Android Service IPC通信之Messenger机制
来源:互联网 发布:baoersah哈萨克软件 编辑:程序博客网 时间:2024/05/02 04:29
概述
之前我写过一篇博客介绍Binder:Android Binder机制完全解析,里面讲过如何实现Service的跨进程(IPC)通信,主要是通过编写AIDL接口文件来实现的。本篇我们来讲讲Service IPC通信的另外一种方式—Messenger。
Messenger,也称为信使,通过它可以在不同的进程间传递message对象,在message中放入我们需要传递的数据你就可以实现跨进程通信和传递数据了。所以说Messenger机制是基于消息的跨进程通信方式。
可以看到,我们可以在客户端发送一个Message给服务端,在服务端的handler中会接收到客户端的消息,然后进行相应的处理,处理完成后,再将结果等数据封装成Message,发送给客户端,客户端的handler中会接收到处理的结果。
客户端和服务端可相互持有对方的Messenger来进行通信,除此之外,服务端还可以记录客户端对象的Messenger,然后实现一对多的通信;甚至作为一个转接处,任意两个进程都能通过服务端进行通信,这个后面再说。
实例演示
下面我们通过一个例子来演示一下Messenger机制的用法,客户端发送一条消息给服务端,提供两个参数和一个运算符,服务端完成两个参数的特定运算,并通过消息将运算结果发回给客户端,客户端再显示出来。
我们来看看具体的实现。在Studio下创建两个Module,分别为客户端和服务端:
先看看服务端代码:
public class MessengerService extends Service { private static final int MSG_SUM = 0x110; //最好换成HandlerThread的形式 private Messenger mSeviceMessenger = new Messenger(new Handler() { @Override public void handleMessage(Message msgfromClient) { Message msgToClient = Message.obtain(msgfromClient);//返回给客户端的消息 switch (msgfromClient.what) { //msg 客户端传来的消息 case MSG_SUM: msgToClient.what = MSG_SUM; try { //模拟耗时 Thread.sleep(2000); msgToClient.arg2 = msgfromClient.arg1 + msgfromClient.arg2; msgfromClient.replyTo.send(msgToClient); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } catch (RemoteException e) { e.printStackTrace(); } break; } super.handleMessage(msgfromClient); } }); @Override public IBinder onBind(Intent intent) { return mSeviceMessenger.getBinder(); }}
服务端就一个Service,代码相当的简单,只需要去声明一个服务端Messenger对象,然后在onBind方法返回mSeviceMessenger.getBinder();
然后就坐等客户端将消息发送到handleMessage了,根据message.what去判断进行什么操作,然后做相应的操作(这里只实现了相加运算),最终将结果通过 msgfromClient.replyTo.send(msgToClient);发回给客户端。
可以看出这里是取出客户端传来的两个数字,然后求和返回,这里我有意添加了Thread.sleep(2000);模拟耗时,注意在实际使用过程中,应该换成在独立开辟的线程中完成耗时操作(否则耗时过长会引起服务端ANR),比如和HandlerThread结合使用。
public class MessengerService extends Service { private HandlerThread mThread; private Handler mHandler; private Messenger mSeviceMessenger; private static final int MSG_SUM = 0x110; @Override public void onCreate() { super.onCreate(); initBackThread(); } private void initBackThread() { mThread = new HandlerThread("MessengerService"); mThread.start(); //注意这里Handler中传入的是HandlerThread的Looper mHandler = new Handler(mThread.getLooper()) { @Override public void handleMessage(Message msgfromClient) { Message msgToClient = Message.obtain(msgfromClient);//返回给客户端的消息 switch (msgfromClient.what) { //msg 客户端传来的消息 case MSG_SUM: msgToClient.what = MSG_SUM; try { //模拟耗时 Thread.sleep(2000); msgToClient.arg2 = msgfromClient.arg1 + msgfromClient.arg2; msgfromClient.replyTo.send(msgToClient); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } catch (RemoteException e) { e.printStackTrace(); } break; } super.handleMessage(msgfromClient); } }; mSeviceMessenger = new Messenger(mHandler); } @Override public IBinder onBind(Intent intent) { return mSeviceMessenger.getBinder(); }}
别忘了在Manifest里注册service:
<service android:name=".MessengerService" android:enabled="true" android:exported="true"> <intent-filter> <action android:name="com.hx.messenger"/> <category android:name="android.intent.category.DEFAULT" /> </intent-filter> </service>
接下来看客户端代码
布局文件:
