Android Binder机制详解：手写IPC通信
想要掌握一样东西，最好的方式就是阅读理解它的源码。想要掌握Android Binder，最好的方式就是写一个AIDL文件，然后查看其生成的代码。本文的思路也是来自于此。
简介
Binder是Android常用的一种进程间通信方式。当然，不使用Binder，你还可以使用Socket甚至文件来进行通信。
通常Android上的进程间通信，指的就是远程Service的调用。
开始
新建测试工程
打开Android Studio新建IPCClient和IPCServer两个app工程。
假设我们要做这样一件事情：
-
Client向Server发起一个请求：请告诉我1+2等于多少
-
Server将答案返回给Client
创建远程Service
IPCServer新建ManualCalculatorService作为远程Service。
远程Server需要重写onBind。
public class ManualCalculatorService extends Service
{
@Nullable
@Override
public IBinder onBind(Intent intent)
{
return new Binder()
{
@Override
protected boolean onTransact(int code, Parcel data, Parcel reply, int flags) throws RemoteException
{
return super.onTransact(code, data, reply, flags);
}
};
}
}
然后在AndroidManifest中注册这个Service。
<service android:name=".ManualCalculatorService"
android:exported="true"
android:process=":manualremote"/>
android:exported="true"表示这个Service对外是暴露的。
android:process=":manualremote"表示这个Service的运行进程的名称
一个Service要作为远程Service被其他Client调用，上面两个缺一不可。
创建Client
Client调用bindService即可和远程Service建立联系。
Intent intent = new Intent();
intent.setComponent(new ComponentName("cn.zmy.ipcserver", "cn.zmy.ipcserver.ManualCalculatorService"));
bindService(intent, new ServiceConnection()
{
@Override
public void onServiceConnected(ComponentName name, IBinder service)
{
}
@Override
public void onServiceDisconnected(ComponentName name)
{
}
}, Context.BIND_AUTO_CREATE);
至此，两个项目大体代码结构已经完成。
Client调用Server
Client可以通过onServiceConnected中的IBinder类型的service参数来调用远程Service。
Parcel data = Parcel.obtain();
Parcel reply = Parcel.obtain();
data.writeInt(1);
data.writeInt(2);
try
{
service.transact(1000, data, reply, 0);
}
catch (RemoteException e)
{
e.printStackTrace();
}
int result = reply.readInt();
data.recycle();
reply.recycle();
Toast.makeText(MainActivity.this, "" + result, Toast.LENGTH_SHORT).show();
代码很简单，最关键的是这一句：
service.transact(1000, data, reply, 0);
第一个参数，1000。这是我随便写的个数字，你可以写2000,3000都没得问题。（实际项目中通常使用常量定义，这里主要为了方便演示）
第二个参数，data。表示我想要传递给Server的数据。
第三个参数，reply。Server会把结果写入这个参数。
第四个参数，0。这个参数只有两个可选值：0和IBinder.FLAG_ONEWAY。
0表示这是一个双向的IPC调用，也就是Client向Server发起请求后，Server也会答复Client。
IBinder.FLAG_ONEWA表示这是一个单向IPC调用，也就是Client向Server发起请求后，会直接返回，不接受Server的答复。
Server处理Client请求
Client通过transact请求Server之后，Server可以在onTransact接收到Client的请求。
@Nullable
@Override
public IBinder onBind(Intent intent)
{
return new Binder()
{
@Override
protected boolean onTransact(int code, Parcel data, Parcel reply, int flags) throws RemoteException
{
switch (code)
{
case 1000:
{
int num1 = data.readInt();
int num2 = data.readInt();
reply.writeInt(num1 + num2);
return true;
}
}
return super.onTransact(code, data, reply, flags);
}
};
}
从data中读出数据，然后将结果写入reply中。整个过程就这样。
运行
先后安装Server和Client程序，Client中就可以看到结果。
Demo
项目代码：
https://github.com/a3349384/IPCDemo
原理分析
所谓原理分析就是追本溯源，接下来我们看一下Client的请求是如何一步步到达Server的。
IBinder
回到Client调用Server的代码：
bindService(intent, new ServiceConnection(){
@Override
public void onServiceConnected(ComponentName name, IBinder service)
{
...
