AIDL

浅谈跨进程通信AIDL

Posted by JamesPxy on 2017-11-14

前段时间去面试，都被问到了AIDL的原理和实现，所以必须得写篇博客来总结一下，做到心中有数，有备无患。

1.概述

AIDL全称是Android Interface Definition Language，也就是Android接口定义语言。是的，首先我们知道的第一点就是：AIDL是一种语言。既然是一种语言，那么相应的就很自然的衍生出了一些问题：

  • 为什么要设计出这么一门语言？
  • 它有哪些语法？
  • 我们应该如何使用它？
  • 再深入一点，我们可以思考，我们是如何通过它来达到我们的目的的？
  • 更深入一点，为什么要这么设计这门语言？会不会有更好的方式来实现我们的目的？
  • 接下来，我们就一步步的来解答上面的这些问题。

2.为什么要设计这门语言？

设计这门语言的目的是为了实现进程间通信。

每一个进程都有自己的Dalvik VM实例，都有自己的一块独立的内存，都在自己的内存上存储自己的数据，执行着自己的操作，都在自己的那片狭小的空间里过完自己的一生。每个进程之间都你不知我，我不知你，就像是隔江相望的两座小岛一样，都在同一个世界里，但又各自有着自己的世界。而AIDL，就是两座小岛之间沟通的桥梁。相对于它们而言，我们就好像造物主一样，我们可以通过AIDL来制定一些规则，规定它们能进行哪些交流——比如，它们可以在我们制定的规则下传输一些特定规格的数据。

总之,通过这门语言，我们可以愉快的在一个进程访问另一个进程的数据，甚至调用它的一些方法，当然，只能是特定的方法。

3.它有哪些语法？

其实AIDL这门语言非常的简单，基本上它的语法和 Java 是一样的，只是在一些细微处有些许差别——毕竟它只是被创造出来简化Android程序员工作的，太复杂不好——所以在这里我就着重的说一下它和 Java 不一样的地方。主要有下面这些点：

  1. 文件类型：用AIDL书写的文件的后缀是 .aidl，而不是 .java。
  1. 数据类型：AIDL默认支持一些数据类型，在使用这些数据类型的时候是不需要导包的，但是除了这些类型之外的数据类型，在使用之前必须导包，就算目标文件与当前正在编写的 .aidl 文件在同一个包下——在 Java 中，这种情况是不需要导包的。比如，现在我们编写了两个文件，一个叫做Book.java ，另一个叫做 BookManager.aidl，它们都在 com.lypeer.aidldemo 包下 ，现在我们需要在 .aidl 文件里使用 Book 对象，那么我们就必须在 .aidl 文件里面写上 import com.lypeer.aidldemo.Book; 哪怕 .java 文件和 .aidl 文件就在一个包下。

默认支持的数据类型包括：

  • Java中的八种基本数据类型，包括 byte，short，int，long，float，double，boolean，char。
  • String 类型。
  • CharSequence类型。
  • List类型：List中的所有元素必须是AIDL支持的类型之一，或者是一个其他AIDL生成的接口，或者是定义的parcelable（下文关于这个会有详解）。List可以使用泛型。
  • Map类型：Map中的所有元素必须是AIDL支持的类型之一，或者是一个其他AIDL生成的接口，或者是定义的parcelable。Map是不支持泛型的。

  1. 定向tag：这是一个极易被忽略的点——这里的“被忽略”指的不是大家都不知道，而是很少人会正确的使用它。在我的理解里，定向 tag 是这样的：AIDL中的定向 tag 表示了在跨进程通信中数据的流向，其中 in 表示数据只能由客户端流向服务端， out 表示数据只能由服务端流向客户端，而 inout 则表示数据可在服务端与客户端之间双向流通。其中，数据流向是针对在客户端中的那个传入方法的对象而言的。in 为定向 tag 的话表现为服务端将会接收到一个那个对象的完整数据，但是客户端的那个对象不会因为服务端对传参的修改而发生变动；out 的话表现为服务端将会接收到那个对象的的空对象，但是在服务端对接收到的空对象有任何修改之后客户端将会同步变动；inout 为定向 tag 的情况下，服务端将会接收到客户端传来对象的完整信息，并且客户端将会同步服务端对该对象的任何变动。具体的分析大家可以移步我的另一篇博文：你真的理解AIDL中的in，out，inout么？
    ** 另外，Java 中的基本类型和 String ，CharSequence 的定向 tag 默认且只能是 in 。**还有，请注意，请不要滥用定向 tag ，而是要根据需要选取合适的——要是不管三七二十一，全都一上来就用 inout ，等工程大了系统的开销就会大很多——因为排列整理参数的开销是很昂贵的。

