Android查缺补漏（IPC篇） - HelloWorld开发者社区

本文作者：CodingBlock 文章链接：http://www.cnblogs.com/codingblock/p/8436529.html

进程间通讯篇系列文章目录：

在上一篇博文中介绍了一种轻量级的跨进程通讯方案-Messenger，Messenger实现起来非常简单，其底层原理也是AIDL，更像是一个简易版的AIDL，但简单的东西往往也有其局限性，Messenger的主要作用是传递消息，它无法实现RPC功能也就是无法让我们在客户端本地就能调用远程的方法，而且Messenger是以串行的方式处理，无法同时处理多个请求，只能一个一个的处理。而AIDL就可以很好弥补Messenger的不足，虽然实现起来相对复杂一些，但它功能强大，无疑是跨进程通讯的首选方案。接下来我们先看看AIDL是什么，都可以传递哪些数据，并且本文会用一个小例子来直观的体会AIDL的实现过程。

读完本文你将深入掌握以下几个知识点：

AIDL是什么？
AIDL传递的类型。
怎么创建AIDL。
AIDL文件中的定向tag：in、out、inout的区别。
如何在AIDL中添加权限校验。

一、AIDL是什么？

AIDL全称Android Interface Definition Language，即Android接口定义语言。AIDL是Android中可以实现跨进程通讯的一种方案，通过AIDL可以实现RPC方式，所谓RPC是指远程过程调用（Remote Procedure Call），可以简单的理解为就像在本地一样方便的调动远程的方法。在Android的跨进程通讯的方案中，只有AIDL可以实现RPC方式。

二、AIDL文件支持哪些数据类型：

基本数据类型：int、long、char、boolean、double等
String
CharSequence
ArrayList：里面每个元素也需要被AIDL支持
HashMap：里面的每个Key和Value也都需要被AIDL支持
Parcelable：所有实现了此接口的对象
AIDL：所有的AIDL接口本身也可以在AIDL文件中使用

三、创建AIDL

接下类用一个小例子来说明AIDL的创建过程及用法，尽管在同一个APP内依然可以指定两个进程，但为了更能凸显“跨进程”这一点，还是决定将此示例借助于两个APP来实现，毕竟在开发中真实的需求也是发生在两个APP中。

在实现AIDL的过程中服务端APP和客户端APP中要包含结构完全相同的AIDL接口文件，包括AIDL接口所在的包名及包路径要完全一样，否则就会报错，这是因为客户端需要反序列化服务端中所有和AIDL相关的类，如果类的完整路径不一致就无法反序列化成功。

小技巧：为了更加方便的创建AIDL文件，我们可以新建一个lib工程，让客户端APP和服务端APP同时依赖这个lib，这样只需要在这个lib工程中添加AIDL文件就可以了！

简要说明一下将要实现的小例子的需求：是一个通讯录，在服务端维护一个List用来存放联系人信息，客户端可以通过RPC方式来添加联系人、获取联系列表等功能。

1、新建一个承载AIDL文件的lib(在本示例中姑且叫做libaidl)

创建一个Android Library类型的Module，为了与普通的java代码作区分，在main文件夹下为AIDL文件新建一个专门的文件夹，新建工程的结构如下：

Android查缺补漏（IPC篇）

然后添加AIDL接口文件：

首先新建一个Contact类，通过上面的介绍我们知道，普通的java类是不能在AIDL中使用的，必须要实现Parcelable接口，并在AIDL文件中声明：

Contact.java

/**
 * Created by liuwei on 18/2/8.
 */
public class Contact implements Parcelable {
    private int phoneNumber;
    private String name;
    private String address;

    public Contact(int phoneNumber, String name, String address) {
        this.phoneNumber = phoneNumber;
        this.name = name;
        this.address = address;
    }

    @Override
    public int describeContents() {
        return 0;
    }

    @Override
    public void writeToParcel(Parcel dest, int flags) {
        dest.writeInt(phoneNumber);
        dest.writeString(name);
        dest.writeString(address);
    }

    private final static Creator<Contact> CREATOR = new Creator<Contact>() {
        @Override
        public Contact createFromParcel(Parcel source) {
            return new Contact(source);
        }

