Binder是Android的进程间通信核心,Android的各种核心服务都是通过Binder机制进行相互通信的。熟悉Binder机制话就会知道,Binder的client部分就是通过代理模式来访问Server端的。本文我们就结合代理模式来详细讲解一下Java层Binder机制。
一、代理模式介绍
相信大家对设计模式都有一定的了解,这里我就不对代理模式进行过多的赘述了。这里我们只在阐释一下代理模式的使用场景:
- 远程代理(Remote Proxy):如果某个对象无法实例化,不在同一个地址空间,需要通过编码来进行通信。比如需要访问网络服务器上面的一个对象操作,比如Binder。
- 虚代理(Virtual Proxy): 在需要的时候创建大对象,比如超大图片,我们可以使用一个虚代理代理图像,在真正需要的时候再去将图像完全加载出来,在这之前只需要在代理里面保存图像的大小,让它有个占位就好了。
- 保护代理(Protect Proxy):需要对对象的某些操作进行隐藏,那么就可以使用代理对它的接口进行隐藏。
- 智能指引(Smart Reference):当需要对对象的引用进行计数的时候,可以使用智能指引的代理模式。
二、Binder机制
Binder是一个接口形式的IPC。这里以Android开发过程中使用的.aidl文件声明生成的接口为例。
例如,我们在Client端声明了一个IUserVerifyInterface.aidl,用于向服务端发起用户校验:
// IUserVerifyInterface.aidl package com.renhui.aidl; import com.renhui.aidl.User; // Declare any non-default types here with import statements interface IUserVerifyInterface { boolean verifyUser(in User user); }
在编译运行之前,编辑器会自动生成相关的类 IUserVerifyInterface.Stub 和 IUserVerifyInterface.Proxy, 通过调用bindService就可以得到Binder的代理。
bindService(intent, serviceConnection, Context.BIND_AUTO_CREATE);
...
private ServiceConnection serviceConnection = new ServiceConnection() { @Override public void onServiceConnected(ComponentName name, IBinder service) { Log.w(TAG, "onServiceConnected: success "); userVerifyInterface = IUserVerifyInterface.Stub.asInterface(service); } @Override public void onServiceDisconnected(ComponentName name) { Log.w(TAG, "onServiceDisConnected! "); unbindService(serviceConnection); } };
访问查看一下asInterface方法的内容,我们就可以看到内部就是创建了一个Proxy对象
/** * Cast an IBinder object into an com.renhui.aidl.IUserVerifyInterface interface, * generating a proxy if needed. */ public static com.renhui.aidl.IUserVerifyInterface asInterface(android.os.IBinder obj) { if ((obj==null)) { return null; } android.os.IInterface iin = obj.queryLocalInterface(DESCRIPTOR); if (((iin!=null)&&(iin instanceof com.renhui.aidl.IUserVerifyInterface))) { return ((com.renhui.aidl.IUserVerifyInterface)iin); } return new com.renhui.aidl.IUserVerifyInterface.Stub.Proxy(obj); }
Binder是一个非常典型的代理模式,是一种远程代理,实际上Proxy代理的是另外一个进程中的Stub对象。内部是将接口函数标记为对应的ID,然后根据这个ID来标识目前调用的是哪一个函数。由DESCRIPTOR来作为Token分隔不同的接口调用,另外通过Parcel来写入函数参数和接受函数返回值(Stub端对应接受参数和写入结果)。
/** Local-side IPC implementation stub class. */ public static abstract class Stub extends android.os.Binder implements com.renhui.aidl.IUserVerifyInterface { private static final java.lang.String DESCRIPTOR = "com.renhui.aidl.IUserVerifyInterface"; /** Construct the stub at attach it to the interface. */ public Stub() { this.attachInterface(this, DESCRIPTOR); } /** * Cast an IBinder object into an com.renhui.aidl.IUserVerifyInterface interface, * generating a proxy if needed. */ public static com.renhui.aidl.IUserVerifyInterface asInterface(android.os.IBinder obj) { if ((obj==null)) { return null; } android.os.IInterface iin = obj.queryLocalInterface(DESCRIPTOR); if (((iin!=null)&&(iin instanceof com.renhui.aidl.IUserVerifyInterface))) { return ((com.renhui.aidl.IUserVerifyInterface)iin); } return new com.renhui.aidl.IUserVerifyInterface.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_verifyUser: { data.enforceInterface(descriptor); com.renhui.aidl.User _arg0; if ((0!=data.readInt())) { _arg0 = com.renhui.aidl.User.CREATOR.createFromParcel(data); } else { _arg0 = null; } boolean _result = this.verifyUser(_arg0); reply.writeNoException(); reply.writeInt(((_result)?(1):(0))); return true; } default: { return super.onTransact(code, data, reply, flags); } } } private static class Proxy implements com.renhui.aidl.IUserVerifyInterface { 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 boolean verifyUser(com.renhui.aidl.User user) throws android.os.RemoteException { android.os.Parcel _data = android.os.Parcel.obtain(); android.os.Parcel _reply = android.os.Parcel.obtain(); boolean _result; try { _data.writeInterfaceToken(DESCRIPTOR); if ((user!=null)) { _data.writeInt(1); user.writeToParcel(_data, 0); } else { _data.writeInt(0); } boolean _status = mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_verifyUser, _data, _reply, 0); if (!_status && getDefaultImpl() != null) { return getDefaultImpl().verifyUser(user); } _reply.readException(); _result = (0!=_reply.readInt()); } finally { _reply.recycle(); _data.recycle(); } return _result; } public static com.renhui.aidl.IUserVerifyInterface sDefaultImpl; } static final int TRANSACTION_verifyUser = (android.os.IBinder.FIRST_CALL_TRANSACTION + 0); public static boolean setDefaultImpl(com.renhui.aidl.IUserVerifyInterface impl) { if (Stub.Proxy.sDefaultImpl == null && impl != null) { Stub.Proxy.sDefaultImpl = impl; return true; } return false; } public static com.renhui.aidl.IUserVerifyInterface getDefaultImpl() { return Stub.Proxy.sDefaultImpl; } }
可以看出代理模式在Binder机制中可以说是代理模式的经典使用。因为当我们在客户端无法直接访问服务端(因为跨进程,地址空间都不一致)的时候,通过代理模式就能够很轻松的进行访问。
补充:
在客户端需要请求服务端的时候,我怎么知道我究竟想要请求哪一个服务端呢?ServiceManager。ServiceManager是保存了所有的Service的fd(驱动文件号)。
通过请求ServiceManager的getService(String name)就可以获取对应的服务。而ServiceManager也是一个服务,它的fd是0,是服务中心管理器。客户端指定name,通过Binder请求ServiceManager,然后得到客户端想要的服务BinderProxy,然后就可以请求服务端了。