}
@Override
public void onServiceDisconnected(ComponentName name)
{
}
}, Context.BIND_AUTO_CREATE);
关键在于这个IBinder，Client是通过IBinder.transact()将请求发给Server的。
这里的IBinder实际上是个BinderProxy对象。（我怎么知道的？打断点，打日志啊。。。）
BinderProxy处于{framework}/core/java/android/os/Binder.java中。
final class BinderProxy implements IBinder {
private long mObject;
public boolean transact(int code, Parcel data, Parcel reply, int flags) throws RemoteException {
...
return transactNative(code, data, reply, flags);
}
public native boolean transactNative(int code, Parcel data, Parcel reply,
int flags) throws RemoteException;
...
}
Client调用BindProxy类的transact方法，实际逻辑还是交给transactNative方法处理的。
接下来找到transactNative的代码。
代码在{framework}/core/jni/android_util_Binder.cpp中
static const JNINativeMethod gBinderProxyMethods[] = {
...
{"transactNative", "(ILandroid/os/Parcel;Landroid/os/Parcel;I)Z", (void*)android_os_BinderProxy_transact}
...
};
可以看的transactNative是动态注册的。找到android_os_BinderProxy_transact方法，看看它的代码。
JNI方法注册分为静态注册和动态注册，感兴趣的朋友可以自行搜索了解。
static jboolean android_os_BinderProxy_transact(JNIEnv* env, jobject obj,
jint code, jobject dataObj, jobject replyObj, jint flags)
{
IBinder* target = (IBinder*)
env->GetLongField(obj, gBinderProxyOffsets.mObject);
status_t err = target->transact(code, *data, reply, flags);
if (err == NO_ERROR) {
return JNI_TRUE;
} else if (err == UNKNOWN_TRANSACTION) {
return JNI_FALSE;
}
}
可以看到，里面又调用了target的transact方法，将请求发送出去。
target是通过反射获取BinderProxy类的mObject对象得到的。
final class BinderProxy implements IBinder {
private long mObject;
}
long是怎么被强转为IBinder的？
实际上这里的long mObject保存的是IBinder的指针。指针的大小和long的大小都是一样的，都是4个字节。
而名为target的这个IBinder实际上就是Server中onBind返回的这个Binder：
public class ManualCalculatorService extends Service
{
@Nullable
@Override
public IBinder onBind(Intent intent)
{
return new Binder()
{
...
};
}
}
到这里，我们就差不多明白了。BinderProxy之所以叫BinderProxy，它代理的就是Server中onBind返回的Binder。
而Client经过一层层的调用，最终调用了Server中返回的Binder对象的transact方法。
我们看一下这个方法：
public final boolean transact(int code, Parcel data, Parcel reply,
int flags) throws RemoteException {
...
boolean r = onTransact(code, data, reply, flags);
...
return r;
}
这个方法实际上调用了onTransact方法进行具体的逻辑处理。这也是为什么我们可以在onTransact中处理Client请求的原因。
结尾
关于target是怎么来的？
target是通过反射获取BinderProxy类的mObject对象得到的。
mObject保存了server中IBinder的指针。
那么这个指针又是哪里来的？
这里不得不提到另外一个类：ServiceManager
该类在{framework}/core/java/android/os/ServiceManager.java中
感兴趣的朋友可以阅读它的代码。
这里简单说一下：ServiceManager通过map保存了Service和IBinder的关系。也就是通过Service的名称就可以获取到这个Service的IBinder。
参考链接：https://www.zhoumingyao.cn/Android笔记/Android-Binder机制详解：手写IPC通信/