        @Override
        public Contact[] newArray(int size) {
            return new Contact[size];
        }
    };


    public Contact(Parcel parcel) {
        phoneNumber = parcel.readInt();
        name = parcel.readString();
        address = parcel.readString();
    }
    
    @Override
    public String toString() {
        return "Contact{" +
                "phoneNumber=" + phoneNumber +
                ", name='" + name + '\'' +
                ", address='" + address + '\'' +
                '}';
    }
}

声明Contact类

Contact.aidl

package cn.codingblock.libaidl.contacts;
parcelable Contact;

创建AIDL接口文件，声明需要暴露给客户端的方法。

IContactsManager.aidl

package cn.codingblock.libaidl.contacts;

import cn.codingblock.libaidl.contacts.Contact;

interface IContactsManager {
    int getPhoneNumber(in String name);
    String getName(int phoneNumeber);
    Contact getContact(int phoneNumber);
    List<Contact> getContactList();
    boolean addContact(in Contact contact);
}

注：在AIDL接口文件中如果引用到了某个类，即使与这个类的AIDL声明在同一个包中也使用import导入此类。

aidl文件最终的结构如下：

Android查缺补漏（IPC篇）

在本次的示例中我们的客户端APP是ipcclient工程，服务端APP是ipc工程，记得在两个工程中添加libaidl的依赖（添加依赖的方法比较简单，就不多说了），服务端工程、客户端工程、lib工程的结构如下：

Android查缺补漏（IPC篇）

小问题：AIDl文件中in、out、inout的区别？

in、out、inout称为AIDL接口方法参数的定向tag，代表着数据的流向。
in：服务端收到对象后对此对象做任何修改都不会同步给客户端。
out：无论客户端传过去的对象有没有提前设置值，在Binder传输过程中都会new一个空对象传递给服务端，服务端接收到的对象后对此对象所做的修改都会同步给客户端。
inout：服务端接受对象后，无论是客户端还是服务端对此对象所做的修改都会两端同步。
基本类型的参数只能是in。

对此问题感兴趣的同学可以查看AIDL所生成的Stub源码。

2、服务端实现（在ipc工程中）

创建一个Service，用于响应客户端的绑定请求，我们将这个Service名为为ContactManagerService。
接着创建一个类，让这个类继承AIDL接口中的Stub类，并实现其抽象方法。在Service中返回这个新建这个类的对象。

详细实现如下：ContactManagerService.java

/**
 * Created by liuwei on 18/2/8.
 */
public class ContactManagerService extends Service {

    private final static String TAG = ContactManagerService.class.getSimpleName();

    private CopyOnWriteArrayList<Contact> contacts = new CopyOnWriteArrayList<>();

    @Override
    public void onCreate() {
        super.onCreate();
        contacts.add(new Contact(110, "报警电话", "派出所"));
        contacts.add(new Contact(119, "火警电话", "消防局"));
        contacts.add(new Contact(112, "故障电话", "保障局"));
    }

    @Nullable
    @Override
    public IBinder onBind(Intent intent) {
        return new ContactManagerBinder();
    }

    private class ContactManagerBinder extends IContactsManager.Stub{

        /**
         * 根据号码返回手机号
         * @param name
         * @return
         * @throws RemoteException
         */
        @Override
        public int getPhoneNumber(String name) throws RemoteException {
            if (!TextUtils.isEmpty(name)) {
                for (Contact contact:contacts) {
                    if (contact.name.equals(name)){
                        return contact.phoneNumber;
                    }
                }
            }
            return 0;
        }

        /**
         * 根据号码返回名称
         * @param phoneNumber
         * @return
         * @throws RemoteException
         */
        @Override
        public String getName(int phoneNumber) throws RemoteException {
            for (Contact contact:contacts) {
                if (contact.phoneNumber == phoneNumber){
                    return contact.name;
                }
            }
            return null;
        }