<LinearLayout android:id="@+id/id_ll_container" xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android" xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools" android:layout_width="match_parent" android:layout_height="match_parent" android:orientation="vertical" android:paddingBottom="@dimen/activity_vertical_margin" android:paddingLeft="@dimen/activity_horizontal_margin" android:paddingRight="@dimen/activity_horizontal_margin" android:paddingTop="@dimen/activity_vertical_margin" tools:context=".MainActivity"> <TextView android:id="@+id/id_tv_callback" android:layout_width="match_parent" android:layout_height="wrap_content" android:text="Messenger Test!"/> <Button android:id="@+id/id_btn_add" android:layout_width="wrap_content" android:layout_height="wrap_content" android:text="add"/></LinearLayout>
思路是这样的,最上面的TextView显示当前和远程Service的连接状态。Button按钮每点击一次就会生成两个整形参数,用一个TextView显示出来动态添加到LinearLayout,并且将这两个参数通过message发送给服务端,待服务端返回结果后将结果也显示到对应的TextView上。
public class MainActivity extends AppCompatActivity { private Button mBtnAdd; private LinearLayout mContainer; private TextView mTvState; //显示连接状态 private Messenger mServiceMessenger; private boolean isConn; private static final int MSG_SUM = 0x110; private int mNum = 0; //相加运算第一个参数 private Messenger mClientMessenger = new Messenger(new Handler() { @Override public void handleMessage(Message msgFromServer) { switch (msgFromServer.what) { case MSG_SUM: TextView tv = (TextView) mContainer.findViewById(msgFromServer.arg1); //根据Id找到对应的TextView,防止错乱 tv.setText(tv.getText() + " = " + msgFromServer.arg2); break; } super.handleMessage(msgFromServer); } }); private ServiceConnection mConn = new ServiceConnection() { @Override public void onServiceConnected(ComponentName name, IBinder service) { mServiceMessenger = new Messenger(service); isConn = true; mTvState.setText("connected!"); } @Override public void onServiceDisconnected(ComponentName name) { mServiceMessenger = null; isConn = false; mTvState.setText("disconnected!"); } }; @Override protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) { super.onCreate(savedInstanceState); setContentView(R.layout.activity_main); //开始绑定服务 bindServiceInvoked(); mTvState = (TextView) findViewById(R.id.id_tv_callback); mBtnAdd = (Button) findViewById(R.id.id_btn_add); mContainer = (LinearLayout) findViewById(R.id.id_ll_container); mBtnAdd.setOnClickListener(new View.OnClickListener() { @Override public void onClick(View v) { try { int a = mNum++; int b = (int) (Math.random() * 100); //创建一个TextView,添加到LinearLayout中 TextView tv = new TextView(MainActivity.this); tv.setText(a + " + " + b); tv.setId(a); //这里给TextView赋一个Id,之后可以从mContainer中通过Id找到这个TextView mContainer.addView(tv); Message msgFromClient = Message.obtain(null, MSG_SUM, a, b); msgFromClient.replyTo = mClientMessenger; if (isConn) { //往服务端发送消息 mServiceMessenger.send(msgFromClient); } } catch (RemoteException e) { e.printStackTrace(); } } }); } private void bindServiceInvoked() { Intent intent = new Intent(); intent.setAction("com.hx.messenger"); bindService(intent, mConn, Context.BIND_AUTO_CREATE); } @Override protected void onDestroy() { super.onDestroy(); unbindService(mConn); }}
首先bindService,然后在onServiceConnected中拿到回调的service(IBinder)对象,通过service对象去构造一个服务端Messenger 对象,然后就可以使用mServiceMessenger.send(msg)发送消息给服务端了。服务端会收到消息,处理完成后会将结果返回,传到客户端的mClientMessenger中的Handler的handleMessage方法中。
注:若你使用的是android 5.0版本以上的设备,运行客户端程序会崩溃,控制台报如下错误:Java.lang.IllegalArgumentException: Service Intent must be explicit
原因:在android 5.0版本(Lollipop)以后,service intent必须为显式指出。
这里有两种解决方法:
- 设置intent的packageName
