Android IPC机制

前言：笔者之前也看了很多关于IPC之类的文章和书籍，发现这个东西真的很难理解清楚，很少有人把它介绍清楚，因为关于IPC真的特别复杂，其实我们应该都明白在Android里面，要想研究一些底层的实现，那么我们不可避免的去看源码。鉴于IPC，要想真正理解透彻你只有从源码角度看起，但是你会发现关于IPC这块底层几乎全部都是C/C++代码，看起来真的很头疼。介于技术笔者这块也只能说上层原理和作用。

IPC是Inter-Process Communication的缩写，是进程间通信意思。在说这个话题之前，我们知道在PC端我们经常也会听到关于IPC机制，Android系统是基于Linux内核的，在Linux上面它是怎么进行进程间通信的呢？在大学里面如果是学过关于操作系统，应该会了解点，进程之间通信的方式有：信号量（Signal），消息队列，消息邮箱，还有传统的管道（Pipe），或者通过文件共享的方式等等，比如说A进程将数据写入文件，B进程再去读取这个文件。其实读者应该明白，关于两个进程之间是不能够直接通信的，这个是肯定的，很简单，这是两个彼此独立的应用程序，拥有不同的内存地址，那么他们的通信其实都是通过操作系统的支持，A进程向操作系统申请一块内存空间，把该共享的数据放入，B进程也向操作系统申请读取这边内存空间，这时候就可以进行数据交换了。
那么在Android中关于进程间通信是否也像上面说的Linux一样的？
答案是否了，Android并没有继承关于Linux IPC之间的秉性，而是采用了一套自己都有的方式——Binder机制

什么是Binder？又该如何了解Binder呢？

Binder是Android之中进行进程间通信最有特色的一种，根据在工作中的性质可能会大量用到，直接来说Binder是Android系统里面提供的一个类，实现了IBinder接口。从IPC角度来说呢Binder是Android中一种跨进程通信方式，从Android Frameword角度来说，Binder是ServiceManager连接各种Manager（ActivityManager，WindowManager等等）和相应ManagerService的桥梁。从Android应用层角度来说是客户端和服务端通信的媒介。可想而知其重要性了，到这里我相信很多人都用过，在bindService的时候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对象我们就可以获取我们想要的数据。

我们知道在Android中进行进程中的通信只有一种方式，那就是在AndroidMenifest文件中给四大组件(Activity,Service,Receiver,ContentProvider)指定android:process属性，这是在一个应用之间，让不同的组件独立于一不同的进程。也就实现了多进程通信了，比如说我可以在我的Activity配置文件中加入android:process=romove属性这样就让我的这个Activity运行在一个独立的进程里面了，此时让他和service通信也就实现了IPC。这和在不同的应用之间进行进程间通信是一样的，这点需要读者注意，理解清楚。读者在网上可以看到很多通过配置android:process属性在一个应用中来实现IPC其实和我刚刚说的不同应用都是一样的。 为了让读者看起来更清楚点，我们采用在不同的应用来进行进程间通信。

Android中IPC方式主要有哪些？

1.Bundle，Intent
2.文件共享
3.AIDL
4.Messenger
5.ContentProvider
6.Socket

接下来会一一讲解，本文主要是讲解关于Android中的IPC(重点：Binder机制)，关于一些服务的基本概念将不再叙述，可以参考网上的其他文章。在Android开发中Binder主要是用于服务中，接下来我们先来看一个案例，通过案例来分析。先从大家熟悉的AIDL（Android Interface Definition Language）说起。
新建项目MyProject，里面包含主Activity MainActivity.java，MyService.java，ImiddlePerson.aidl.

