IPC机制之二：Serialzable、Parcelable和Binder

简介

在IPC机制中，主要包含三方面的内容：Serialzable、Parcelable和Binder，其中Seialzable和Parcelable接口可以完成对象的序列化过程，当我们需要通过Intent和Binder传输数据时就需要使用到Seialzable或Parcelable。有时我们还需要将对象持久化到存储设备或通过网络传输给其它的客户端，这时也需要使用Serialzable来完成对象的持久化。

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Serialzable接口

Serialzable是Java提供的序列化接口，它是一个空接口，为对象提供了标准的序列化和反序列化操作。使用起来非常简单，只需要类实现Serialzable接口。值得注意的是，它有一个serialVersionUID的私有静态成员变量。

private static final long serialVersionUID = 1L;

在序列化后的数据中的serialVersionUID只有和当前类的serialVersionUID相同时才会正常的被反序列化。（工作机制：序列化的时候系统会当前类的serialVersionUID写入序列化的文件中，当反序列化时系统会去检测文件中的serialVersionUID，是否和当前类的serialVersionUID一致），如果序列化失败，说明当前类和序列化的类相比发生了某些转变，比如成员变量的数据，类型可能发生了改变。会报如下错

java.io.InvalidClassException:Main; local class incompatible: stream
classdesc serialVersionUID = 8711368828010083044, local class serial
VersionUID = 8711368828010083043.

其实不管声不声明这个serialVersionUID，都可以实现序列化。但是如果不指定serialVersionUID，在反序列化的过程中可能会出现问题。因为如果不指定，Eclipse会根据当前类结构自动去生成它的hash值，如果当前类的结构发生了改变，它的hash值就会发生改变，导致与序列化的serialVersionUID不一致。
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完成对象的序列化和反序列化，只需要采用ObjectOutputStream和ObjectInputStream即可实现。如下：

User user = new User("tom",13,true);
ObjectOutputStream outputStream = new ObjectOutputStream(new               FileOutputStream(getExternalCacheDir()+"/cache.txt"));
outputStream.writeObject(user);
outputStream.close();

ObjectInputStream inputStream = new ObjectInputStream(new FileInputStream(getExternalCacheDir()+"/cache.txt"));
User user = (User) inputStream.readObject();
inputStream.close();

注意：
以上反序列化获取的对象与之前的对象数据完全一样，但是它们并不是同一个对象。
静态成员变量是属于类并不属于对象，所以不参与序列化的过程。
用transient标识的成员变量也是不参与序列化的过程的。
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Parcelable接口

Parcelable接口是Android为我们提供的一种新的序列化方式。我们只需要实现这个接口，就可以实现序列化并通过Intent或Binder进行传递。

注意：当从序列化后的对象中创建原始对象时，其中包含的有另一个可序列化对象，需要传递一个当前线程的上下文类加载器，否则会报无法找到这个类的错误。

系统为我们提供了许多已经实现Parcelable接口的类，它们都是可以直接序列化的，比如：Intent、Bundle、Bitmap等，同时List及Map也可以序列化，前提是它们里面的每个元素都是可序列化的。
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两都区别，如何选择：

首先Serialzable和Parcelable都能实现序列化并且都可以用于Intent间的数据传递，但是Serialzable是Java提供的序列化接口，使用起来简单但是开销很大，序列化和反序列化都要进行大量的I/O操作，而Parcelable是Android中的序列化方式，因此更适合Android平台，它的缺点就是使用起来麻烦点，但是效率很高。我们首选Parcelable，Parcelable主要用于内存序列化上，虽然可以实现序列化到存储设备中或通过网络传输，但是这个过程会很麻烦。所以如果是上述两种情况，还请用Serialzable。
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Binder

Binder是Android中的一个类，它实现于IBinder接口。从IPC角度来说，Binder是一种跨进程通信的方式。从Android应用层来说，Binder是客户端与服务端通信的桥梁，通过bindService，服务端会返回一个包含了服务端业务调用的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及基于AIDL的服务。在Android开发中，Binder主要应用于Service。
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以下通过AIDL的方式来分析Binder的工作机制：
首先创建三个文件Book.java、Book.aidl、IBookManager.aidl
//Book.java

public class Book implements Parcelable{

    public int bookId;
    public int bookName;

    public Book(int bookId, int bookName) {
        this.bookId = bookId;
        this.bookName = bookName;
    }

    protected Book(Parcel in) {
        bookId = in.readInt();
        bookName = in.readInt();
    }

    public static final Creator<Book> CREATOR = new Creator<Book>() {
        @Override
        public Book createFromParcel(Parcel in) {
            return new Book(in);
        }

        @Override
        public Book[] newArray(int size) {
            return new Book[size];
        }
    };

    @Override
    public int describeContents() {
        return 0;
    }

    @Override
    public void writeToParcel(Parcel dest, int flags) {
        dest.writeInt(bookId);
        dest.writeInt(bookName);
    }
}

//Book.aidl

package com.example.ipcdemo1binder.aidl;

parcelable Book;

注意：AIDL中实现了Pacelable接口的类都需要按照上面那种方式去创建相应的AIDL文件并声明那个类为Pacelable。

//IBookManager.aidl

package com.example.ipcdemo1binder.aidl;

import com.example.ipcdemo1binder.aidl.Book;
interface IBookManager {

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

注意：AIDL中除了基本数据类型，其它类型的参数必须标有上方向：in、out或者inout。
尽管Book类已经和IBookManager位于相同的包中，仍需要导入Book类，这是AIDL的特殊之处。

