Android : App客户端与后台服务的AIDL通信以及后台服务的JNI接口实现

末蓝、 2021-12-05 14:17 364阅读 0赞

##  ##

**一、APP客户端进程与后台服务进程的AIDL通信**

AIDL（Android Interface definition language-“接口定义语言”） 是 Android 提供的一种进程间通信 (IPC：Inter-Process Communication) 机制，支持的数据类型：

1. Java 的原生类型；  
　　2. String 和CharSequence；  
　　3. List 和 Map ,List和Map 对象的元素必须是AIDL支持的数据类型； 以上三种类型都不需要导入(import)；  
　　4. AIDL 自动生成的接口 需要导入(import)；  
　　5. 实现android.os.Parcelable 接口的类. 需要导入(import)。

Android studio工程建立如下：

![821933-20180705103429949-692245308.png][]

app和remoteserver按常规应用建立，remoteservicecontract通过新建Android Library生成：

![821933-20180705103630472-323184501.png][]

![821933-20180705103706752-1945706655.png][]

也可以将原本的应用模块改成库模块：

![821933-20180705104039946-2126817222.png][]

然后在remoteservicecontract建立aidl目录并新建AIDL文件：

![821933-20180705104355190-801789783.png][]

建立如下三个AIDL接口：

![821933-20180705132332455-1623426775.png][]

aidl文件的声明和java实现如下：

（1）Entity.aidl 是声明本地实现的 android.os.Parcelable 接口的类

// Entity.aidl
    package com.example.remoteserver;
    parcelable Entity;

java实现:

![复制代码][copycode.gif]

package com.example.remoteserver;
    
    import android.os.Parcel;
    import android.os.Parcelable;
    import android.util.Log;
    
    public class Entity implements Parcelable {
        private int age;
        private String name;
        private final String TAG = "Engity";
    
        public Entity() {
        }
    
        public Entity(int age, String name) {
            Log.i(TAG,"new age="+age+",name="+name);
            this.age = age;
            this.name = name;
        }
    
        protected Entity(Parcel in) {
            age = in.readInt();
            name = in.readString();
        }
    
        public static final Creator<Entity> CREATOR = new Creator<Entity>() {
            @Override
            public Entity createFromParcel(Parcel in) {
                return new Entity(in);
            }
    
            @Override
            public Entity[] newArray(int size) {
                return new Entity[size];
            }
        };
    
        public int getAge() {
            Log.i(TAG,"get age="+age);
            return this.age;
        }
    
        public void setAge(int age) {
            Log.i(TAG,"set age="+age);
            this.age = age;
        }
    
        public String getName() {
            Log.i(TAG,"get name="+name);
            return this.name;
        }
    
        public void setName(String name) {
            Log.i(TAG,"set name="+name);
            this.name = name;
        }
    
        @Override
        public int describeContents() {
            return 0;
        }
    
        @Override
        public void writeToParcel(Parcel dest, int flags) {
            dest.writeInt(age);
            dest.writeString(name);
        }
    
        @Override
        public String toString() {
            return String.format("age=%s, name=%s", getAge(), getName());
        }
    }

![复制代码][copycode.gif]

（2）IRemoteService.aidl声明服务端供客户端调用的接口：

![复制代码][copycode.gif]

// IRemoteService.aidl
    package com.example.remoteserver;
    import com.example.remoteserver.Entity;
    import com.example.remoteserver.ITVCallback;
    
    // Declare any non-default types here with import statements
    
    interface IRemoteService {
    
        void doSomeThing(int anInt,String aString);
    
        void addEntity(in Entity entity);
    
        void setEntity(int index,in Entity entity);
    
        List<Entity> getEntity();
    
        void asyncCallSomeone( String para, ITVCallback callback);
    
    }

![复制代码][copycode.gif]

java实现：

![复制代码][copycode.gif]

package com.example.remoteserver;
    
    import android.Manifest;
    import android.app.Service;import android.content.Context;
    import android.content.Intent;
    import android.content.pm.PackageManager;
    import android.location.LocationManager;
    import android.os.Build;
    import android.os.Handler;
    import android.os.IBinder;
    import android.os.Looper;
    import android.os.RemoteCallbackList;
    import android.os.RemoteException;
    import android.provider.Settings;
    import android.support.annotation.Nullable;
    import android.support.v4.content.ContextCompat;
    import android.util.Log;
    import android.view.LayoutInflater;
    import android.view.View;
    import android.view.ViewGroup;
    import android.widget.BaseAdapter;
    import android.widget.Toast;
    
