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深入解析AIDL的实现：Messenger

水沐由之 2022-08-22 阅读 24
androidmessengeraidlidebundle编程语言


​​Messenger​​​可以翻译为信使，顾名思义，通过它可以在不同进程中传递​​Message​​​对象，在​​Message​​​中放入我们需要传递的数据，就可以轻松地实现数据的进程间传递了。​​Messenger​​是一种轻量级的IPC方案，它是​​AIDL​​​在​​Android​​中的一种经典实践。

文章主要讲述​​Messenger​​​利用​​AIDL​​​进行进程间通信，其中不免会涉及到​​AIDL​​​的知识点。对​​ADIL​​​不熟悉的同学可以阅读我之前写过的一篇​​Android：IPC之AIDL的学习和总结​​。

【本篇文章中讲述的都是跨进程通信，在相同进程中使用​​Messenger​​文章不做讲述！！】

本来想先通过​​Demo​​​来引出​​Messenger​​​，然后再根据​​Demo​​​一步一步分析源码。但是最后还是觉得本次应该先讲述​​Messenger​​​的基础知识，结合​​aidl​​​的知识分析源码，然后再通过讲述​​Demo​​​深入一些分析​​Android​​​当时设计​​Messenger​​​的心情。
先来看看​​​Messenger​​的主要成员变量和成员方法：

public final class Messenger implements Parcelable {
    private final IMessenger mTarget;
    public Messenger(Handler target) {
        mTarget = target.getIMessenger();
    }
    public void send(Message message) throws RemoteException {
        mTarget.send(message);
    }
    public IBinder getBinder() {
        return mTarget.asBinder();
    }
    /**其他代码省略**/
    //重点mTarget为IMessenger.Stub.asInterface
    public Messenger(IBinder target) {
        mTarget = IMessenger.Stub.asInterface(target);
    }
}

​​Messenger​​​一共有两个构造函数，一个通过​​IBinder​​​构造，一个是通过​​Handler​​​构造。
两种实现方式意义相同么（这是一个非常重要的问题）？

//Handler#getIMessenger
final IMessenger getIMessenger() {
  synchronized (mQueue) {
    if (mMessenger != null) {
      return mMessenger;
    }
    mMessenger = new MessengerImpl();
    return mMessenger;
  }
}
//Handler#MessengerImpl
//重点MessengerImp是继承IMessenger.Stub
private final class MessengerImpl extends IMessenger.Stub {
  public void send(Message msg) {
    msg.sendingUid = Binder.getCallingUid();
    Handler.this.sendMessage(msg);
  }
}

​​IMessenger​​​是一个​​aidl​​​接口，​​MessengerImpl​​为它的实现类

package android.os;
import android.os.Message;
/** @hide */
oneway interface IMessenger {
    void send(in Message msg);
}

之前介绍的​​Android：IPC之AIDL的学习和总结​​​文章中对​​aidl​​​接口在编译后生成的​​Java​​​类文件做了详细的分析和讲解。
这次我们再看一遍生成的​​​IMessenger.java​​文件，对此熟悉的同学可以略过了。

