Android進階：AIDL實現IPC使用詳解

使用AIDL設計遠程接口(Designing a Remote Interface Using AIDL)

由於每個應用程序都運行在自己的進程空間，並且可以從應用程序UI運行另一個服務進程，而且經常會在不同的進程間傳遞對象。在Android平台，一個進程通常不能訪問另一個進程的內存空間，所以要想對話，需要將對象分解成操作系統可以理解的基本單元，並且有序的通過進程邊界。

通過代碼來實現這個數據傳輸過程是冗長乏味的，Android提供了AIDL工具來處理這項工作。

AIDL (Android Interface Definition Language)是一種IDL 語言，用於生成可以在Android設備上兩個進程之間進行進程間通信(IPC)的代碼。如果在一個進程中（例如Activity）要調用另一個進程中（例如Service）對象的操作，就可以使用AIDL生成可序列化的參數。

AIDL IPC機制是面向接口的，像COM或Corba一樣，但是更加輕量級。它是使用代理類在客戶端和實現端傳遞數據。

 

使用AIDL實現IPC(Implementing IPC Using AIDL)

使用AIDL實現IPC服務的步驟是：

1.         創建.aidl文件-該文件（YourInterface.aidl）定義了客戶端可用的方法和數據的接口。

2.         在makefile文件中加入.aidl文件-（Eclipse中的ADT插件提供管理功能）Android包括名為AIDL的編譯器，位於tools/文件夾。

3.         實現接口-AIDL編譯器從AIDL接口文件中利用Java語言創建接口，該接口有一個繼承的命名為Stub的內部抽象類（並且實現了一些IPC調用的附加方法），要做的就是創建一個繼承於YourInterface.Stub的類並且實現在.aidl文件中聲明的方法。

4.         向客戶端公開接口-如果是編寫服務，應該繼承Service並且重載Service.onBind(Intent) 以返回實現了接口的對象實例

 

創建.aidl文件(Create an .aidl File)

AIDL使用簡單的語法來聲明接口，描述其方法以及方法的參數和返回值。這些參數和返回值可以是任何類型，甚至是其他AIDL生成的接口。重要的是必須導入所有非內置類型，哪怕是這些類型是在與接口相同的包中。下面是AIDL能支持的數據類型：

l  Java編程語言的主要類型 (int, boolean等) — 不需要 import 語句。

l  以下的類 (不需要import 語句):

n  String

n  List -列表中的所有元素必須是在此列出的類型，包括其他AIDL生成的接口和可打包類型。List可以像一般的類（例如List<String>）那樣使用，另一邊接收的具體類一般是一個ArrayList，這些方法會使用List接口。

n  Map - Map中的所有元素必須是在此列出的類型，包括其他AIDL生成的接口和可打包類型。一般的maps（例如Map<String,Integer>）不被支持，另一邊接收的具體類一般是一個HashMap，這些方法會使用Map接口。

n  CharSequence -該類是被TextView和其他控件對象使用的字符序列。

l  通常引引用方式傳遞的其他AIDL生成的接口，必須要import 語句聲明

l  實現了Parcelable protocol 以及按值傳遞的自定義類，必須要import 語句聲明。

 

實現接口(Implementing the Interface)

         AIDL生成了與.aidl文件同名的接口，如果使用Eclipse插件，AIDL會做為編譯過程的一部分自動運行（不需要先運行AIDL再編譯項目），如果沒有插件，就要先運行AIDL。

         生成的接口包含一個名為Stub的抽象的內部類，該類聲明了所有.aidl中描述的方法，Stub還定義了少量的輔助方法，尤其是asInterface()，通過它或以獲得IBinder（當applicationContext.bindService()成功調用時傳遞到客戶端的onServiceConnected()）並且返回用於調用IPC方法的接口實例

         要實現自己的接口，就從YourInterface.Stub類繼承，然後實現相關的方法（可以創建.aidl文件然後實現stub方法而不用在中間編譯，Android編譯過程會在.java文件之前處理.aidl文件）。

         這個例子實現了對IRemoteService接口的調用，這裡使用了匿名對象並且只有一個getPid()接口。

 