    import java.nio.ByteBuffer;
    import java.util.ArrayList;
    import java.util.List;
    
    
    public class RemoteService extends Service {
        public static final String TAG = "RemoteService";
        private List<Entity> data = new ArrayList<Entity>();
    　　 int mStartMode;       // indicates how to behave if the service is killed
        final RemoteCallbackList<ITVCallback> remoteCallbackList = new RemoteCallbackList<>();
    
        public void onCreate() {
            // Used to load the 'native-lib' library on application startup.
            System.loadLibrary("RemoteServiceJNI"); //加载native接口的c库
            pthreadState = true;
            DataThread datathread = new DataThread();
            datathread.start();
            Nano_Printf("service onCreate");
    
            Nano_Printf(String.format("<%s>",stringFromJNI())); //调用JNI接口
        }
    
        public int onStartCommand(Intent intent, int flags, int startId) {
            Nano_Printf("service onStartCommand");
            return mStartMode;
        }
    
        /*返回Binder对象实例*/
        public IBinder onBind(Intent intent) {
            Nano_Printf("service on bind,intent = %s",intent.toString());
            return binder; 
        }
    
        public void onDestroy() {
            Nano_Printf("service onDestroy");
            pthreadState = false;
            // 取消掉所有的回调
            remoteCallbackList.kill();
        }
    
        private void Nano_Printf(String...args) {
            String str = "";
            for(int i = 0; i < args.length; i++){
                str +=  args[i];
                if( i != args.length - 1){
                    str += ", ";
                }
            }
            Log.d(TAG, str);
        }
    
    　　 /*生成的 Binder 对象实例，实现接口定义的方法*/
        private final IRemoteService.Stub binder = new IRemoteService.Stub() {
    
            @Override
            public void doSomeThing(int anInt, String aString) throws RemoteException {
                Log.i(TAG, String.format("rcv:%s, %s", anInt, aString));
            }
    
            @Override
            public void addEntity(Entity entity) throws RemoteException {
                Log.i(TAG, String.format("rcv:entity = %s", entity));
                data.add(entity);
            }
    
            @Override
            public List<Entity> getEntity() throws RemoteException {
                Log.i(TAG, String.format("get:List<Entity> = %s", data));
                return data;
            }
    
            public void setEntity(int index, Entity entity) throws RemoteException {
                Log.i(TAG, String.format("set:entity[%d] = %s", index, entity));
                data.set(index, entity);
            }
    
            @Override
    　　　　 /*客户端调用asyncCallSomeone接口并传过来callback实例，服务端注册callback并回调修改结果*/
            public void asyncCallSomeone(String para, ITVCallback callback) throws RemoteException {
    
                Log.i(TAG, String.format("asyncCallSomeone..."));
    
                remoteCallbackList.register(callback);
    
                final int len = remoteCallbackList.beginBroadcast();
                for (int i = 0; i < len; i++) {
                    remoteCallbackList.getBroadcastItem(i).onSuccess(para + "_callbck");
                }
                remoteCallbackList.finishBroadcast();
            }
        };
    
        /*native interface*/
        public native String   stringFromJNI();
    }

![复制代码][copycode.gif]

（3）ITVCallback.aidl声明客户端向服务端注册的回调接口：

![复制代码][copycode.gif]

// Callback.aidl
    package com.example.remoteserver;
    
    // Declare any non-default types here with import statements
    
    interface ITVCallback {
        /**
         * Demonstrates some basic types that you can use as parameters
         * and return values in AIDL.
         */
        void onSuccess(String aString);
    }

![复制代码][copycode.gif]

app客户端Java实现：

![复制代码][copycode.gif]

package com.example.administrator.sheldon_aidl;
    
    import android.content.ComponentName;
    import android.content.Context;
    import android.content.Intent;
    import android.content.ServiceConnection;
    import android.nfc.Tag;
    import android.os.IBinder;
    import android.os.Looper;
    import android.os.RemoteException;
    import android.support.v7.app.AppCompatActivity;
    import android.os.Bundle;
    import android.util.Log;
    import android.view.View;
    import android.widget.Toast;
    
    /*导入资源库中AIDL定义的类*/
    import com.example.remoteserver.Entity;
    import com.example.remoteserver.ITVCallback;
    import com.example.remoteserver.IRemoteService;
    
    import java.util.List;
    
    public class MainActivity extends AppCompatActivity {
    
        private boolean mBound = false;
        private IRemoteService iRemoteService;
    
