Binder概述
相信从事Android相关的研发人员，都对Binder有个或多或少的了解，相关技术博客也有一大推，我今天对Binder的学习过程进行一个记录，理论性的叙述会少一点，更多的是基于AS自动生成的AIDL文件进行代码分析。但读者事先应该对Binder的Server、Client、ServerManager和Binder驱动要有一定的了解。
AIDL代码简单分析
接口总览
看过《Android开发艺术探索》的同行应该记得，有个经典的BookManager的Demo，如下：
public interface BookManager extends android.os.IInterface {
/**
* Local-side IPC implementation stub class.
*/
public static abstract class Stub extends android.os.Binder implements android.tplink.sjj.aidltest.BookManager {
private static final java.lang.String DESCRIPTOR = "android.tplink.sjj.aidltest.BookManager";
/**
* Construct the stub at attach it to the interface.
*/
public Stub() {
this.attachInterface(this, DESCRIPTOR);
}
/**
* Cast an IBinder object into an android.tplink.sjj.aidltest.BookManager interface,
* generating a proxy if needed.
*/
public static android.tplink.sjj.aidltest.BookManager asInterface(android.os.IBinder obj) {
if ((obj == null)) {
return null;
}
android.os.IInterface iin = obj.queryLocalInterface(DESCRIPTOR);
if (((iin != null) && (iin instanceof android.tplink.sjj.aidltest.BookManager))) {
return ((android.tplink.sjj.aidltest.BookManager) iin);
}
return new android.tplink.sjj.aidltest.BookManager.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 {
java.lang.String descriptor = DESCRIPTOR;
switch (code) {
case INTERFACE_TRANSACTION: {
reply.writeString(descriptor);
return true;
}
case TRANSACTION_getBooks: {
data.enforceInterface(descriptor);
java.util.List<android.tplink.sjj.aidltest.Book> _result = this.getBooks();
reply.writeNoException();
reply.writeTypedList(_result);
return true;
}
case TRANSACTION_addBook: {
data.enforceInterface(descriptor);
android.tplink.sjj.aidltest.Book _arg0;
if ((0 != data.readInt())) {
_arg0 = android.tplink.sjj.aidltest.Book.CREATOR.createFromParcel(data);
} else {
_arg0 = null;
}
this.addBook(_arg0);
reply.writeNoException();
return true;
}
default: {
return super.onTransact(code, data, reply, flags);
}
}
}
private static class Proxy implements android.tplink.sjj.aidltest.BookManager {
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;
}
/**
* Demonstrates some basic types that you can use as parameters
* and return values in AIDL.
*/
@Override
public java.util.List<android.tplink.sjj.aidltest.Book> getBooks() throws android.os.RemoteException {
android.os.Parcel _data = android.os.Parcel.obtain();
android.os.Parcel _reply = android.os.Parcel.obtain();
java.util.List<android.tplink.sjj.aidltest.Book> _result;
try {
_data.writeInterfaceToken(DESCRIPTOR);
mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_getBooks, _data, _reply, 0);
_reply.readException();
_result = _reply.createTypedArrayList(android.tplink.sjj.aidltest.Book.CREATOR);
} finally {
_reply.recycle();
_data.recycle();
}
return _result;
}
@Override
public void addBook(android.tplink.sjj.aidltest.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_getBooks = (android.os.IBinder.FIRST_CALL_TRANSACTION + 0);
static final int TRANSACTION_addBook = (android.os.IBinder.FIRST_CALL_TRANSACTION + 1);
}
/**
* Demonstrates some basic types that you can use as parameters
* and return values in AIDL.
*/
public java.util.List<android.tplink.sjj.aidltest.Book> getBooks() throws android.os.RemoteException;
public void addBook(android.tplink.sjj.aidltest.Book book) throws android.os.RemoteException;
}
简单的说，通过AIDL，AS构建了统一的跨进程通信接口和相应的Binder，其内容如下：
public interface BookManager extends android.os.IInterface {
public static abstract class Stub extends android.os.Binder implements android.tplink.sjj.aidltest.BookManager
public java.util.List<android.tplink.sjj.aidltest.Book> getBooks() throws android.os.RemoteException;
public void addBook(android.tplink.sjj.aidltest.Book book) throws android.os.RemoteException;
}
标准化后的AIDL继承了IInterface这个系统接口，内部有一个binder子类和我们定义的两个接口。
Stub文件
public static abstract class Stub extends android.os.Binder implements android.tplink.sjj.aidltest.BookManager {
private static final java.lang.String DESCRIPTOR = "android.tplink.sjj.aidltest.BookManager";
public Stub() { ...... }
public static android.tplink.sjj.aidltest.BookManager asInterface(android.os.IBinder obj) { ...... }