/*
 * This file is auto-generated.  DO NOT MODIFY.
 * Original file: frameworks/base/core/java/android/os/IMessenger.aidl
 */
package android.os;
/** @hide */
public interface IMessenger extends android.os.IInterface {
    public void send(android.os.Message msg) throws android.os.RemoteException;
    /** Local-side IPC implementation stub class. */
    public static abstract class Stub extends android.os.Binder implements android.os.IMessenger {
        private static final java.lang.String DESCRIPTOR = "android.os.IMessenger";
        static final int TRANSACTION_send = (android.os.IBinder.FIRST_CALL_TRANSACTION +
            0);
        /** Construct the stub at attach it to the interface. */
        public Stub() {
            this.attachInterface(this, DESCRIPTOR);
        }
        /**
         * Cast an IBinder object into an android.os.IMessenger interface,
         * generating a proxy if needed.
         */
        public static android.os.IMessenger asInterface(android.os.IBinder obj) {
            if ((obj == null)) {
                return null;
            }
            android.os.IInterface iin = obj.queryLocalInterface(DESCRIPTOR);
            if (((iin != null) && (iin instanceof android.os.IMessenger))) {
                return ((android.os.IMessenger) iin);
            }
            return new android.os.IMessenger.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 {
            switch (code) {
            case INTERFACE_TRANSACTION: {
                reply.writeString(DESCRIPTOR);
                return true;
            }
            case TRANSACTION_send: {
                data.enforceInterface(DESCRIPTOR);
                android.os.Message _arg0;
                if ((0 != data.readInt())) {
                    _arg0 = android.os.Message.CREATOR.createFromParcel(data);
                } else {
                    _arg0 = null;
                }
                this.send(_arg0);
                return true;
            }
            }
            return super.onTransact(code, data, reply, flags);
        }
        //远端代理类
        private static class Proxy implements android.os.IMessenger {
            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 void send(android.os.Message msg)
                throws android.os.RemoteException {
                android.os.Parcel _data = android.os.Parcel.obtain();
                try {
                    _data.writeInterfaceToken(DESCRIPTOR);
                    if ((msg != null)) {
                        _data.writeInt(1);
                        msg.writeToParcel(_data, 0);
                    } else {
                        _data.writeInt(0);
                    }
                    mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_send, _data, null,
                        android.os.IBinder.FLAG_ONEWAY);
                } finally {
                    _data.recycle();
                }
            }
        }
    }
}

看完这个​​IMessenger.java​​​这个类，我们再回一下刚才​​Messenger​​的两个构造方法。

使用​​Handler​​构造：

//Messenger#Messenger
public Messenger(Handler target) {
    mTarget = target.getIMessenger();
}
//Handler#getIMessenger
final IMessenger getIMessenger() {
    synchronized (mQueue) {
        if (mMessenger != null) {
            return mMessenger;
        }
        mMessenger = new MessengerImpl();
        return mMessenger;
    }
}
//Handler#MessengerImpl
//重点MessengerImp是继承IMessenger.Stub
private final class MessengerImpl extends IMessenger.Stub {
    public void send(Message msg) {
        msg.sendingUid = Binder.getCallingUid();
        Handler.this.sendMessage(msg);
    }
}

使用​​Handler​​​构造出来的​​Messenger​​​的​​mTarget​​​成员变量类型为​​IMessenger.Stub​​​即​​Binder​​的实现类。

使用​​IBinder​​构造：

/**其他代码省略**/
//重点mTarget为IMessenger.Stub.asInterface
public Messenger(IBinder target) {
  mTarget = IMessenger.Stub.asInterface(target);
}

​​IMessenger.java​​​类中我们可以看到​​IMessenger.Stub.asInterface​​​方法获得是​​IMessenger.Proxy​​​类型对象，为​​Binder​​​的代理类。这样构造出来的​​Messenger​​​即为​​Binder​​的代理类。

通过源码的详细比较我们得出了结论：

  • 使用​​Handler​​​构造出来的​​Messenger​​​为​​Binder​​的实现类；
  • 使用使用​​IBinder​​​构造构造出来的​​Messenger​​​为​​Binder​​的代理类；

到这里我们队​​Messenger​​​代码的研究就差不多结束了，接下来我们现在实现一个简单的利用​​Messenger​​​在两个不同的进程进行简单通信的例子，希望通过这个​​Demo​​的讲解能将我们前面的知识消化吸收。

现在看看服务端的代码

public class MessengerService extends Service {
    private static final String TAG = "MessengerService";
    private static class MessengerHandler extends Handler{
        @Override
        public void handleMessage(Message msg) {
            super.handleMessage(msg);
            String msgString = msg.getData().getString("msg");
            if (!TextUtils.isEmpty(msgString)) {
                Log.d(TAG, "handleMessage: msg = [" + msgString + "]");
            }
        }
    }
    //创建service端处理消息的Messenger
    private final Messenger mMessenger = new Messenger(new MessengerHandler());
    @Nullable
    @Override
    public IBinder onBind(Intent intent) {
        return mMessenger.getBinder();
    }
}