        @Override
        protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
            super.onCreate(savedInstanceState);
            setContentView(R.layout.activity_main);

findViewById(R.id.add).setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
        @Override
        public void onClick(View v) {
            if (!mBound) {
                alert("未连接到远程服务");
                return;
            }
            try {
                Entity entity = new Entity(100, "sheldon");
                if (iRemoteService != null){
                    iRemoteService.addEntity(entity); //调用服务端的接口添加成员变量
    
                    iRemoteService.registerCallBack(mCallback);
                }
    
            } catch (RemoteException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    });

findViewById(R.id.modify).setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
                @Override
                public void onClick(View v) {
                    if (!mBound) {
                        alert("未连接到远程服务");
                        return;
                    }
    
                    if (iRemoteService != null) {
                        try {
                            List<Entity> entityList = iRemoteService.getEntity();
                            int pos = 1;
                            if(entityList.size()>pos){
                                entityList.get(pos).setAge(1314);
                                entityList.get(pos).setName("li");
                                iRemoteService.setEntity(pos,entityList.get(pos)); //调用服务端的接口修改成员变量
                            }
                        } catch (RemoteException e) {
                            e.printStackTrace();
                        }
                    }
                }
            });
    
            findViewById(R.id.callback).setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
                @Override
                public void onClick(View v) {
                    if (!mBound) {
                        alert("未连接到远程服务");
                        return;
                    }
    
                    if (iRemoteService != null) {
                        try {
                            final String para = "canshu";
                            iRemoteService.asyncCallSomeone(para, mCallback); //调用服务端的接口并传入回调
                        } catch (RemoteException e) {
                            e.printStackTrace();
                        }
                    }
                }
            });
        }
    
        private void alert(String str) {
            //解决在子线程中调用Toast的异常情况处理(还是有异常)
            //Looper.prepare();
            Toast.makeText(this, str, 0).show();
            //Looper.loop();
        }
    
        @Override
        protected void onStart() {
            super.onStart();
            if (!mBound) {
                attemptToBindService();　　　　// 尝试绑定服务
            }
        }
    
        @Override
        protected void onStop() {
            super.onStop();
            if (mBound) {
                unbindService(mServiceConnection); // 解绑服务
                mBound = false;
            }
        }
    
        /**
         * 尝试与服务端建立连接
         */
        private void attemptToBindService() {
            Intent intent = new Intent();
            intent.setAction("com.example.REMOTE.myserver"); //这里的action由..\remoteserver\src\main\AndroidManifest.xml中指定
            intent.setPackage("com.example.remoteserver");　　//这里即为服务端进程包名
            bindService(intent, mServiceConnection, Context.BIND_AUTO_CREATE);
        }
    
    　　/*实现 ServiceConnection 接口，在其中拿到IRemoteService AIDL类*/
        private ServiceConnection mServiceConnection = new ServiceConnection() {
            @Override
            public void onServiceConnected(ComponentName name, IBinder service) {
                Log.i(getLocalClassName(), "service connected");
                iRemoteService = IRemoteService.Stub.asInterface(service);
    
                mBound = true;
    
                if (iRemoteService != null) {
                    try {
                        iRemoteService.doSomeThing(0, "anything string");
                    } catch (RemoteException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }
    
            @Override
            public void onServiceDisconnected(ComponentName name) {
                Log.i(getLocalClassName(), "service disconnected");
                mBound = false;
            }
        };
    
        /*实现callback接口*/
        private ITVCallback mCallback = new ITVCallback.Stub() {
            @Override
            public void onSuccess(String aString) throws RemoteException {  //回调接口被服务端调用，获得结果并用Toast显示
                Log.d("nano-client ", String.format("service arrived %s",aString));
                alert(String.format("回调: %s", aString));
            }
        };
    }

![复制代码][copycode.gif]

客户端和服务端的通信AIDL接口定义在remoteservicecontract库中，需要在各模块导入使用，
    如果各模块在同一个Android Studio工程开发，可通过修改build.gradle直接应用：

![821933-20180705154832132-1212391454.png][]

也可以将生成的aar,提供给另一个工程导入使用：

![821933-20180705161255254-1498287245.png][]

![821933-20180705161603073-901198836.png][]

