Android中的Binder机制的简要理解二

接着上篇binder简要介绍（见 http://www.linuxidc.com/Linux/2012-07/66195.htm ），我们来分析binder机制的设计。binder主要框架分为三个部分：服务端，binder驱动，客户端。

binder在Android最常见的使用场景就是一个程序的activity与系统service进行交互。比如我通过wifi的service来获取wifi控制代理对象，来对wifi进行相关的操作。注意：这里的系统service是指System server，而不是sdk 中的Service类。

从Linux空间上来看，Activity，系统service它们都分属不同的进程，不同进程之间的数据交换就是涉及到了IPC通信。而如果我们从开发者调用角度来看，我们看不到进程的概念。从公共对象请求代理的高度来看Binder，我们会惊异于这种设计思路。Binder相对于Activtiy，service来说是一个很低层的概念。当设计android程序涉及到IPC，我们无需考虑底层的实现细节，而去只关心怎么去获取相关服务并通信，这也使我们更专注于软件的开发，而非传统基于C/S架构去思考它们之间的数据是如何去实现交换的。

在用户空间，我们需要做的就是去请求相关有能力的服务对象，不必去了解这个通讯是如何完成。这种设计架构给不仅解决了通讯，引入了一种新的设计理念，也与java面向对象的开发思想契合在一起。这里，我们看不到binder，我们感觉就像是客户端直接身服务端请求，然后通过服务端的一个代理对象处理相关工作。Activity与service之间仿佛是一种很直接的，自然的通信。



对于android外部性空间来说，我们不知道服务对象在哪里，我们只需通过公共代理对象去请求服务。Android系统中，系统级的service都是由serviceManager来管理。借着serviceManger就可以获取service的对象引用。

先了解下serviceManger，它本身也是一个service，但它管理着系统其它的service。Framework提供了一个系统函数BinderInternal.getContextObject()，可以获取该Service对应的Binder引用。通过这个静态函数返回的ServiceManager提供的方法又可以获取其它系统Service的Binder引用。所以serviceManager是整个系统service的总管，也是系统的一个核心对象，它是开机就自启动的。其它的service都要向它进行注册并保管引用，这样保证所有的服务都可以通过servericeManger获取到引用。这种设计模式的一个好处就是仅暴露一个Binder引用，而其它的系统服务可以隐藏起来，从而有助于系统服务的扩展，以及调用系统服务的安全检查
。现在我们来看下serviceManger是怎样处理service的注册和查询的。我先看下serviceManger源码：

在源码里有一个HashMap，HashMap里保存着系统service的名字，和引用。

private static HashMap<String, IBinder> sCache = new HashMap<String, IBinder>();

继续看源码了解客户端向服务的请求是怎样完成的:在客户端通过ServiceManager类getService(String name)方法传递一个需要的服务，然后ServcieManager在sCache的HashMap中去查询与name对应的service，然后再将这个service的IBinder引用返回给客户端。

public static IBinder getService(String name) {
try {
IBinder service = sCache.get(name);
if (service != null) {
return service;
} else {
return getIServiceManager().getService(name);
}
} catch (RemoteException e) {
Log.e(TAG, "error in getService", e);
}
return null;
}

与此同时，ServiceManager还提供了addService，checkService两个重要方法，用来维护sCache列表登记的Service的名称以及引用。我们用一个图来描述这整个过程



通过上面的分析了解：客户端首先需要通过Binder的进程都需要先获得ServiceManager代理对象才能进行Binder通讯。所以，ServiceManager在C/C++层面提供服务代理，又在Java层面提供服务代理。

接着我们通过一个简单跨进程通讯Demo来加深对Binder的了解和使用。我们分三步：

1.设计服务端，新建 一个基于Binder的类。

2.设计客户端，获取远程Binder对象。

3.操作获取的Binder对象执行操作。

创建Service端

我们只要基于Binder类新建一个服务类即可。在设计这个客户端之前，我们要考虑两个问题：

a.客户端如何获得服务端的Binder的引用。

b.客户端和服务端必须事先约定好 服务端函数的参数在包裹中的顺序。

对于第一个问题，我们向一个本地的service类进行连接，在这个客户端与servcie建立连接后返回一个Binder，即我们设计的服务端。

对于第二个问题，Android中SDK中为我们提供了一个aidl工具，借着这个工具我们可以将aidl文件上转化为一个java类文件，在该java文件中，同时重载了transact和onTransact()方法，统一了存入包裹和读取包裹参数。

设计服务端

先看下工程目录，了解整个代码的构成



1）、创建一个IAidlBinder服务，这个服务里有两个服务函数，getInfo(),getFruit(),这里我们就编写一个IAidlBinder文件，代码如下：

package com.binderserver;

import com.binderserver.Fruit;
interface IAidlBinder{
String getInfo();
Fruit getFruit();
}

1.java原子类型，如int，long，String等变量。

2.Binder引用。

3.实现了Parcelable的对象。

这里文件名称第一个"I"的含义是IIterface类，即这是一个可以提供远程服务的类。我们创建好文件后，aidi工具会以文件的名称在gen目录下生成一个java类。

接着看看aidl生成的IAidlBinder.java代码。





这些代码主要完成三个任务：

1.定义一个Java interface，内部包含aidl文件声明的服务函数，类名称为IAidlBinder，该类基于IIterface接口，即需要提供一个asBinder()函数。