  2. 两种AIDL文件：在我的理解里，所有的AIDL文件大致可以分为两类。一类是用来定义parcelable对象，以供其他AIDL文件使用AIDL中非默认支持的数据类型的。一类是用来定义方法接口，以供系统使用来完成跨进程通信的。可以看到，两类文件都是在“定义”些什么，而不涉及具体的实现，这就是为什么它叫做“Android接口定义语言”。
    注：所有的非默认支持数据类型必须通过第一类AIDL文件定义才能被使用。

4.如何使用AIDL文件来完成跨进程通信？

在进行跨进程通信的时候，在AIDL中定义的方法里包含非默认支持的数据类型与否，我们要进行的操作是不一样的。如果不包含，那么我们只需要编写一个AIDL文件，如果包含，那么我们通常需要写 n+1 个AIDL文件（ n 为非默认支持的数据类型的种类数）——显然，包含的情况要复杂一些。所以我接下来将只介绍AIDL文件中包含非默认支持的数据类型的情况，至于另一种简单些的情况相信大家是很容易从中触类旁通的。

修改 build.gradle 文件，便于拷贝aidl类以及识别实体类对应的java文件。在 android{} 中间加上下面的内容：

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 sourceSets {
   	main {
 		java.srcDirs = ['src/main/java', 'src/main/aidl']
 		}
}

服务端整体的代码结构很清晰，大致可以分为三块：

  • 第一块是初始化。在 onCreate() 方法里面我进行了一些数据的初始化操作。
  • 第二块是重写 BookManager.Stub 中的方法。在这里面提供AIDL里面定义的方法接口的具体实现逻辑。
  • 第三块是重写 onBind() 方法。在里面返回写好的 BookManager.Stub 。

接下来在 Manefest 文件里面注册这个我们写好的 Service ，这个不写的话我们前面做的工作都是无用功：

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   <service
   android:name=".service.AIDLService"
   android:exported="true">
       <intent-filter>
           <action android:name="com.lypeer.aidl"/>
           <category android:name="android.intent.category.DEFAULT"/>
       </intent-filter>
</service>

客户端代码逻辑：首先建立连接，然后在 ServiceConnection 里面获取 BookManager 对象，接着通过它来调用服务端的方法。

5.AIDL文件是如何工作的？

在写完AIDL文件后，编译器会帮我们自动生成一个同名的 .java 文件——也许大家已经发现了，在我们实际编写客户端和服务端代码的过程中，真正协助我们工作的其实是这个文件，而 .aidl 文件从头到尾都没有出现过。这样一来我们就很容易产生一个疑问：难道我们写AIDL文件的目的其实就是为了生成这个文件么？答案是肯定的。事实上，就算我们不写AIDL文件，直接按照它生成的 .java 文件那样写一个 .java 文件出来，在服务端和客户端中也可以照常使用这个 .java 类来进行跨进程通信。所以说AIDL语言只是在简化我们写这个 .java 文件的工作而已，而要研究AIDL是如何帮助我们进行跨进程通信的，其实就是研究这个生成的 .java 文件是如何工作的。

客户端一般工作流程：

  1. 生成 _data 和 _reply 数据流，并向 _data 中存入客户端的数据。
  2. 通过 transact() 方法将它们传递给服务端，并请求服务端调用指定方法。
  3. 接收 _reply 数据流，并从中取出服务端传回来的数据。

服务端一般工作流程：

  1. 获取客户端传过来的数据，根据方法 ID 执行相应操作。
  2. 将传过来的数据取出来，调用本地写好的对应方法。
  3. 将需要回传的数据写入 reply 流，传回客户端。

6.实践：借助AIDL拦截电话

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 public void stopCall() {
    try {
        Method method = Class.forName("android.os.ServiceManager").getMethod("getService", String.class);
        // 获取远程TELEPHONY_SERVICE的IBinder对象的代理
        IBinder binder = (IBinder) method.invoke(null, new Object[] { "phone" });
        // 将IBinder对象的代理转换为ITelephony对象
        ITelephony telephony = ITelephony.Stub.asInterface(binder);
        // 挂断电话
        telephony.endCall();
        //telephony.cancelMissedCallsNotification();
    } catch (Exception e) {
    }
}

更多详情请看：

  1. http://android.jobbole.com/84580/

  2. http://android.jobbole.com/84588/?utm_source=blog.jobbole.com&utm_medium=relatedPosts

  3. Android：广播+AIDL实现电话拦截：https://www.cnblogs.com/poppybloom/p/6071654.html


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