在gen目录下，系统自动为我们生成了IBookManager.java类，代码如下：

/* * This file is auto-generated. DO NOT MODIFY. * Original file: C:\\THHWork\\Developer\\EclipseWorkspace\\Temp1\\IPCDemo1Binder\\src\\com\\example\\ipcdemo1binder\\aidl\\IBookManager.aidl */
package com.example.ipcdemo1binder.aidl;

public interface IBookManager extends android.os.IInterface {
    /** Local-side IPC implementation stub class. */
    public static abstract class Stub extends android.os.Binder implements com.example.ipcdemo1binder.aidl.IBookManager {
        private static final java.lang.String DESCRIPTOR = "com.example.ipcdemo1binder.aidl.IBookManager";

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

        /** * Cast an IBinder object into an * com.example.ipcdemo1binder.aidl.IBookManager interface, generating a * proxy if needed. */
        public static com.example.ipcdemo1binder.aidl.IBookManager asInterface(
                android.os.IBinder obj) {
            if ((obj == null)) {
                return null;
            }
            android.os.IInterface iin = obj.queryLocalInterface(DESCRIPTOR);
            if (((iin != null) && (iin instanceof com.example.ipcdemo1binder.aidl.IBookManager))) {
                return ((com.example.ipcdemo1binder.aidl.IBookManager) iin);
            }
            return new com.example.ipcdemo1binder.aidl.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 {
            switch (code) {
            case INTERFACE_TRANSACTION: {
                reply.writeString(DESCRIPTOR);
                return true;
            }
            case TRANSACTION_getBookList: {
                data.enforceInterface(DESCRIPTOR);
                java.util.List<com.example.ipcdemo1binder.aidl.Book> _result = this
                        .getBookList();
                reply.writeNoException();
                reply.writeTypedList(_result);
                return true;
            }
            case TRANSACTION_addBook: {
                data.enforceInterface(DESCRIPTOR);
                com.example.ipcdemo1binder.aidl.Book _arg0;
                if ((0 != data.readInt())) {
                    _arg0 = com.example.ipcdemo1binder.aidl.Book.CREATOR
                            .createFromParcel(data);
                } else {
                    _arg0 = null;
                }
                this.addBook(_arg0);
                reply.writeNoException();
                return true;
            }
            }
            return super.onTransact(code, data, reply, flags);
        }

        private static class Proxy implements com.example.ipcdemo1binder.aidl.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;
            }

            @Override
            public java.util.List<com.example.ipcdemo1binder.aidl.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.example.ipcdemo1binder.aidl.Book> _result;
                try {
                    _data.writeInterfaceToken(DESCRIPTOR);
                    mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_getBookList, _data,
                            _reply, 0);
                    _reply.readException();
                    _result = _reply
                            .createTypedArrayList(com.example.ipcdemo1binder.aidl.Book.CREATOR);
                } finally {
                    _reply.recycle();
                    _data.recycle();
                }
                return _result;
            }

            @Override
            public void addBook(com.example.ipcdemo1binder.aidl.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);
    }

    public java.util.List<com.example.ipcdemo1binder.aidl.Book> getBookList()
            throws android.os.RemoteException;

    public void addBook(com.example.ipcdemo1binder.aidl.Book book)
            throws android.os.RemoteException;
}

IBookManager接口继承于IInterface接口，声明两个方法getBookList和addBook。接着，它声明了一个内部类Stub，这个Stub就是一个Binder类，当客户端与服务端在同一个进程时，方法调用不会走跨进程transact过程，而当两者位于同一进程时，方法调用需要走transact过程，这个逻辑由Stub的内部代理类Proxy完成。

DESCRIPTOR
Binder的唯一标识，一般用当前Binder的类名表示。

asInterface
用于将服务端的Binder对象转换成客户端所需的AIDL接口类型对象。这种转换是区分进程的，如果是同一进程，那么返回的就是服务器的Stub对象本身，如果不是同一进程，返回的是系统封装后的Stub.proxy对象。

asBinder
返回Binder对象

onTransact
如果是跨进程请求时，会调用此方法。参数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的参数，然后执行目标方法。当执行完毕后，就向reply中写入返回值。需要注意的是：如果此方法返回false，那么客户端请求会失败。可利用此特性做权限验证，我们也不希望随便一个进程都能远程调用我们的服务。

Proxy#getBookList
这个方法运行在客户端，当客户端调用此方法时，它的内部实现是这样的，首先创建该方法所需要的输入型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（如果有参数的话），接着通过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_reply中的数据。

Proxy#addBook
此方法的执行过程与getBookList相同。

注意：当客户端发起远程请求时，由于当前线程会被挂起直到服务端进程返回数据，所以如果一个远程方法是耗时的，那么不能在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式去实现，因为它已经运行在一个线程中了。

Binder中有两个比较重要的方法linkToDeath和unlinkToDeath。如果服务器进程由于某种原因异常终止，这个时候我们到服务端Binder的连接断裂，会导致我们的远程调用失败。更为重要的是，我们并不知道Binder的连接断裂，那么客户端的功能就会受到影响。我们可以通过linkToDeath给Binder设置一个死亡代理，当Binder死亡时，我们就会收到通过，从而重新发起连接请求。

private IBinder.DeathRecipient mDeathRecipient = new IBinder.DeathRecipient() {
        @Override
        public void binderDied() {
            if (bookManager == null)
                return;
            bookManager.asBinder().unlinkToDeath(mDeathRecipient, 0);
            bookManager = null;
            //重新绑定Service
            bindService();
        }
    };

public void onServiceConnected(ComponentName name, IBinder service) {
                bookManager = BookManagerImpl.asInterface(service);
                try {
                    service.linkToDeath(mDeathRecipient, 0);
                    List<Book> bookList = bookManager.getBookList();
                } catch (RemoteException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }

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我们也可以自定义一个Binder类，与系统自动生成的类大致一样，只是在结构上有些调整。具体实现代码：https://github.com/huivs12/IPCDemo2