        /**
         * 根据号码返回联系人对象
         * @param phoneNumber
         * @return
         * @throws RemoteException
         */
        @Override
        public Contact getContact(int phoneNumber) throws RemoteException {
            for (Contact contact:contacts) {
                if (contact.phoneNumber == phoneNumber) {
                    return contact;
                }
            }
            return null;
        }

        /**
         * 获取联系人集合
         * @return
         * @throws RemoteException
         */
        @Override
        public List<Contact> getContactList() throws RemoteException {
            return contacts;
        }

        /**
         * 添加联系人
         * @param contact
         * @return
         * @throws RemoteException
         */
        @Override
        public boolean addContact(Contact contact) throws RemoteException {
            if (contact != null) {
                return contacts.add(contact);
            }
            return false;
        }
    }
}

最后在清单文件中将此Service添加配置，并将export属性设为true以供外界调用：

上面代码很简单，值得一提的是AIDL的方法都是在服务端的Binder线程池中执行的，如果有多个客户端同时请求，就会有多个线程来操作这些方法，本次示例将存放联系人的集合采用了CopyOnWriteArrayList实现，由于CopyOnWriteArrayList本身是线程安全的，所以在此我们不需要做额外的同步处理。

==从上文我们知道，在List中AIDL只支持ArrayList的传输，那么在此处为什么可以使用CopyOnWriteArrayList呢？==

这是因为AIDL支持的是List，之所以说AIDL只支持传递ArrayList ,是因为它在传递其他List类型时就会自动将其他类型在传递之前转换成ArrayList然后再返回给服务端，也就是说无论你在服务端使用其他的任何list的子类型，在客户端接收到的类型都是ArrayList。

所以本次示例中虽然服务端返回的事CopyOnWriteArrayList，但是在Binder中会按照List的规范去读取它并最终形成一个新的ArrayList返回给客户端，类似的还有ConcurrentHashMap对应于HashMap。（其实不光CopyOnWriteArrayList，还有LinkedList等其他的List子类型也都是可以的。）

3、客户端实现（在ipcclient工程中）

在客户中绑定服务端的Service，绑定成功后就可以在ServiceConnection中的onServiceConnected方法中将返回的Binder对象转换成AIDL接口所属的类型。

首先向Intent指定Component，需要传入两个参数，一个是远程Service所在工程包名，另一个是远程Service的全量限定名，然后使用bindService绑定远程Service：

Intent intent = new Intent();
intent.setComponent(new ComponentName("cn.codingblock.ipc", "cn.codingblock.ipc.aidl.contact.ContactManagerService"));
bindService(intent, serviceConnection, BIND_AUTO_CREATE);

在serviceConnection中获取返回的Binder并使用IContactsManager.Stub.asInterface()方法将Binder对象转换成IContactsManager类型。

private ServiceConnection serviceConnection = new ServiceConnection(){
    @Override
    public void onServiceConnected(ComponentName name, IBinder service) {
        mIContactsManager = IContactsManager.Stub.asInterface(service);
        Log.i(TAG, "onServiceConnected: mIContactsManager=" + mIContactsManager);
    }

    @Override
    public void onServiceDisconnected(ComponentName name) {
        mIContactsManager = null;
        Log.i(TAG, "onServiceDisconnected: ");
    }
};

拿到Binder对象后就可以调用在AIDL文件中声明的方法了，来看一下完整的代码：

/**

Created by liuwei on 18/2/8.