2.定义一个Proxy类，该类将作为客户端访问服务端的代理。这里代理主要任务就是统一包裹内写入参数的顺序。

3.定义一个stub类，这是一个基于Binder的abstract类。该类实现了IAidlBinde接口，主要由服务端来使用。

2）、 因为在这个接口里传输的有对象Fruit，所以要它要处理Paracelable，下面是它的源码。

package com.binderserver;

import Android.os.Parcel;
import android.os.Parcelable;

public class Fruit implements Parcelable {

private String name;
private String color;
private int number;

public String getName() {
return name;
}

public void setName(String name) {
this.name = name;
}

public String getColor() {
return color;
}

public void setColor(String color) {
this.color = color;
}

public int getNumber() {
return number;
}

public void setNumber(int number) {
this.number = number;
}

public static final Parcelable.Creator<Fruit> CREATOR = new Creator<Fruit>() {

@Override
public Fruit createFromParcel(Parcel source) {
Fruit fruit = new Fruit();
fruit.name = source.readString();
fruit.color = source.readString();
fruit.number = source.readInt();
return fruit;
}

@Override
public Fruit[] newArray(int size) {
// TODO Auto-generated method stub

return new Fruit[size];
}

};

@Override
public int describeContents() {
// TODO Auto-generated method stub

return 0;
}

@Override
public void writeToParcel(Parcel dest, int flags) {
dest.writeString(name);
dest.writeString(color);
dest.writeInt(number);

}

}

3）、创建一个名为Book的aidl文件，代码如下：

parcelable Fruit;

4）、新建一个名为ServerService的java文件，

package com.binderserver;

import android.app.Service;
import android.content.Intent;
import android.os.IBinder;
import android.os.RemoteException;

import com.binderserver.IAidlBinder.Stub;

public class ServerService extends Service {

private Fruit mFruit;

@Override
public void onCreate() {
// TODO Auto-generated method stub

super.onCreate();
mFruit = new Fruit();
mFruit.setName("apple");
mFruit.setColor("red");
mFruit.setNumber(10);
}

@Override
public IBinder onBind(Intent intent) {
// TODO Auto-generated method stub

return serviceBinder;
}

private IAidlBinder.Stub serviceBinder = new Stub() {

@Override
public String getInfo() throws RemoteException {
// TODO Auto-generated method stub

return "I'm a server";
}

@Override
public Fruit getFruit() throws RemoteException {
// TODO Auto-generated method stub

return mFruit;
}
};

}

5）、将这个服务端运行起来，供客户端调用，界面很简单，如下 ：



客户端的设计

客户端的工程目录如下 ：



客户端的实现：

1）、将服务端的的aidl文件及要被调用的类，直接拷贝到工程目录下。注意：为了客户端调用远程服务，不要改变原aidl文件的地址，不然会报错：

Binder invocation to an incorrect interface

2）、创建主Activity，用来调用Aidl服务。代码如下：

package com.binderclient;

import Android.app.Activity;
import android.content.ComponentName;
import android.content.Context;
import android.content.Intent;
import android.content.ServiceConnection;
import android.os.Bundle;
import android.os.IBinder;
import android.os.RemoteException;
import android.util.Log;
import android.view.View;
import android.view.View.OnClickListener;
import android.widget.Button;
import com.binderserver.IAidlBinder;;

public class BinderClientActivity extends Activity implements OnClickListener {
/** Called when the activity is first created. */
private IAidlBinder binder;
private Button mGetInfo;
@Override
public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.main);
mGetInfo = (Button) findViewById(R.id.getinfo);
mGetInfo.setOnClickListener(this);
//注意这里intent要在ServerService进行静态注册。

Intent intent = new Intent("com.binderserver.ServerService");
bindService(intent, serviceConnection, Context.BIND_AUTO_CREATE);
}

private ServiceConnection serviceConnection = new ServiceConnection(){

@Override
public void onServiceConnected(ComponentName name, IBinder service) {
binder = IAidlBinder.Stub.asInterface(service);

}

@Override
public void onServiceDisconnected(ComponentName name) {
binder = null;
}

};
@Override
public void onClick(View v) {
switch (v.getId()) {
case R.id.getinfo:
if(binder == null){
Log.d("Lawrence", "@#$%^&*()_+!#$%^&*_!@#$%^&*()");
}else {
try {
String print = "The name of this fruit is: " + binder.getFruit().getName() + "\n"
+ "The color of this fruit is: " + binder.getFruit().getColor() + "\n"
+ "The number of this fruit is: " + binder.getFruit().getNumber() + "\n"
+ "The server says: " + binder.getInfo();
mGetInfo.setText(print);
} catch (RemoteException e) {
// TODO Auto-generated catch block

e.printStackTrace();
}
}
break;

default:
break;
}

}
}

3）、运行工程，界面如下：



4）、点击getInfo按钮，调用远程服务。界面如下 ：



上面就是一个以aidl为例的远程Binder调用的简单设计。

附：Demo源码地址：

免费下载地址在 http://linux.linuxidc.com/
用户名与密码都是www.linuxidc.com

具体下载目录在 /2012年资料/7月/24日/Android之Binder设计分析/