MainActivity.java如下：

public class MainActivity extends Activity {    @Override    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {        super.onCreate(savedInstanceState);    }}

MyService.java如下：

public class MyService extends Service {    @Override    public IBinder onBind(Intent arg0) {        return new MyBind();    }    private class MyBind extends ImiddlePerson.Stub{        @Override        public String revers(String str) throws RemoteException {            return str.toUpperCase();        }        @Override        public void print() throws RemoteException {            System.out.println("print...");        }        @Override        public int sun(int a, int b) throws RemoteException {            return a+b;        }    }}

ImiddlePerson.aidl.如下：

package com.xyy.demo; interface ImiddlePerson  {     String revers(String str);     void print();     int sun(int a,int b); }

从上面代码可以看出来，代码异常简单，我们建立了ImiddlePerson.aidl.文件，在文件之中我们声明了三个简单的方法，revers方法用于客户端调用传替参数并将其转成大写。print方法无参只是打印了一句字符串，sum方法用户客户端传替两个参数过来将其相加。关于AIDL文件你需要注意，里面没有修饰符一说，所以不能写修饰符，不然就会报错，还有虽然在同一个包下，但是还是需要导包，这就是AIDL文件的特殊之处，读者需注意。
接下来你会在gen目录下看到生成的ImiddlePerson .java文件，代码如下：

/* * This file is auto-generated.  DO NOT MODIFY. * Original file: C:\\TouchTest\\BadgeViewTest\\src\\com\\xyy\\demo\\ImiddlePerson.aidl */package com.xyy.demo;public interface ImiddlePerson extends android.os.IInterface {    /** Local-side IPC implementation stub class. */    public static abstract class Stub extends android.os.Binder implements            com.xyy.demo.ImiddlePerson {        private static final java.lang.String DESCRIPTOR = "com.xyy.demo.ImiddlePerson";        /** Construct the stub at attach it to the interface. */        public Stub() {            this.attachInterface(this, DESCRIPTOR);        }        /**         * Cast an IBinder object into an com.xyy.demo.ImiddlePerson interface,         * generating a proxy if needed.         */        public static com.xyy.demo.ImiddlePerson asInterface(                android.os.IBinder obj) {            if ((obj == null)) {                return null;            }            android.os.IInterface iin = obj.queryLocalInterface(DESCRIPTOR);            if (((iin != null) && (iin instanceof com.xyy.demo.ImiddlePerson))) {                return ((com.xyy.demo.ImiddlePerson) iin);            }            return new com.xyy.demo.ImiddlePerson.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_revers: {                data.enforceInterface(DESCRIPTOR);                java.lang.String _arg0;                _arg0 = data.readString();                java.lang.String _result = this.revers(_arg0);                reply.writeNoException();                reply.writeString(_result);                return true;            }            case TRANSACTION_print: {                data.enforceInterface(DESCRIPTOR);                this.print();                reply.writeNoException();                return true;            }            case TRANSACTION_sun: {                data.enforceInterface(DESCRIPTOR);                int _arg0;                _arg0 = data.readInt();                int _arg1;                _arg1 = data.readInt();                int _result = this.sun(_arg0, _arg1);                reply.writeNoException();                reply.writeInt(_result);                return true;            }            }            return super.onTransact(code, data, reply, flags);        }        private static class Proxy implements com.xyy.demo.ImiddlePerson {            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.lang.String revers(java.lang.String str)                    throws android.os.RemoteException {                android.os.Parcel _data = android.os.Parcel.obtain();                android.os.Parcel _reply = android.os.Parcel.obtain();                java.lang.String _result;                try {                    _data.writeInterfaceToken(DESCRIPTOR);                    _data.writeString(str);                    mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_revers, _data, _reply, 0);                    _reply.readException();                    _result = _reply.readString();                } finally {                    _reply.recycle();                    _data.recycle();                }                return _result;            }            @Override            public void print() throws android.os.RemoteException {                android.os.Parcel _data = android.os.Parcel.obtain();                android.os.Parcel _reply = android.os.Parcel.obtain();                try {                    _data.writeInterfaceToken(DESCRIPTOR);                    mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_print, _data, _reply, 0);                    _reply.readException();                } finally {                    _reply.recycle();                    _data.recycle();                }            }            @Override            public int sun(int a, int b) throws android.os.RemoteException {                android.os.Parcel _data = android.os.Parcel.obtain();                android.os.Parcel _reply = android.os.Parcel.obtain();                int _result;                try {                    _data.writeInterfaceToken(DESCRIPTOR);                    _data.writeInt(a);                    _data.writeInt(b);                    mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_sun, _data, _reply, 0);                    _reply.readException();                    _result = _reply.readInt();                } finally {                    _reply.recycle();                    _data.recycle();                }                return _result;            }        }        static final int TRANSACTION_revers = (android.os.IBinder.FIRST_CALL_TRANSACTION + 0);        static final int TRANSACTION_print = (android.os.IBinder.FIRST_CALL_TRANSACTION + 1);        static final int TRANSACTION_sun = (android.os.IBinder.FIRST_CALL_TRANSACTION + 2);    }    public java.lang.String revers(java.lang.String str)            throws android.os.RemoteException;    public void print() throws android.os.RemoteException;    public int sun(int a, int b) throws android.os.RemoteException;}