*/ public class ContactMangerActivity extends AppCompatActivity { private static final String TAG = ContactMangerActivity.class.getSimpleName();

private IContactsManager mIContactsManager;
private EditText et_contact_name;
private EditText et_contact_phone_number;
private EditText et_contact_address;

@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
    super.onCreate(savedInstanceState);
    setContentView(R.layout.activity_contact_manger);

    ViewUtils.findAndOnClick(this, R.id.btn_add_contact, mOnClickListener);
    ViewUtils.findAndOnClick(this, R.id.btn_get_phone_number, mOnClickListener);
    ViewUtils.findAndOnClick(this, R.id.btn_get_name, mOnClickListener);
    ViewUtils.findAndOnClick(this, R.id.btn_get_contact, mOnClickListener);
    ViewUtils.findAndOnClick(this, R.id.btn_get_list, mOnClickListener);

    et_contact_name = ViewUtils.find(this, R.id.et_contact_name);
    et_contact_phone_number = ViewUtils.find(this, R.id.et_contact_phone_number);
    et_contact_address = ViewUtils.find(this, R.id.et_contact_address);

    Intent intent = new Intent();
    intent.setComponent(new ComponentName("cn.codingblock.ipc", "cn.codingblock.ipc.aidl.contact.ContactManagerService"));
    bindService(intent, serviceConnection, BIND_AUTO_CREATE);
    
}

private ServiceConnection serviceConnection = new ServiceConnection(){
    @Override
    public void onServiceConnected(ComponentName name, IBinder service) {
        mIContactsManager = IContactsManager.Stub.asInterface(service);
        Log.i(TAG, "onServiceConnected: mIContactsManager=" + mIContactsManager);
    }

    @Override
    public void onServiceDisconnected(ComponentName name) {
        mIContactsManager = null;
        Log.i(TAG, "onServiceDisconnected: ");
    }
};

private View.OnClickListener mOnClickListener = new View.OnClickListener() {
    @Override
    public void onClick(View v) {
        switch (v.getId()) {
            case R.id.btn_add_contact:

                Contact contact = new Contact(getEtContactPhoneNumber(), getEtContactName(), getEtContactAddress());
                try {
                    mIContactsManager.addContact(contact);
                } catch (RemoteException e) {
                    e.printStackTrace();
                }

                break;

            case R.id.btn_get_phone_number:
                String name = getEtContactName();

                try {
                    Log.i(TAG, "onClick: " + name + "的电话：" + mIContactsManager.getPhoneNumber(name));
                } catch (RemoteException e) {
                    e.printStackTrace();
                }

                break;

            case R.id.btn_get_name:

                int number = getEtContactPhoneNumber();

                try {
                    Log.i(TAG, "onClick: " + number + " 对应的名称：" + mIContactsManager.getName(number));
                } catch (RemoteException e) {
                    e.printStackTrace();
                }

                break;

            case R.id.btn_get_contact:

                int number1 = getEtContactPhoneNumber();

                try {
                    Contact contact1 = mIContactsManager.getContact(number1);

                    System.out.println(contact1);

                } catch (RemoteException e) {
                    e.printStackTrace();
                }

                break;

            case R.id.btn_get_list:

                try {
                    List<Contact> contacts = mIContactsManager.getContactList();

                    System.out.println(contacts);

                } catch (RemoteException e) {
                    e.printStackTrace();
                }

                break;
        }
    }
};

private String getEtContactName() {
    String str = et_contact_name.getText().toString();
    if (TextUtils.isEmpty(str)) {
        Toast.makeText(this, "请输入联系人名称", Toast.LENGTH_SHORT).show();
        return null;
    }
    return str;
}

private int getEtContactPhoneNumber() {
    String str = et_contact_phone_number.getText().toString();
    if (TextUtils.isEmpty(str)) {
        Toast.makeText(this, "请输入联系人电话", Toast.LENGTH_SHORT).show();
        return 0;
    }
    return Integer.valueOf(str);
}

private String getEtContactAddress() {
    String str = et_contact_address.getText().toString();
    if (TextUtils.isEmpty(str)) {
        Toast.makeText(this, "请输入联系人地址", Toast.LENGTH_SHORT).show();
        return null;
    }
    return str;
}

@Override
protected void onDestroy() {
    super.onDestroy();
    unbindService(serviceConnection);
}

