Android中的Binder学习笔记

本文内容是我从《Android内核剖析》一书中学习整理。以便以后复习时方便查阅。

一、Binder

1.关于Binder

1.1 Binder是一种架构，这种架构提供了服务器接口、Binder驱动、客户端接口三个模块。

1.2 一个Binder服务器实际上就是一个Binder类的对象，该对象一旦创建，内部就启动一个隐藏线程，该线程接下来会接收Binder驱动发送的消息，接收到消息之后，会执行到Binder对象的onTransact()函数，并按照该函数的参数执行不同的服务代码。因此，要实现一个Binder服务，必须重载onTransact()方法。

1.3 任意一个服务端Binder对象呗创建时，同时会在Binder驱动中创建一个mRemote对象，该对象的类型也是Binder类。客户端要访问远程服务时，都是通过mRemote对象。

1.4 Binder框架

1.5 客户端想要访问远程服务，必须获取远程服务在Binder对象中对应的mRemote引用。然后调用该引用的transact()方法，而在Binder驱动中，mRemote对象也重载了transact()方法。

2.设计Service端

2.1 继承Binder类即可设计Service端，如下代码：

代码2-1-1设计Service示例

public class MusicPlayerService extends Binder{
      @Override
      protected boolean onTransact(intcode,Parceldata,Parcel reply,intflags){
         switch(code){
             case1000:{
                 data.enforceInterface(“MusicPlayerService”);
                 String filePath=data.readString();//从包裹中取出一个字符串
                start(filePath);
                //replay.writeXXX();
               break;
            }
         }
         return super.onTransact(code,data,reply,flags);
      }
      publi cvoid start(String filePath){}
      public void stop(){}
}

2.2 当要启动该服务时，只需初始化一个MusicPlayerService对象即可，如果在Activity里面初始化一个MusicPlayerServeice，然后运行，会在DDMS中发现多了一个线程。

2.3 code变量用于表示客户端期望调用服务端的那个函数，因此双方约定一组int值，不同的值代表不同的服务器函数，该值与客户端的transact()函数中第一个参数code的值是一致的。enforceInterface()是为了某种校验，它与客户端的writeInterfaceToken()对应。

3 Binder客户端设计

3.1transact()函数原型为：

      public final boolean transact(intcode,Parceldata,Parcel reply,intflags);

data表示的是要传递给远程Binder服务的包裹(Parcel)，远程服务函数所需要的参数必须放入这个包裹中。包裹中只能放入特定类型的变量如：String、int、long等。除了一般原子变量外，Parcel还提供了writeParcel()方法，因此，要进行Binder远程服务调用时，服务函数的参数要么是一个原子类，要么必须继承Parcel类。参数falsgs含义是执行IPC调用模式，分为两种：一种是双向，用0表示，含义是服务端执行完成后会返回一定的数据；另一种是单向，用1表示，含义是不返回任何数据。

3.2 客户端调用transact()方法：

代码3-3-1客户端调用transact()示例

IBinder mRemote=null;
String filePath=”/sdcard/music/heal_the_world.mp3”;
intcode = 1000;
Parcel data=Parcel.obtain();//包裹不是客户端自己创建的，而是申请到的
data.writeInterfaceToken(“MusicPlayerService”);//标注远程服务名称，不是必需的
data.writeString(filePath);//向包裹中添加String，注意，添加的内容是有序的，约定好的
mRemote.transact(code,data,reply,0);
IBinder binder=reply.readStrongBinder();
reply.recycle();
data.recycle();

3.3 调用transact()方法后，客户端线程进入Binder驱动，Binder驱动会挂起当前线程，并向远程服务发送一个消息，消息中包含客户端传进来的包裹。

4 获取Binder对象

4.1 手工编写Binder服务端和客户端的过程存在两个重要问题

    (1)客户端如何获得服务端的Binder对象引用

    (2)客户端和服务端必须事先约好两件事情：

        (a)服务端函数的参数在包裹中的顺序

        (b)服务端不同函数的int型标识

4.2Android的Service与Binder关系：

    AmS提供了startService()函数用于启动客户服务，而对于客户端来说，可以使用以下两个函数来和一个服务建立连接，其原型在android.app.ContextImpl类中。

    public ComponentName startService(Intent intent);

该函数启动服务后，客户端暂时还没有服务端的Binder引用，因此暂时还不能调用任何服务功能。

    public booleanbindService(Intent service,ServiceConnection conn,int flags);

该函数用于绑定一个服务，这就是第一个重要问题的关键所在。第二个参数是一个interface类，该interface的定义如下代码：

代码4-2-1ServiceConnection接口定义

publicinterface ServiceConnection{
    public void onServiceConnected(ComponentName name,IBinder service);
    public void onServiceDisconnected(ComponentName name);
}

注意该接口中的onServiceConnected()方法的第二个参数service。当客户端请求AmS启动某个Service后，该Service如果正常启动，那么AmS就会远程调用ActivityThread类中的ApplicationThread对象，调用的参数中会包含Service的Binder引用，然后在ApplicationThread中会回调bindService中的conn接口。

因此在客户端中可以在onServiceConnected()方法中将其参数Service保存为一个全局变量，从而在客户端的任何地方都可以随时随地调用该远程服务，这就解决了第一个问题，即客户端如何获取远程服务的Binder引用。流程如下：

图4.2.1Binder客户端和服务端的调用过程

4.3 保证包裹内参数顺序aidl工具的使用

    关于第二个问题，Android的SDK中提供了一个aidl工具，该工具可以吧一个aidl文件转换为一个Java类文件，在该Java类文件，同时重载了transact和onTransact()方法，统一了存入包裹盒读取包裹参数，从而使设计者可以吧注意力放到服务代码本身上。

5.系统服务中的Binder对象

5.1ServiceManager是一个独立进程，其作用是管理各种系统服务，管理的逻辑如图所示：

5.2ServiceManager本身也是一个Service，Framework提供了一个系统函数，可以获取该Service对应的Binder引用，那就是BinderInternal.getContextObject()。

该静态函数返回ServiceManager后，就可以通过ServiceManager提供的方法获取其他系统Service的Binder的引用。其他系统服务在启动时，首先把自己的Binder对象传递给ServiceManager，即所谓的注册（addService）。