使用AIDL实现跨进程双向通信和传输一个2MB大小的文件

前言

实现这个功能要解决两个问题：

如何使用AIDL进行跨进程双向通信？

如何传输一个2MB大小的文件？

问题1很简单，可以参考AIDL官方文档，这里不做过多介绍。本文主要集中火力解决问题2，讲解如何通过匿名共享内存实现跨进程双向大文件传输。

AIDL简介

AIDL是Android中实现跨进程通信(Inter-Process Communication)的一种方式。AIDL的传输数据机制基于Binder，Binder对传输数据大小有限制，

传输超过1M的文件就会报android.os.TransactionTooLargeException异常，一种解决办法就是使用匿名共享内存进行大文件传输。

AIDL传输大文件.png

共享内存简介

共享内存是进程间通信的一种方式，通过映射一块公共内存到各自的进程空间来达到共享内存的目的。

共享内存.png

对于进程间需要传递大量数据的场景下，这种通信方式是十分高效的，但是共享内存并未提供同步机制，也就是说，在第一个进程结束对共享内存的写操作之前，并无自动机制可以阻止第二个进程开始对它进行读取，所以我们通常需要用其他的机制来同步对共享内存的访问，例如信号量。

Android中的匿名共享内存(Ashmem)是基于Linux共享内存的，借助Binder+文件描述符(FileDescriptor)实现了共享内存的传递。它可以让多个进程操作同一块内存区域，并且除了物理内存限制，没有其他大小限制。相对于Linux的共享内存，Ashmem对内存的管理更加精细化，并且添加了互斥锁。Java层在使用时需要用到MemoryFile，它封装了native代码。Android平台上共享内存通常的做法如下：

进程A通过MemoryFile创建共享内存，得到fd(FileDescriptor)

进程A通过fd将数据写入共享内存

进程A将fd封装成实现Parcelable接口的ParcelFileDescriptor对象，通过Binder将ParcelFileDescriptor对象发送给进程B

进程B获从ParcelFileDescriptor对象中获取fd，从fd中读取数据

客户端和服务端双向通信+传输大文件实战

先放上实现效果图：

demo.gif

我们先实现客户端向服务端传输大文件，然后再实现服务端向客户端传输大文件。

定义AIDL接口

//IMyAidlInterface.aidlinterface IMyAidlInterface { void client2server(in ParcelFileDescriptor pfd);}

服务端

实现IMyAidlInterface接口

//AidlService.ktclass AidlService : Service() { private val mStub: IMyAidlInterface.Stub = object : IMyAidlInterface.Stub() { @Throws(RemoteException::class) override fun sendData(pfd: ParcelFileDescriptor) { } } override fun onBind(intent: Intent): IBinder { return mStub }}

接收数据

//AidlService.kt@Throws(RemoteException::class)override fun sendData(pfd: ParcelFileDescriptor) { /** * 从ParcelFileDescriptor中获取FileDescriptor */ val fileDescriptor = pfd.fileDescriptor /** * 根据FileDescriptor构建InputStream对象 */ val fis = FileInputStream(fileDescriptor) /** * 从InputStream中读取字节数组 */ val data = fis.readBytes() ......}

客户端

绑定服务在项目的src目录中加入.aidl文件

声明一个IMyAidlInterface接口实例（基于AIDL生成）

创建ServiceConnection实例，实现android.content.ServiceConnection接口

调用Context.bindService()绑定服务，传入ServiceConnection实例

在onServiceConnected()实现中，调用IMyAidlInterface.Stub.asInterface(binder)，将返回参数转换为IMyAidlInterface类型

//MainActivity.ktclass MainActivity : AppCompatActivity() { private var mStub: IMyAidlInterface? = null private val serviceConnection = object : ServiceConnection { override fun onServiceConnected(name: ComponentName, binder: IBinder) { mStub = IMyAidlInterface.Stub.asInterface(binder) } override fun onServiceDisconnected(name: ComponentName) { mStub = null } } override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) { super.onCreate(savedInstanceState) setContentView(R.layout.activity_main) button1.setOnClickListener { bindService() } } private fun bindService() { if (mStub != null) { return } val intent = Intent("io.github.kongpf8848.aidlserver.AidlService") intent.setClassName("io.github.kongpf8848.aidlserver","io.github.kongpf8848.aidlserver.AidlService") try { val bindSucc = bindService(intent, serviceConnection, Context.BIND_AUTO_CREATE) if (bindSucc) { Toast.makeText(this, "bind ok", Toast.LENGTH_SHORT).show() } else { Toast.makeText(this, "bind fail", Toast.LENGTH_SHORT).show() } } catch (e: Exception) { e.printStackTrace() } } override fun onDestroy() { if(mStub!=null) { unbindService(serviceConnection) } super.onDestroy() }}