}

布局文件也就几个EditText和Button比较简单，这里就不贴出来了，接下来运行测试一下。

四、运行测试

两端都运行后，客户端界面如下图：

Android查缺补漏（IPC篇）

查看ipcclient工程的log如下，发现已经成功绑定了远程的Service：

.../cn.codingblock.ipcclient I/ContactMangerActivity: onServiceConnected: mIContactsManager=cn.codingblock.libaidl.contacts.IContactsManager$Stub$Proxy@6b60cb6

此时查看ipc工程的log如下：

.../cn.codingblock.ipc I/ContactManagerService: onCreate: ContactManagerService started...
.../cn.codingblock.ipc I/System.out: 现有的联系人：[Contact{phoneNumber=110, name='报警电话', address='派出所'}, Contact{phoneNumber=119, name='火警电话', address='消防局'}, Contact{phoneNumber=112, name='故障电话', address='保障局'}]

通过上面两个log说明客户端和服务端已经链接成功了，接下类测试一下各按钮远程方法，在号码输入框中输入110，依次点击获取联系人名称按钮和获取联系人信息按钮，log如下：

.../cn.codingblock.ipcclient I/ContactMangerActivity: onClick: 110 对应的名称：报警电话
.../cn.codingblock.ipcclient I/System.out: Contact{phoneNumber=110, name='报警电话', address='派出所'}

接着在三个输入框里面分别输入David,111,david`s home，然后点击添加联系人信息将联系人添加到远程列表里面，在点击获取联系人列表，log如下：

.../cn.codingblock.ipcclient I/System.out: [Contact{phoneNumber=110, name='报警电话', address='派出所'}, Contact{phoneNumber=119, name='火警电话', address='消防局'}, Contact{phoneNumber=112, name='故障电话', address='保障局'}, Contact{phoneNumber=111, name='David', address='david`s home'}]

可以看到david的信息已经成功添加进来了。

五、如何为AIDL添加权限验证

其实在正式的开发工作中，我们不希望任何客户端都能绑定我们的服务端，因为这会存在极大安全隐患，所以当客户端想我们发来绑定请求是我们需要做权限校验，符合我们权限要求的客户端才可以与我们的服务端建立链接。

添加权限校验可能会有很多方法，没有对错之分，在实际开发中适合就好，接下来我们介绍一种相对来说比较方便的权限验证的方案：

还是用上面的示例来说明，首先在服务端工程也就是ipc工程的清单文件中声明所需的权限，如下：
然后在ContactManagerService的onBinde方法中进行权限验证，验证不通过就直接返回null。

@Nullable @Override public IBinder onBind(Intent intent) { if (checkCallingOrSelfPermission("cn.codingblock.permission.ACCESS_CONTACT_MANAGER") == PackageManager.PERMISSION_DENIED) { Log.i(TAG, "onBind: 权限校验失败，拒绝绑定..."); return null; } Log.i(TAG, "onBind: 权限校验成功！"); return new ContactManagerBinder(); }

客户端先不做修改，运行测试一下，此时在客户端已经无法获取服务端的Binder对象，在客户端点击按钮操作时可以看到报空指针异常了：

/cn.codingblock.ipcclient E/AndroidRuntime: FATAL EXCEPTION: main
        Process: cn.codingblock.ipcclient, PID: 4726
        java.lang.NullPointerException: Attempt to invoke interface method 'java.util.List cn.codingblock.libaidl.contacts.IContactsManager.getContactList()' on a null object reference
            at cn.codingblock.ipcclient.aidl.ContactMangerActivity$2.onClick(ContactMangerActivity.java:127)
            at android.view.View.performClick(View.java:6256)
            at android.view.View$PerformClick.run(View.java:24701)
            at android.os.Handler.handleCallback(Handler.java:789)
            at android.os.Handler.dispatchMessage(Handler.java:98)
            at android.os.Looper.loop(Looper.java:164)
            at android.app.ActivityThread.main(ActivityThread.java:6541)
            at java.lang.reflect.Method.invoke(Native Method)
            at com.android.internal.os.Zygote$MethodAndArgsCaller.run(Zygote.java:240)
            at com.android.internal.os.ZygoteInit.main(ZygoteInit.java:767)