客户端代码：

public class MessengerActivity extends AppCompatActivity {
    private static final String TAG = "MessengerActivity";
    private Messenger mService;
    private ServiceConnection mConnection = new ServiceConnection() {
        @Override
        public void onServiceConnected(ComponentName name, IBinder service) {
            //构造客户端的Messenger往服务端发消息
            mService = new Messenger(service);
            Message msg = Message.obtain();
            Bundle data = new Bundle();
            String msgString = "hello ,this is client.";
            data.putString("msg", msgString);
            msg.setData(data);
            try {
                mService.send(msg);
            } catch (RemoteException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        @Override
        public void onServiceDisconnected(ComponentName name) {
        }
    };
    @Override
    protected void onCreate(@Nullable Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_messenger);
        bindService(new Intent(this, MessengerService.class),mConnection,
                Context.BIND_AUTO_CREATE);
    }

    @Override
    protected void onDestroy() {
        super.onDestroy();
        unbindService(mConnection);
    }
}

将​​MessengerService​​​在​​AndroidManifest.xml​​​注册在另个一​​remote​​进程中：

<service android:name=".MessengerService"
                 android:enabled="true"
                 android:exported="true"
                 android:process=":remote" />

在​​com.example.ybb.aidlexample:remote​​​进程中的​​Logcat​​输出结果：

06-28 14:55:29.793 22206-22206/com.example.ybb.aidlexample:remote D/MessengerService: handleMessage() : msg = [hello ,this is client.]

是不是感觉很简单呢？那么如果在这个代码上修改一下：让客户端和服务端能互相发送和接受消息。

首相我们回想一下：

  • 发送消息必须要得到远端的Binder对象来构造Messenger；
  • 处理消息必须新建一个Handler来构造Messenger；

就以上这两点我们来重新写一下​​service端​​​和​​Client端​​的代码：

Service端代码：

public class MessengerService extends Service {
    private static final String TAG = "MessengerService";
    private static class MessengerHandler extends Handler{
        boolean received = false;
        @Override
        public void handleMessage(Message msg) {
            super.handleMessage(msg);
            String msgString = msg.getData().getString("msg");
            if (!TextUtils.isEmpty(msgString)) {
                Log.d(TAG, "handleMessage: msg = [" + msgString + "]");
            }
            if (!received) {
                //利用Client端接受处理消息的Messenger来发送Message
                Messenger client = msg.replyTo;
                Message data = Message.obtain();
                Bundle bundle = new Bundle();
                bundle.putString("reply", "Your messages had received~!");
                data.setData(bundle);
                try {
                    client.send(data);
                } catch (RemoteException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                received = true;
            }
        }
    }
    private final Messenger mMessenger = new Messenger(new MessengerHandler());
    @Nullable
    @Override
    public IBinder onBind(Intent intent) {
        return mMessenger.getBinder();
    }
}

Client端代码：

public class MessengerActivity extends AppCompatActivity {
    private static final String TAG = "MessengerActivity";
    private static class ClientHandler extends Handler {
        @Override
        public void handleMessage(Message msg) {
            super.handleMessage(msg);
            String replyString = msg.getData().getString("reply");
            if (!TextUtils.isEmpty(replyString)) {
                Log.d(TAG, "handleMessage() : reply = [" + replyString + "]");
            }
        }
    }
    private Messenger clientHandler = new Messenger(new ClientHandler());
    private Messenger mService;
    private ServiceConnection mConnection = new ServiceConnection() {
        @Override
        public void onServiceConnected(ComponentName name, IBinder service) {
            mService = new Messenger(service);
            Message msg = Message.obtain();
            Bundle data = new Bundle();
            String msgString = "hello ,this is client.";
            data.putString("msg", msgString);
            msg.setData(data);
            //将处理消息的Messenger绑定到消息上带到服务端
            msg.replyTo = clientHandler;
            try {
                mService.send(msg);
            } catch (RemoteException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        @Override
        public void onServiceDisconnected(ComponentName name) {
        }
    };

    @Override
    protected void onCreate(@Nullable Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_messenger);
        bindService(new Intent(this, MessengerService.class),mConnection,
                Context.BIND_AUTO_CREATE);
    }
    @Override
    protected void onDestroy() {
        super.onDestroy();
        unbindService(mConnection);
    }
}

运行结果：

深入解析AIDL的实现：Messenger_aidl

文章到这里就全部讲述完啦，若有其他需要交流的可以留言哦！！

想阅读作者的更多文章，可以查看我 ​​个人博客​​ 和公共号：

深入解析AIDL的实现：Messenger_aidl_02


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