发送数据将发送文件转换成字节数组ByteArray

创建MemoryFile对象

向MemoryFile对象中写入字节数组

获取MemoryFile对应的FileDescriptor

根据FileDescriptor创建ParcelFileDescriptor

调用IPC方法，发送ParcelFileDescriptor对象

//MainActivity.ktprivate fun sendLargeData() { if (mStub == null) { return } try { /** * 读取assets目录下文件 */ val inputStream = assets.open("large.jpg") /** * 将inputStream转换成字节数组 */ val byteArray=inputStream.readBytes() /** * 创建MemoryFile */ val memoryFile=MemoryFile("image", byteArray.size) /** * 向MemoryFile中写入字节数组 */ memoryFile.writeBytes(byteArray, 0, 0, byteArray.size) /** * 获取MemoryFile对应的FileDescriptor */ val fd=MemoryFileUtils.getFileDescriptor(memoryFile) /** * 根据FileDescriptor创建ParcelFileDescriptor */ val pfd= ParcelFileDescriptor.dup(fd) /** * 发送数据 */ mStub?.client2server(pfd) } catch (e: IOException) { e.printStackTrace() } catch (e: RemoteException) { e.printStackTrace() }}

至此，我们已经实现了客户端向服务端传输大文件，下面就继续实现服务端向客户端传输大文件功能。服务端主动给客户端发送数据，客户端只需要进行监听即可。

定义监听回调接口

//ICallbackInterface.aidlpackage io.github.kongpf8848.aidlserver;interface ICallbackInterface { void server2client(in ParcelFileDescriptor pfd);}

在IMyAidlInterface.aidl中添加注册回调和反注册回调方法，如下：

//IMyAidlInterface.aidlimport io.github.kongpf8848.aidlserver.ICallbackInterface;interface IMyAidlInterface { ...... void registerCallback(ICallbackInterface callback); void unregisterCallback(ICallbackInterface callback);}

服务端实现接口方法

//AidlService.ktprivate val callbacks=RemoteCallbackList<ICallbackInterface>()private val mStub: IMyAidlInterface.Stub = object : IMyAidlInterface.Stub() { ...... override fun registerCallback(callback: ICallbackInterface) { callbacks.register(callback) } override fun unregisterCallback(callback: ICallbackInterface) { callbacks.unregister(callback) }}

客户端绑定服务后注册回调

//MainActivity.ktprivate val callback=object: ICallbackInterface.Stub() { override fun server2client(pfd: ParcelFileDescriptor) { val fileDescriptor = pfd.fileDescriptor val fis = FileInputStream(fileDescriptor) val bytes = fis.readBytes() if (bytes != null && bytes.isNotEmpty()) { ...... } }}private val serviceConnection = object : ServiceConnection { override fun onServiceConnected(name: ComponentName, binder: IBinder) { mStub = IMyAidlInterface.Stub.asInterface(binder) mStub?.registerCallback(callback) } override fun onServiceDisconnected(name: ComponentName) { mStub = null }}

服务端发送文件，回调给客户端。此处仅贴出核心代码，如下：

//AidlService.ktprivate fun server2client(pfd:ParcelFileDescriptor){ val n=callbacks.beginBroadcast() for(i in 0 until n){ val callback=callbacks.getBroadcastItem(i); if (callback!=null){ try { callback.server2client(pfd) } catch (e:RemoteException) { e.printStackTrace() } } } callbacks.finishBroadcast()}

至此，我们实现了客户端和服务端双向通信和传输大文件😉😉😉

GitHub

本文完整的代码已经上传GitHub，地址:https://github.com/kongpf8848/aidldemo