二、后台服务的JNI接口实现：
    目录结构如下：

1.声明native方法，如 RemoteService.java 中声明的：

/*native interface*/
        public native String   stringFromJNI();

2.通过javah生成native格式的头文件 com_example_remoteserver_RemoteService.h：

**javah -d 【头文件生成路径】 -classpath 【java文件路径】-jni 【包名.类名】**

![复制代码][copycode.gif]

/* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */
    #include <jni.h>
    /* Header for class com_example_remoteserver_RemoteService */
    
    #ifndef _Included_com_example_remoteserver_RemoteService
    #define _Included_com_example_remoteserver_RemoteService
    #ifdef __cplusplus
    extern "C" {
    #endif
    /*
     * Class:     com_example_remoteserver_RemoteService
     * Method:    stringFromJNI
     * Signature: ()Ljava/lang/String;
    */

JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_example_remoteserver_RemoteService_stringFromJNI
      (JNIEnv *, jobject);
    
    #ifdef __cplusplus
    }
    #endif
    #endif

![复制代码][copycode.gif]

3.根据生成的jni头文件建立 **RemoteServiceJNI.c** 文件实现其接口：

![复制代码][copycode.gif]

#include <jni.h>
    #include <string.h>
    #include <android/log.h>
    
    
    #define TAG "nano-jni"
    #define LOGD(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_DEBUG,TAG ,__VA_ARGS__)
    #define LOGI(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_INFO,TAG ,__VA_ARGS__)
    #define LOGW(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_WARN,TAG ,__VA_ARGS__)
    #define LOGE(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_ERROR,TAG ,__VA_ARGS__)
    #define LOGF(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_FATAL,TAG ,__VA_ARGS__)
    
    
    #ifdef __cplusplus
    extern "C" {
    #endif
    
    /*
     * Class:     com_example_remoteserver_RemoteService
     * Method:    stringFromJNI
     * Signature: ()Ljava/lang/String;
    参数说明：
    　　  Native的对应函数名要以“Java_”开头，后面依次跟上Java的“package名”、“class名”、“函数名”，中间以下划线“_” 分割，在package名中的“.”也要改为“_”。

关于函数的参数和返回值也有相应的规则。对于Java中的基本类型如**int 、double 、char** 等，  
　　在Native端都有相对应的类型来表示，如**jint 、jdouble 、jchar** 等；其他的对象类型则统统由**jobject** 来表示，  
　 （**String** 是个例外，由于其使用广泛，故在Native代码中有**jstring** 这个类型来表示）。  
　　而对于Java中的数组，在Native中由**jarray** 对应，具体到基本类型和一般对象类型的数组则有**jintArray** 等  
　　和**jobjectArray** 分别对应（**String 数组**在这里没有例外，同样用**jobjectArray** 表示）。  
　　另外在JNI的Native函数中，其前两个参数**JNIEnv \***和**jobject** 是必需的，前者是一个JNIEnv 结构体的指针，这个结构体中定义了很多JNI的接口函数指针，  
　　使开发者可以使用JNI所定义的接口功能；后者指代的是调用这个JNI函数的Java对象，有点类似于C++中的this 指针。  
　　在上述两个参数之后，还需要根据Java端的函数声明依次对应添加参数，如下Java中声明的JNI函数没有参数，则Native的对应函数只有类型为JNIEnv \*和jobject 的两个参数。

*/
    JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_example_remoteserver_RemoteService_stringFromJNI
      (JNIEnv *env, jobject thiz){
        return (*env)->NewStringUTF(env, "Hi! Sheldon, I`m JNI ~");
      }
    
    #ifdef __cplusplus
    }
    #endif

![复制代码][copycode.gif]

4.编译c文件生成so:

Android studio 的gradle3.0版本以下可以配置NDK编译c/cpp文件：
    修改对应模块的build.gradle在defaultConfig中添加：

//gradle3.0以上已经不支持该方式
     ndk {
         moduleName "libRemoteServiceJNI"            //指定生成的so文件名
         ldLibs     "log", "z", "m"                  //添加log库
         abiFilters "armeabi", "armeabi-v7a", "x86"  //支持cpu的类型
     }

而gradle3.0以上版本需要用CMake工具编译：

首先Android studio安装CMake工具:

![821933-20180706150219243-1452135376.png][]

然后同样在defaultConfig\{\}中添加编译参数：

![复制代码][copycode.gif]