         這裡是實現接口的幾條說明：

l  不會有返回給調用方的異常

l  默認IPC調用是同步的。如果已知IPC服務端會花費很多毫秒才能完成，那就不要在Activity或View線程中調用，否則會引起應用程序掛起（Android可能會顯示“應用程序未響應”對話框），可以試著在獨立的線程中調用。

l  AIDL接口中只支持方法，不能聲明靜態成員。

 

向客戶端暴露接口(Exposing Your Interface to Clients)

         在完成了接口的實現後需要向客戶端暴露接口了，也就是發布服務，實現的方法是繼承 Service，然後實現以Service.onBind(Intent)返回一個實現了接口的類對象。下面的代碼片斷表示了暴露IRemoteService接口給客戶端的方式。

 

public class RemoteService extends Service {  
 
...  
 
@Override 
 
    public IBinder onBind(Intent intent) {  
 
        // Select the interface to return.  If your service only implements  
 
        // a single interface, you can just return it here without checking  
 
        // the Intent.  
 
        if (IRemoteService.class.getName().equals(intent.getAction())) {  
 
            return mBinder;  
 
        }  
 
        if (ISecondary.class.getName().equals(intent.getAction())) {  
 
            return mSecondaryBinder;  
 
        }  
 
        return null;  
 
    }  
 
   
 
    /**  
 
     * The IRemoteInterface is defined through IDL  
 
     */ 
 
    private final IRemoteService.Stub mBinder = new IRemoteService.Stub() {  
 
        public void registerCallback(IRemoteServiceCallback cb) {  
 
            if (cb != null) mCallbacks.register(cb);  
 
        }  
 
        public void unregisterCallback(IRemoteServiceCallback cb) {  
 
            if (cb != null) mCallbacks.unregister(cb);  
 
        }  
 
    };  
 
   
 
    /**  
 
     * A secondary interface to the service.  
 
     */ 
 
    private final ISecondary.Stub mSecondaryBinder = new ISecondary.Stub() {  
 
        public int getPid() {  
 
            return Process.myPid();  
 
        }  
 
        public void basicTypes(int anInt, long aLong, boolean aBoolean,  
 
                float aFloat, double aDouble, String aString) {  
 
        }  
 
    };  
 
   
 
} 

 

 

使用可打包接口傳遞參數Pass by value Parameters using Parcelables

如果有類想要能過AIDL在進程之間傳遞，這一想法是可以實現的，必須確保這個類在IPC的兩端的有效性，通常的情形是與一個啟動的服務通信。

這裡列出了使類能夠支持Parcelable的4個步驟：【譯者注：原文為5，但列表為4項，疑為作者筆誤】

1.         使該類實現Parcelabel接口。

2.         實現public void writeToParcel(Parcel out) 方法，以便可以將對象的當前狀態寫入包裝對象中。

3.         增加名為CREATOR的構造器到類中，並實現Parcelable.Creator接口。

4.         最後，但同樣重要的是，創建AIDL文件聲明這個可打包的類（見下文），如果使用的是自定義的編譯過程，那麼不要編譯此AIDL文件，它像C語言的頭文件一樣不需要編譯。

AIDL會使用這些方法的成員序列化和反序列化對象。

這個例子演示了如何讓Rect類實現Parcelable接口。

import android.os.Parcel;  
import android.os.Parcelable;  
public final class Rect implements Parcelable {  
public int left;  
public int top;  
public int right;  
public int bottom;  
public static final Parcelable.Creator<Rect> CREATOR = new Parcelable.Creator<Rect>() {  
public Rect createFromParcel(Parcel in) {  
return new Rect(in);  
}  
public Rect[] newArray(int size) {  
return new Rect[size];  
}  
};  
public Rect() {  
}  
private Rect(Parcel in) {  
readFromParcel(in);  
}  
public void writeToParcel(Parcel out) {  
out.writeInt(left);  
out.writeInt(top);  
out.writeInt(right);  
out.writeInt(bottom);  
}  
public void readFromParcel(Parcel in) {  
left = in.readInt();  
top = in.readInt();  
right = in.readInt();  
bottom = in.readInt();  
}  
} 

 

         這個是Rect.aidl文件。

        

         序列化Rect類的工作相當簡單，對可打包的其他類型的數據可以參見Parcel類。

 

 

調用IPC方法(Calling an IPC Method)

