Android IPC机制—Binder的工作机制

进程和线程的关系

IPC机制即为跨进程通信,是inter-Process Communication的缩写。是指两个进程之间进行通信。在说进程通信之前,我们的弄明白什么是线程,什么是进程。进程和线程是两个截然不同的概念。按照操作系统中的描述,线程是CPU调度的最小单位,同时线程也是一种有限的系统资源。而进程一般是指一个执行单元,在pc端或者移动端上是指一个程序或者一个应用。一个进程中可以包含一个或者是多个线程。所以他们的关系应该是包含和被包含的关系。

跨进程的种类

在Android中跨进程通信的方式有很多种,Bundle,文件共享,AIDL,Messenger,ContentProvider,Socket,这些都能实现进程间之间的通信,当然,虽然都能够实现进程间通信,但是他们之间的实现原理或者说是底层的实现方式都是不一样的。下面,我们将会一一说明。

注:很多同学觉得创建进程就应该创建一个新的应用。其实不是的。只要我们在AndroidMenifest上加上这一句代码就可以了android:process=“:remote”具体的,同学们可以自己的了解。

在说IPC之前,先说一下一些基础概念,这样对后面的内容能够更好的理解。

1、Serializable,Parcelable接口

Serializable接口是java提供的一个序列化的接口,这是一个空的接口,为对象提供标准的序列化和反序列化操作。Serializable序列化和反序列化,都是采ObjectOutputStream 和ObjectInputStream就可以实现,当然这些系统基本已经为我们实现了。

Parcelable接口,是Android自带的一种序列化方式。序列化和反序列化都是通过writeToParcel方法来完成的。

两者的区别:Serializable是java的序列化接口使用简单,但是由于序列化和反序列化的过程需要大量的I/o操作,所以性能较差。Parcelable接口使用较为麻烦,但是效率很高,但是存在一个很大的缺点,就是被Parcelable将对象序列化以后,要将对象保存到磁盘中的,将会很麻烦。所以建议是使用Serializable。

Binder

直观来说,Binder是Android中的一个类,它实现了IBinder接口,从IPC的角度来说,Binder是Android中的一种跨进程通信的一种方式,同时还可以理解为是一种虚拟的物理设备,它的设备驱动是/dev/binder/。从Framework角度来说,Binder是ServiceManager的桥梁。从应用层来说,Binder是客户端和服务端进行通信的媒介。

在Android开发中,Binder主要用在Service中,包括AIDL和Messenger,由于Messenger的底层其实就是Aidl,所以现在我们以AIDL来分析一下binder的工作机制。

对AIDL还不懂使用的朋友可以看一下我以前写的一篇博客:http://www.cnblogs.com/huangjialin/p/7738104.html,下面就以这个例子来分析一下这个Binder的工作机制。

上代码:

  1 /*
  2
  3  * This file is auto-generated.  DO NOT MODIFY.
  4
  5  * Original file: /Users/huangjialin/MyApplication/service/src/main/aidl/aidl/MyAIDLService.aidl
  6
  7  */
  8
  9 package aidl;
 10
 11 // Declare any non-default types here with import statements
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 14 public interface MyAIDLService extends android.os.IInterface {
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 18     /**
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 20      * Local-side IPC implementation stub class.
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 22      */
 23
 24     public static abstract class Stub extends android.os.Binder implements aidl.MyAIDLService {
 25
 26         private static final java.lang.String DESCRIPTOR = "aidl.MyAIDLService";
 27
 28
 29
 30         /**
 31
 32          * Construct the stub at attach it to the interface.
 33
 34          */
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 36         public Stub() {
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 38             this.attachInterface(this, DESCRIPTOR);
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 40         }
 41
 42
 43
 44         /**
 45
 46          * Cast an IBinder object into an aidl.MyAIDLService interface,
 47
 48          * generating a proxy if needed.
 49
 50          */
 51
 52         public static aidl.MyAIDLService asInterface(android.os.IBinder obj) {
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 54             if ((obj == null)) {
 55
 56                 return null;
 57
 58             }
 59
 60             android.os.IInterface iin = obj.queryLocalInterface(DESCRIPTOR);
 61
 62             if (((iin != null) && (iin instanceof aidl.MyAIDLService))) {
 63
 64                 return ((aidl.MyAIDLService) iin);
 65
 66             }
 67
 68             return new aidl.MyAIDLService.Stub.Proxy(obj);
 69
 70         }
 71
 72
 73
 74         @Override
 75
 76         public android.os.IBinder asBinder() {
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 78             return this;
 79
 80         }
 81
 82
 83         @Override
 84
 85         public boolean onTransact(int code, android.os.Parcel data, android.os.Parcel reply, int flags) throws android.os.RemoteException {
 86
 87             switch (code) {
 88
 89                 case INTERFACE_TRANSACTION: {
 90
 91                     reply.writeString(DESCRIPTOR);
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 93                     return true;
 94
 95                 }
 96
 97                 case TRANSACTION_getString: {
 98
 99                     data.enforceInterface(DESCRIPTOR);
100
101                     java.lang.String _result = this.getString();
102
103                     reply.writeNoException();
104
105                     reply.writeString(_result);
106
107                     return true;
108
109                 }
110
111             }
112
113             return super.onTransact(code, data, reply, flags);
114
115         }
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119         private static class Proxy implements aidl.MyAIDLService {
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121             private android.os.IBinder mRemote;
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125             Proxy(android.os.IBinder remote) {
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127                 mRemote = remote;
128
129             }
130
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132
133             @Override
134
135             public android.os.IBinder asBinder() {
136
137                 return mRemote;
138
139             }
140
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143             public java.lang.String getInterfaceDescriptor() {
144
145                 return DESCRIPTOR;
146
147             }
148
149
150
151
152             @Override
153
154             public java.lang.String getString() throws android.os.RemoteException {
155
156                 android.os.Parcel _data = android.os.Parcel.obtain();
157
158                 android.os.Parcel _reply = android.os.Parcel.obtain();
159
160                 java.lang.String _result;
161
162                 try {
163
164                     _data.writeInterfaceToken(DESCRIPTOR);
165
166                     mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_getString, _data, _reply, 0);
167
168                     _reply.readException();
169
170                     _result = _reply.readString();
171
172                 } finally {
173
174                     _reply.recycle();
175
176                     _data.recycle();
177
178                 }
179
180                 return _result;
181
182             }
183
184         }
185
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188         static final int TRANSACTION_getString = (android.os.IBinder.FIRST_CALL_TRANSACTION + 0);
189
190     }
191
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194     public java.lang.String getString() throws android.os.RemoteException;
195
196 }
197
198  

上面这段代码是系统生成的,在gen目录下可以看到根据MyAIDLService.aidl系统为我们生成了MyAIDLService.java这个类。我们先来了解一下这个类中每个方法的含义:

DESCRIPTOR:Binder的唯一标识,一般用于当前Binder的类名表示。

asInterface(android.os.IBinder obj):用于将服务端的Binder对象转换成客户端所需的AIDL接口类型的对象,这种转化过程是区分进程的,如果客户端和服务端位于同一个进程,那么这个方法返回的是服务端的stub对象本身,否则返回的是系统封装后的Stub.proxy对象。

asBinder():用于返回当前Binder对象。

onTransact:该方法运行在服务端的Binder线程池中,当客户端发起跨进程通信请求的时候,远程请求通过系统底层封装后交给该方法处理。注意这个方法public boolean onTransact(int code, android.os.Parcel data, android.os.Parcel reply, int flags),服务端通过code可以确定客户端所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。当目标方法执行完毕后,就像reply中写入返回值。这个方法的执行过程就是这样的。如果这个方法返回false,客户端是会请求失败的,所以我们可以在这个方法中做一些安全验证。

public java.lang.String getString() throws android.os.RemoteException:

这个方法运行在客户端中,当客户端调用此方法的时候,它的内部实现是这样的:首先创建该方法所需要的输入类型Parcel对象_data,然后调用transact方法发起远程调用请求,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中读取返回的数据。

如图:Binder的工作机制

从上面分析,我们明白了Binder的工作机制但是要注意一些问题:1、当客户端发起请求时,由于当前线程会被挂起,直到服务端返回数据,如果这个远程方法很耗时的话,那么是不能够在UI线程,也就是主线程中发起这个远程请求的。

2、由于Service的Binder方法运行在线程池中,所以Binder方法不管是耗时还是不耗时都应该采用同步的方式,因为它已经运行在一个线程中了。

原文地址:https://www.cnblogs.com/huangjialin/p/8546829.html

时间: 2024-10-06 09:54:57

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