且大多数应用都不会改变这一点。 但是，如果您发现需要控制某个组件所属的进程，则可在清单文件中执行此操作。

各类组件元素的清单文件条目—、、 和 —均支持 android:process属性，此属性可以指定该组件应在哪个进程运行。您可以设置此属性，使每个组件均在各自的进程中运行，或者使一些组件共享一个进程，而其他组件则不共享。

内存映射文件

先看两个生活中非常常见的生活场景：

• 火车站窗口排队买票：

  
  
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  每次我排队买票我都担心排错队伍，感觉很不好。

• 银行窗口办业务：

  
  
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  相比较来说，银行办业务排队就舒服很多。这里面有个系统对客户的号和窗口做了个映射。

MMAP(内存映射)

前面讲了，进程读取内存的流程为：

将文件内容从硬盘拷贝到内核空间的一个缓冲区，如图中过程1，然后再将这些数据拷贝到用户空间，如图中过程2，在这个过程中，实际上完成了两次数据拷贝

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“映射”这个词，就和数学课上说的“一一映射”是一个意思，就是建立一种一一对应关系，在这里主要是只 硬盘上文件 的位置与进程 逻辑地址空间 中一块大小相同的区域之间的一一对应，如图1中过程1所示。这种对应关系纯属是逻辑上的概念，物理上是不存在的，原因是进程的逻辑地址空间本身就是不存在的。在内存映射的过程中，并没有实际的数据拷贝，文件没有被载入内存，只是逻辑上被放入了内存，具体到代码，就是建立并初始化了相关的数据结构（struct address_space），这个过程有系统调用mmap()实现，所以建立内存映射的效率很高。

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Binder

Android中的binder便是基于内存映射的原理，通过一遍拷贝，在效率和安全两个维度成为最佳选择：

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下面细分析一下通信过程中涉及到的角色：

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因为binder是一个驱动，具备进程间通信的能力，所以binder会在调用进程和服务进程各提供一个角色，用来进行通信，分别是Proxy和Stub，调用进程和服务进程分别通过Proxy和Stub进行通信。

进程间通信的本质原理我们了解了，就是数据的拷贝，多以对于数据应该有个约束，就是Parcelable，所以Android中进行进程间通信有这三个角色就好了。

例子

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定义AIDL接口，build工程会生成对应代码：

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红圈标注的就是对应的角色。
其实这个转换过程很简单，每天都在用，当你在IDE里面新建一个类文件的时候，会自动生成一个类，类名字都已经写好了，这个就是抽象语法树完成的，感兴趣可以去看下JDT。
接下来就是调用进程如何获取Proxy了，通过bindService方式：

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通过binder的asInterface方法获取到Proxy，从而进行通信，而且BindService提高了被绑定服务的优先级，避免服务进程轻易被系统回收。

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参考文章

• https://zhuanlan.zhihu.com/p/35519585
• https://blog.csdn.net/B_H_L/article/details/11252147

代码地址：https://github.com/kingbrilliant/AIDLStudy