         這裡給出了調用遠端接口的步驟：

1.         聲明.aidl文件中定義的接口類型的變量。

2.         實現ServiceConnection

3.         調用Context.bindService()，傳遞ServiceConnection的實現

4.         在ServiceConnection.onServiceConnected()方法中會接收到IBinder對象，調用YourInterfaceName.Stub.asInterface((IBinder)service)將返回值轉換為YourInterface類型

5.         調用接口中定義的方法。應該總是捕獲連接被打斷時拋出的DeadObjectException異常，這是遠端方法唯一的異常。

6.         調用Context.unbindService()斷開連接

這裡是幾個調用IPC服務的提示：

l  對象是在進程間進行引用計數

l  可以發送匿名對象作為方法參數

         以下是演示調用AIDL創建的服務，可以在ApiDemos項目中獲取遠程服務的示例。

 

public static class Binding extends Activity {  
 
 
/** The primary interface we will be calling on the service. */ 
 
IRemoteService mService = null;  
 
/** Another interface we use on the service. */ 
 
ISecondary mSecondaryService = null;  
 
Button mKillButton;  
 
TextView mCallbackText;  
 
private boolean mIsBound;  
 
/**  
 
* Standard initialization of this activity.  Set up the UI, then wait  
 
* for the user to poke it before doing anything.  
 
*/ 
 
@Override 
 
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {  
 
    super.onCreate(savedInstanceState);  
 
    setContentView(R.layout.remote_service_binding);  
 
    // Watch for button clicks.  
 
    Button button = (Button)findViewById(R.id.bind);  
 
    button.setOnClickListener(mBindListener);  
 
    button = (Button)findViewById(R.id.unbind);  
 
    button.setOnClickListener(mUnbindListener);  
 
    mKillButton = (Button)findViewById(R.id.kill);  
 
    mKillButton.setOnClickListener(mKillListener);  
 
    mKillButton.setEnabled(false);   
 
   
 
    mCallbackText = (TextView)findViewById(R.id.callback);  
 
   mCallbackText.setText("Not attached.");  
 
}  
 
   
 
/**  
 
  * Class for interacting with the main interface of the service.  
 
  */ 
 
private ServiceConnection mConnection = new ServiceConnection() {  
 
   public void onServiceConnected(ComponentName className, IBinder service) {  
 
        // This is called when the connection with the service has been  
 
        // established, giving us the service object we can use to  
 
        // interact with the service.  We are communicating with our  
 
        // service through an IDL interface, so get a client-side  
 
        // representation of that from the raw service object.  
 
        mService = IRemoteService.Stub.asInterface(service);  
 
        mKillButton.setEnabled(true);  
 
        mCallbackText.setText("Attached.");  
 
        // We want to monitor the service for as long as we are  
 
        // connected to it.  
 
        try {  
 
                mService.registerCallback(mCallback);  
 
        } catch (RemoteException e) {  
 
            // In this case the service has crashed before we could even  
 
            // do anything with it; we can count on soon being  
 
            // disconnected (and then reconnected if it can be restarted)  
 
            // so there is no need to do anything here.  
 
        }  
 
   
 
       // As part of the sample, tell the user what happened.  
 
       Toast.makeText(Binding.this, R.string.remote_service_connected,  
 
             Toast.LENGTH_SHORT).show();  
 
    }  
 
   
 
    public void onServiceDisconnected(ComponentName className) {  
 
        // This is called when the connection with the service has been  
 
        // unexpectedly disconnected -- that is, its process crashed.  
 
        mService = null;  
 
        mKillButton.setEnabled(false);  
 
        mCallbackText.setText("Disconnected.");  
 
   
 
        // As part of the sample, tell the user what happened.  
 
        Toast.makeText(Binding.this, R.string.remote_service_disconnected,  
 
             Toast.LENGTH_SHORT).show();  
 
    }  
 
};  
 
   
 
/**  
 
  * Class for interacting with the secondary interface of the service.  
 