在bindService之前,调用intent.setPackage(packagename);方法,packagename为定义service所在的包名。此方式是google官方推荐使用的解决方法。
Intent intent = new Intent();intent.setAction("com.hx.messenger"); intent.setPackage("com.hx.messenger_server.MessengerService");bindService(intent, mConn, Context.BIND_AUTO_CREATE);
实验证明这种方式只适用于调用同进程的Service,而不适用于调用远程Service。所以不能用于本例的情况。
- 将隐式启动转换为显示启动
public static Intent getExplicitIntent(Context context, Intent implicitIntent) { // Retrieve all services that can match the given intent PackageManager pm = context.getPackageManager(); List<ResolveInfo> resolveInfo = pm.queryIntentServices(implicitIntent, 0); // Make sure only one match was found if (resolveInfo == null || resolveInfo.size() != 1) { return null; } // Get component info and create ComponentName ResolveInfo serviceInfo = resolveInfo.get(0); String packageName = serviceInfo.serviceInfo.packageName; String className = serviceInfo.serviceInfo.name; ComponentName component = new ComponentName(packageName, className); // Create a new intent. Use the old one for extras and such reuse Intent explicitIntent = new Intent(implicitIntent); // Set the component to be explicit explicitIntent.setComponent(component); return explicitIntent; } //调用方式如下 private void bindServiceInvoked() { Intent intent = new Intent(); intent.setAction("com.hx.messenger"); //for android 5.0 and later, service intent must be explicit Intent eintent = new Intent(getExplicitIntent(this,intent)); bindService(eintent, mConn, Context.BIND_AUTO_CREATE); }
本例可以使用这种方法解决。
同时运行一下服务端和客户端程序,多次点击ADD按钮,效果如下:
可以看到,我们每点击一次按钮,就往服务器发送一条消息,服务器拿到消息执行完成后,将结果返回。
这里值得说明的一点是,大家通过代码可以看到服务端往客户端传递数据是通过msg.replyTo这个对象的。那么服务端完全可以做到,使用一个List甚至Map去存储所有绑定的客户端的msg.replyTo对象,然后想给谁发消息都可以。甚至可以把A进程发来的消息,通过B进程的msg.replyTo发到B进程那里去,从而实现任意两个进程都能通过服务端进行通信。
源码分析
其实Messenger的内部实现也是依赖于aidl文件的。
(1)首先我们看客户端向服务端通信
服务端:
服务端的onBind是这么写的:
public IBinder onBind(Intent intent) { return mMessenger.getBinder();}
看看getBinder()方法
public IBinder getBinder() { return mTarget.asBinder();}
可以看到返回的是mTarget.asBinder(); mTarget是什么呢?别忘了我们前面去构造mServiceMessenger对象的代码:new Messenger(new Handler());
public Messenger(Handler target) { mTarget = target.getIMessenger(); }
原来是Handler返回的,我们继续跟进去
final IMessenger getIMessenger() { synchronized (mQueue) { if (mMessenger != null) { return mMessenger; } mMessenger = new MessengerImpl(); return mMessenger; } } private final class MessengerImpl extends IMessenger.Stub { public void send(Message msg) { msg.sendingUid = Binder.getCallingUid(); Handler.this.sendMessage(msg); } }
mTarget是一个MessengerImpl对象,那么asBinder实际上是返回this,也就是MessengerImpl对象。这是个内部类,可以看到继承自IMessenger.Stub,然后实现了一个send方法,该方法就是将接收到的消息通过 Handler.this.sendMessage(msg);发送到handleMessage方法。
看到这,大家有没有想到什么,难道不觉得extends IMessenger.Stub这种写法异常的熟悉么?我们传统写aidl文件,aapt给我们生成什么,生成IXXX.Stub类,然后我们服务端继承IXXX.Stub实现接口中的方法。没错,其实这里内部其实也是依赖一个aidl生成的类,这个aidl位于:frameworks/base/core/Java/android/os/IMessenger.aidl
package android.os; import android.os.Message; /** @hide */ oneway interface IMessenger { void send(in Message msg); }
看到这,你应该明白了,Messenger并没有什么神奇之处,实际上,就是依赖该aidl文件生成的类,继承了IMessenger.Stub类,实现了send方法,send方法中参数会通过客户端传递过来,最终发送给handler进行处理。
客户端:
客户端首先通过onServiceConnected拿到sevice(Ibinder)对象,这里没什么特殊的,我们平时的写法也是这样的,只不过我们平时会这么写:
Service mService = IMessenger.Stub.asInterface(service);
而我们的代码中是
mServiceMessenger = new Messenger(service);
跟进去,你会发现:
public Messenger(IBinder target) { mTarget = IMessenger.Stub.asInterface(target);}
原来和我们平时的写法一模一样!
