Android Messenger完全解析 实现进程间通信

一、概述

说到Android进程间通信，大家肯定能想到的是编写aidl文件，然后通过aapt生成的类方便的完成服务端，以及客户端代码的编写。假如你对这个过程不熟悉，可以查看Android aidl Binder框架浅析；

当然今天要说的通信方式肯定不是通过编写aidl文件的方式，那么有请今天的主角：Messenger。ok，这是什么样的一个类呢？我们看下注释

This allows for the implementation of message-based communication across processes

允许实现基于消息的进程间通信的方式。

那么，什么叫基于消息的进程间通信方式呢？看个图理解下：

可以看到，我们可以在客户端发送一个Message给服务端，在服务端的handler中会接收到客户端的消息，然后进行对应的处理，处理完成后，再将结果等数据封装成Message，发送给客户端，客户端的handler中会接收到处理的结果。

这样的进程间通信是不是很爽呢？

基于Message，相信大家都很熟悉 支持回调的方式，也就是服务端处理完成长任务可以和客户端交互 不需要编写aidl文件

此外，还支持，记录客户端对象的Messenger，然后可以实现一对多的通信；甚至作为一个转接处，任意两个进程都能通过服务端进行通信，这个后面再说。

看到这，有没有一些的小激动，我们可以不写aidl文件，方便的实现进程间通信了，是不是又可以装一下了。哈，下面看个简单的例子。

二、通信实例

这个例子，通过两个apk演示，一个apk是Server端，一个是Client端；

（1） Server端

代码

package com.imooc.messenger_server;

import android.app.Service;
import android.content.Intent;
import android.os.Handler;
import android.os.IBinder;
import android.os.Message;
import android.os.Messenger;
import android.os.RemoteException;

public class MessengerService extends Service
{

    private static final int MSG_SUM = 0x110;

    //最好换成HandlerThread的形式
    private Messenger mMessenger = new Messenger(new Handler()
    {
        @Override
        public void handleMessage(Message msgfromClient)
        {
            Message msgToClient = Message.obtain(msgfromClient);//返回给客户端的消息
            switch (msgfromClient.what)
            {
                //msg 客户端传来的消息
                case MSG_SUM:
                    msgToClient.what = MSG_SUM;
                    try
                    {
                        //模拟耗时
                        Thread.sleep(2000);
                        msgToClient.arg2 = msgfromClient.arg1 + msgfromClient.arg2;
                        msgfromClient.replyTo.send(msgToClient);
                    } catch (InterruptedException e)
                    {
                        e.printStackTrace();
                    } catch (RemoteException e)
                    {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    break;
            }

            super.handleMessage(msgfromClient);
        }
    });

    @Override
    public IBinder onBind(Intent intent)
    {
        return mMessenger.getBinder();
    }
}

服务端就一个Service，可以看到代码相当的简单，只需要去声明一个Messenger对象，然后onBind方法返回mMessenger.getBinder()；

然后坐等客户端将消息发送到handleMessage想法，根据message.what去判断进行什么操作，然后做对应的操作，最终将结果通过 msgfromClient.replyTo.send(msgToClient);返回。

可以看到我们这里主要是取出客户端传来的两个数字，然后求和返回，这里我有意添加了sleep(2000)模拟耗时,注意在实际使用过程中，可以换成在独立开辟的线程中完成耗时操作，比如和HandlerThread结合使用。

注册文件

<service
            android:name=".MessengerService"
            android:enabled="true"
            android:exported="true">
            <intent-filter>
                <action android:name="com.zhy.aidl.calc"></action>
                <category android:name="android.intent.category.DEFAULT" />
            </intent-filter>
        </service>