  */ 
 
private ServiceConnection mSecondaryConnection = new ServiceConnection() {  
 
   public void onServiceConnected(ComponentName className, IBinder service) {  
 
        // Connecting to a secondary interface is the same as any  
 
        // other interface.  
 
        mSecondaryService = ISecondary.Stub.asInterface(service);  
 
        mKillButton.setEnabled(true);  
 
    }  
 
   
 
    public void onServiceDisconnected(ComponentName className) {  
 
        mSecondaryService = null;  
 
        mKillButton.setEnabled(false);  
 
    }  
 
};  
 
   
 
private OnClickListener mBindListener = new OnClickListener() {  
 
   public void onClick(View v) {  
 
        // Establish a couple connections with the service, binding  
 
        // by interface names.  This allows other applications to be  
 
        // installed that replace the remote service by implementing  
 
        // the same interface.  
 
       bindService(new Intent(IRemoteService.class.getName()),  
 
              mConnection, Context.BIND_AUTO_CREATE);  
 
            bindService(new Intent(ISecondary.class.getName()),  
 
             mSecondaryConnection, Context.BIND_AUTO_CREATE);  
 
         mIsBound = true;  
 
         mCallbackText.setText("Binding.");  
 
    }  
 
};  
 
   
 
private OnClickListener mUnbindListener = new OnClickListener() {  
 
    public void onClick(View v) {  
 
       if (mIsBound) {  
 
            // If we have received the service, and hence registered with  
 
            // it, then now is the time to unregister.  
 
            if (mService != null) {  
 
                 try {  
 
                     mService.unregisterCallback(mCallback);  
 
                 } catch (RemoteException e) {  
 
                    // There is nothing special we need to do if the service  
 
                    // has crashed.  
 
                }  
 
           }  
 
   
 
           // Detach our existing connection.  
 
            unbindService(mConnection);  
 
            unbindService(mSecondaryConnection);  
 
            mKillButton.setEnabled(false);  
 
            mIsBound = false;  
 
            mCallbackText.setText("Unbinding.");  
 
       }  
 
   }  
 
};  
 
   
 
private OnClickListener mKillListener = new OnClickListener() {  
 
    public void onClick(View v) {  
 
         // To kill the process hosting our service, we need to know its  
 
         // PID.  Conveniently our service has a call that will return  
 
         // to us that information.  
 
         if (mSecondaryService != null) {  
 
             try {  
 
                int pid = mSecondaryService.getPid();  
 
                // Note that, though this API allows us to request to  
 
                // kill any process based on its PID, the kernel will  
 
                // still impose standard restrictions on which PIDs you  
 
                // are actually able to kill.  Typically this means only  
 
                // the process running your application and any additional  
 
                // processes created by that app as shown here; packages  
 
                // sharing a common UID will also be able to kill each  
 
                // other's processes.  
 
                Process.killProcess(pid);  
                    mCallbackText.setText("Killed service process.");  
 
          } catch (RemoteException ex) {  
 
                // Recover gracefully from the process hosting the  
 
                // server dying.  
 
                // Just for purposes of the sample, put up a notification.  
 
                Toast.makeText(Binding.this,  
 
                       R.string.remote_call_failed,  
 
                       Toast.LENGTH_SHORT).show();  
 
                }  
 
            }  
 
        }  
 
    };  
 
   
 
// ----------------------------------------------------------------------  
 
 // Code showing how to deal with callbacks.  
 
 // ----------------------------------------------------------------------  
 
   
 
/**  
 
  * This implementation is used to receive callbacks from the remote  
 
  * service.  
 
*/ 
 
private IRemoteServiceCallback mCallback = new IRemoteServiceCallback.Stub() {  
 
   /**  
 
     * This is called by the remote service regularly to tell us about  
 
     * new values.  Note that IPC calls are dispatched through a thread  
 
     * pool running in each process, so the code executing here will  
 
     * NOT be running in our main thread like most other things -- so,  
 
     * to update the UI, we need to use a Handler to hop over there.  
 
    */ 
 
   public void valueChanged(int value) {  
 
       mHandler.sendMessage(mHandler.obtainMessage(BUMP_MSG, value, 0));  
 
   }  
 
};  
 
private static final int BUMP_MSG = 1;  
 
private Handler mHandler = new Handler() {  
 
   @Override public void handleMessage(Message msg) {  
 
       switch (msg.what) {  
 
           case BUMP_MSG:  
 
               mCallbackText.setText("Received from service: " + msg.arg1);  
 
               break;  
 
           default:  
 
               super.handleMessage(msg);  
 
        }  
 
   }  
 
};  
 
}