到这里就可以明白,客户端与服务端通信,实际上和我们平时的写法没有任何区别,通过编写aidl文件,服务端onBind利用Stub编写接口实现返回;客户端利用回调得到的IBinder对象,使用IMessenger.Stub.asInterface(target)拿到接口实例进行调用。
(2)服务端与客户端通信
客户端与服务端通信的确没什么特殊的地方,我们完全也可以编写个类似的aidl文件实现;那么服务端是如何与客户端通信的呢?
还记得,客户端send方法发送的是一个Message,这个Message.replyTo指向的是一个mClientMessenger,我们是在Activity中初始化的。那么将消息发送到服务端,肯定是通过序列化与反序列化拿到Message对象,我们看下Message的反序列化的代码:
# Messageprivate void readFromParcel(Parcel source) { what = source.readInt(); arg1 = source.readInt(); arg2 = source.readInt(); if (source.readInt() != 0) { obj = source.readParcelable(getClass().getClassLoader()); } when = source.readLong(); data = source.readBundle(); replyTo = Messenger.readMessengerOrNullFromParcel(source); sendingUid = source.readInt(); }
主要看replyTo,调用的是Messenger.readMessengerOrNullFromParcel(source);
public static Messenger readMessengerOrNullFromParcel(Parcel in) { IBinder b = in.readStrongBinder(); return b != null ? new Messenger(b) : null; } public static void writeMessengerOrNullToParcel(Messenger messenger, Parcel out) { out.writeStrongBinder(messenger != null ? messenger.mTarget.asBinder() : null); }
通过上面的writeMessengerOrNullToParcel可以看到,它将客户端的messenger.mTarget.asBinder()对象进行了恢复,客户端的message.mTarget.asBinder()是什么?
客户端也是通过Handler创建的Messenger,于是asBinder返回的是:
public Messenger(Handler target) { mTarget = target.getIMessenger(); } final IMessenger getIMessenger() { synchronized (mQueue) { if (mMessenger != null) { return mMessenger; } mMessenger = new MessengerImpl(); return mMessenger; } } private final class MessengerImpl extends IMessenger.Stub { public void send(Message msg) { msg.sendingUid = Binder.getCallingUid(); Handler.this.sendMessage(msg); } } public IBinder getBinder() { return mTarget.asBinder(); }
那么asBinder,实际上就是MessengerImpl extends IMessenger.Stub中的asBinder了。
#IMessenger.Stub@Override public android.os.IBinder asBinder() { return this;}
那么其实返回的就是MessengerImpl对象自己。到这里可以看到message.mTarget.asBinder()其实返回的是客户端的MessengerImpl对象。
最终,发送给客户端的代码是这么写的:
msgfromClient.replyTo.send(msgToClient);
public void send(Message message) throws RemoteException { mTarget.send(message);}
这个mTarget实际上就是对客户端的MessengerImpl对象的封装,那么send(message)(屏蔽了transact/onTransact的细节),这个message最终肯定传到客户端的handler的handleMessage方法中。
好了,到此我们的源码分析就结束了~~
总结下:
- 客户端与服务端通信,利用的aidl文件,没什么特殊的
- 服务端与客户端通信,主要是在传输的消息上做了处理,让Messager.replyTo指向的客户端的Messenger,而Messenger又持有客户端的一个Binder对象(MessengerImpl)。服务端正是利用这个Binder对象做到与客户端的通信。
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