可以看到系统为我们自动生成的代码。这就是AIDL文件。
我们发现我们的ImiddlePerson是继承于IInterface接口，接着可以看到

public static abstract class Stub extends android.os.Binder implements com.xyy.demo.ImiddlePerson

到这里我们应该明白了。上面MyService.java里面的代码了。（不再叙述）。
接着我们在Manifest文件之中配置我们的MyService并配置上我们的action

  <service android:name="com.xyy.demo.MyService">          <intent-filter>             <action android:name="com.xyy.demo.MyService"/>          </intent-filter> </service>

将其部署到我们的手机，此时一个简单的远程服务以及部署到我们的手机上了。
接下来新建项目MyProject2客户端应用，这个就比较简单了，首先你需要将之前的AIDL文件copy过来，记住连同包名一起，而且一点不能出错，否则定会反序列化失败。接着在我们的主Activity里面完成如下代码：

/** *  * @author xyy * */public class MainActivity extends Activity {    private ImiddlePerson iMiddPerson;    public static final String TAG = "MainActivity";    @Override    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {        super.onCreate(savedInstanceState);        requestWindowFeature(Window.FEATURE_NO_TITLE);        setContentView(R.layout.activity_main);    }    /**     * 绑定方式开启服务     * @param view     */    public void bind(View view){        Intent intnet = new Intent();        intnet.setAction("com.xyy.demo.MyService");        bindService(intnet, new MyConn(), BIND_AUTO_CREATE);    }    private class MyConn implements ServiceConnection{        @Override        public void onServiceConnected(ComponentName name, IBinder service) {            iMiddPerson = ImiddlePerson.Stub.asInterface(service);        }        @Override        public void onServiceDisconnected(ComponentName name) {        }    }    /**     * 调用服务里面的方法     */    public void call(View view){        try {            Log.d(TAG, iMiddPerson.revers("android"));            Log.d(TAG, iMiddPerson.sun(20, 30)+"");            iMiddPerson.print();        } catch (RemoteException e) {            e.printStackTrace();        }    }}

可以看到我们以绑定的方式启动服务，在绑定成功后会拿到右Binder通过转换后的AIDL对象iMiddlePerson，最后调用方法。
打印结果如下：

09-17 04:35:38.450: D/MainActivity(20584): ANDROID09-17 04:35:38.450: D/MainActivity(20584): 5009-17 04:35:38.450: I/System.out(20075): print...

这样我们的一个通过AIDL的方式的远程服务也就结束了，（如果不懂没关系，下面可以叙述。）可以发现代码特别简单，实现起来也很快，几乎不需要太多逻辑。。。。其实不然，IPC哪有这样简单，这只不过我写的特别简单的一个案例，接下来我们就开始分析。