// 使用Cmake工具
            externalNativeBuild {
                cmake {
                    cppFlags ""
                    //生成多个版本的so文件
                    abiFilters 'armeabi-v7a' //,'arm64-v8a','x86','x86_64'
                }
            }

![复制代码][copycode.gif]

另外在defaultConfig\{\}的外一层即android\{\}中配置编译脚本的路径：

// 配置CMakeLists.txt路径
        externalNativeBuild {
            cmake {
                path "CMakeLists.txt" //编译脚本
            }
        }

比较关键的是**CMakeLists.txt**编译脚本，具体内容如下：

![复制代码][copycode.gif]

###############################
    #1.cmake verson，指定cmake版本
    cmake_minimum_required(VERSION 3.4.1)
    
    #2.C++ 的编译选项是 CMAKE_CXX_FLAGS
    # 指定编译参数，可选
    #SET(CMAKE_C_FLAGS "-Wno-error=format-security -Wno-error=pointer-sign")
    
    #3.设置cmake生成so输出的路径
    set(CMAKE_LIBRARY_OUTPUT_DIRECTORY ${CMAKE_SOURCE_DIR}/src/main/jniLibs/${ANDROID_ABI})
    
    #4.包含头文件，导入第三方动态库
    include_directories(
    ${CMAKE_SOURCE_DIR}/src/main/jni/include
    )
    
    #5.指定源文件和编译生成so名及类型
    # 生成在intermediates/cmake/和以上指定的目录下(指定的话build.gradle设置pickFirst避免冲突)
    add_library(RemoteServiceJNI SHARED
    ${CMAKE_SOURCE_DIR}/src/main/jni/RemoteServiceJNI.c)
    
    #6.设置需要生成so的第三方链接库
    target_link_libraries(
    RemoteServiceJNI
    log
    android
    )
    
    #添加子目录,将会调用子目录中的CMakeLists.txt
    #ADD_SUBDIRECTORY(one)
    #ADD_SUBDIRECTORY(two)
    ###############################

![复制代码][copycode.gif]

配置好编译环境后，点击make project生成so在**remoteserver\\build\\intermediates\\cmake\\debug\\obj\\armeabi-v7a\\libRemoteServiceJNI.so**

在java中加载调用即可：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2d4Zmxo_size_16_color_FFFFFF_t_70][]

如果遇到： More than one file was found with OS independent path 'lib/armeabi-v7a/xxx.so' 的报错，则在build.gradle中的android \{\}里添加：

packagingOptions { //For Error: More than one file was found with OS independent path
            pickFirst 'lib/armeabi-v7a/libnano_socket.so'
            pickFirst 'lib/armeabi-v7a/libRemoteServiceJNI.so'
        }

完整工程已上传到GitHub： [https://github.com/dragonforgithub/sheldon\_aidl.git][https_github.com_dragonforgithub_sheldon_aidl.git]

[821933-20180705103429949-692245308.png]: /images/20211205/9ec70b5d60f247e2bc7be3f1149e0387.png
[821933-20180705103630472-323184501.png]: /images/20211205/794ceff2f8e6403694fc7e629ee3b562.png
[821933-20180705103706752-1945706655.png]: /images/20211205/c3b62b13333e40ad8a70465adc04fbf9.png
[821933-20180705104039946-2126817222.png]: /images/20211205/6ffcb172f77f49639ba908261af1ed2d.png
[821933-20180705104355190-801789783.png]: /images/20211205/9ce901dd33704fd396a2adf9475c4160.png
[821933-20180705132332455-1623426775.png]: /images/20211205/ed3e4e3b28ea448a81c703cdf078eb98.png
[copycode.gif]: /images/20211205/96ef84f89e2844799bbc5b164f8bf61c.png
[821933-20180705154832132-1212391454.png]: /images/20211205/dd0f2150ffa6458b994433c4210d3e46.png
[821933-20180705161255254-1498287245.png]: /images/20211205/0b81504663364310b2888fdf140f8623.png
[821933-20180705161603073-901198836.png]: /images/20211205/924d2cd9442b455d8b326f688cfc056f.png
[821933-20180706150219243-1452135376.png]: /images/20211205/8902d60af86d4d448afd1eda4700f6a7.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2d4Zmxo_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20211205/3cb88ac0892a4548aa7cc03400e4404a.png
[https_github.com_dragonforgithub_sheldon_aidl.git]: https://github.com/dragonforgithub/sheldon_aidl.git