@Override
public android.os.IBinder asBinder() { ...... }
@Override
public boolean onTransact(int code, android.os.Parcel data, android.os.Parcel reply, int flags) throws android.os.RemoteException { ......}
private static class Proxy implements android.tplink.sjj.aidltest.BookManager { ...... }
static final int TRANSACTION_getBooks = (android.os.IBinder.FIRST_CALL_TRANSACTION + 0);
static final int TRANSACTION_addBook = (android.os.IBinder.FIRST_CALL_TRANSACTION + 1);
}
Stub内部结构
Stub描述符
Stub继承了系统的Binder类并且实现了我们自定义的接口，继承了系统Binder类，就可以走系统那一套，可以将自己注册到ServerManger中，其中有自己的一个引用和一个唯一的描述符：
DESCRIPTOR = "android.tplink.sjj.aidltest.BookManager";
这样客户端请求服务端时，就可以用这个描述符进行检索并判断客户端和服务端是否在同一进程内，具体代码后面分析；实现的接口中有我们自定义的方法，这个方法通过Binder机制完成跨进程调用。
Stub构造函数就是构造该Binder子类，其中应该涉及到将自己注册到ServerManager的过程（具体待验证）；
asInterface()方法代码如下，我们结合具体代码分析它的功能：
public static android.tplink.sjj.aidltest.BookManager asInterface(android.os.IBinder obj) {
if ((obj == null)) {
return null;
}
android.os.IInterface iin = obj.queryLocalInterface(DESCRIPTOR);
if (((iin != null) && (iin instanceof android.tplink.sjj.aidltest.BookManager))) {
return ((android.tplink.sjj.aidltest.BookManager) iin);
}
return new android.tplink.sjj.aidltest.BookManager.Stub.Proxy(obj);
}
该方法传入的是一个Binder接口，方法先判空，非空情况下，在本地池（C/S同一个进程情况）中检索该服务，用的就是该binder的描述符，如果检索到，则直接返回该引用，说明传入的参数就是客户端所需的服务的引用；如果没有在本地检索到，说明这是一个跨进程的调用，返回该binder的一个代理Proxy。
asBinder返回自身，一般是在服务端（四大组件Service的bindService方法中返回Binder的引用），该引用作为客户端调用服务端的凭据。
Stub内部类Proxy
Proxy类是Stub类的内部类，Stub通过它可以完成远程代理。Proxy对客户透明，就如同其他系统服务AMS、WMS、PMS和UMS等等，也是通过代理为客户端（app进程）提供服务。实现代码如下：
private static class Proxy implements android.tplink.sjj.aidltest.BookManager {
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;
}
/**
* Demonstrates some basic types that you can use as parameters
* and return values in AIDL.
*/
@Override
public java.util.List<android.tplink.sjj.aidltest.Book> getBooks() throws android.os.RemoteException {
android.os.Parcel _data = android.os.Parcel.obtain();
android.os.Parcel _reply = android.os.Parcel.obtain();
java.util.List<android.tplink.sjj.aidltest.Book> _result;
try {
_data.writeInterfaceToken(DESCRIPTOR);
mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_getBooks, _data, _reply, 0);
_reply.readException();
_result = _reply.createTypedArrayList(android.tplink.sjj.aidltest.Book.CREATOR);
} finally {
_reply.recycle();
_data.recycle();
}
return _result;
}
@Override
public void addBook(android.tplink.sjj.aidltest.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();
}
}
}
Proxy利用binder接口中的transact方法，将序列化后的客户端请求参数传送到服务端，并把服务端的数据用同样的方法解析出来返回给客户端，具体需要依赖底层binder驱动。
Stub中的接口描述符
可以看到Proxy调用_mRemote.tranact()方法时第一个参数是Stub.TRANSACTION_addBook，它和binder描述符类似，也是一个描述符，只不过它是标识调用的方法，服务端接收到Proxy的请求后，通过该参数路由到具体的方法，我们定义的方法有两个，它们的描述符如下：
static final int TRANSACTION_getBooks = (android.os.IBinder.FIRST_CALL_TRANSACTION + 0);
static final int TRANSACTION_addBook = (android.os.IBinder.FIRST_CALL_TRANSACTION + 1);
看过AMS源码的同行应该很熟悉这些代码，在IActivityManager中有大量的方法描述符。
Stub中的onTransact方法
然后再看看Stub的onTransact中：
public boolean onTransact(int code, android.os.Parcel data, android.os.Parcel reply, int flags) throws android.os.RemoteException {
java.lang.String descriptor = DESCRIPTOR;
switch (code) {
case INTERFACE_TRANSACTION: {
reply.writeString(descriptor);
return true;
}
case TRANSACTION_getBooks: {
data.enforceInterface(descriptor);
java.util.List<android.tplink.sjj.aidltest.Book> _result = this.getBooks();
reply.writeNoException();
reply.writeTypedList(_result);
return true;
}
case TRANSACTION_addBook: {
data.enforceInterface(descriptor);
android.tplink.sjj.aidltest.Book _arg0;
if ((0 != data.readInt())) {
_arg0 = android.tplink.sjj.aidltest.Book.CREATOR.createFromParcel(data);
} else {
_arg0 = null;
}
this.addBook(_arg0);
reply.writeNoException();
return true;
}
default: {
return super.onTransact(code, data, reply, flags);
}
}
}
可以看到，onTransact中的操作和Proxy中的transact是一一对应的，那边发出的请求这边根据binder描述符合接口描述符进行处理，有返回数据时，就写入reply这个数据结构中，依赖底层binder传递给客户端。
AIDL调用流程
根据上面分析，binder跨进程调用通过Proxy实现，Stub和Proxy都实现了我们定义的接口，所有客户端调用都一一对应到服务端，底层的一切包括代理都对客户没有影响，客户端就好像调用本地方法一样。我们传输的参数对象需要序列化，具体可以查一下Parcel接口和原理相关知识。