别忘了注册service，写完以后直接安装。

（二）客户端

Activity

package com.imooc.messenger_client;

import android.content.ComponentName;
import android.content.Context;
import android.content.Intent;
import android.content.ServiceConnection;
import android.os.Bundle;
import android.os.Handler;
import android.os.IBinder;
import android.os.Message;
import android.os.Messenger;
import android.os.RemoteException;
import android.support.v7.app.AppCompatActivity;
import android.util.Log;
import android.view.View;
import android.widget.Button;
import android.widget.LinearLayout;
import android.widget.TextView;

public class MainActivity extends AppCompatActivity
{
    private static final String TAG = "MainActivity";
    private static final int MSG_SUM = 0x110;

    private Button mBtnAdd;
    private LinearLayout mLyContainer;
    //显示连接状态
    private TextView mTvState;

    private Messenger mService;
    private boolean isConn;

    private Messenger mMessenger = new Messenger(new Handler()
    {
        @Override
        public void handleMessage(Message msgFromServer)
        {
            switch (msgFromServer.what)
            {
                case MSG_SUM:
                    TextView tv = (TextView) mLyContainer.findViewById(msgFromServer.arg1);
                    tv.setText(tv.getText() + "=>" + msgFromServer.arg2);
                    break;
            }
            super.handleMessage(msgFromServer);
        }
    });

    private ServiceConnection mConn = new ServiceConnection()
    {
        @Override
        public void onServiceConnected(ComponentName name, IBinder service)
        {
            mService = new Messenger(service);
            isConn = true;
            mTvState.setText("connected!");
        }

        @Override
        public void onServiceDisconnected(ComponentName name)
        {
            mService = null;
            isConn = false;
            mTvState.setText("disconnected!");
        }
    };

    private int mA;

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState)
    {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);

        //开始绑定服务
        bindServiceInvoked();

        mTvState = (TextView) findViewById(R.id.id_tv_callback);
        mBtnAdd = (Button) findViewById(R.id.id_btn_add);
        mLyContainer = (LinearLayout) findViewById(R.id.id_ll_container);

        mBtnAdd.setOnClickListener(new View.OnClickListener()
        {
            @Override
            public void onClick(View v)
            {
                try
                {
                    int a = mA++;
                    int b = (int) (Math.random() * 100);

                    //创建一个tv,添加到LinearLayout中
                    TextView tv = new TextView(MainActivity.this);
                    tv.setText(a + " + " + b + " = caculating ...");
                    tv.setId(a);
                    mLyContainer.addView(tv);

                    Message msgFromClient = Message.obtain(null, MSG_SUM, a, b);
                    msgFromClient.replyTo = mMessenger;
                    if (isConn)
                    {
                        //往服务端发送消息
                        mService.send(msgFromClient);
                    }
                } catch (RemoteException e)
                {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        });

    }

    private void bindServiceInvoked()
    {
        Intent intent = new Intent();
        intent.setAction("com.zhy.aidl.calc");
        bindService(intent, mConn, Context.BIND_AUTO_CREATE);
        Log.e(TAG, "bindService invoked !");
    }

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

}

代码也不复杂，首先bindService，然后在onServiceConnected中拿到回调的service（IBinder）对象，通过service对象去构造一个mService =new Messenger(service);然后就可以使用mService.send(msg)给服务端了。

我们消息的发送在Btn.onclick里面:

Message msgFromClient = Message.obtain(null, MSG_SUM, a, b);
msgFromClient.replyTo = mMessenger;
if (isConn)
{
    //往服务端发送消息
    mService.send(msgFromClient);
}

那么服务端会收到消息，处理完成会将结果返回，传到Client端的mMessenger中的Handler的handleMessage方法中。

布局文件

<LinearLayout android:id="@+id/id_ll_container"
              xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
              xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"
              android:layout_width="match_parent"
              android:layout_height="match_parent"
              android:orientation="vertical"
              android:paddingBottom="@dimen/activity_vertical_margin"
              android:paddingLeft="@dimen/activity_horizontal_margin"
              android:paddingRight="@dimen/activity_horizontal_margin"
              android:paddingTop="@dimen/activity_vertical_margin"
              tools:context=".MainActivity">

    <TextView
        android:id="@+id/id_tv_callback"
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:text="Messenger Test!"/>

    <Button android:id="@+id/id_btn_add"
            android:layout_width="wrap_content"
            android:layout_height="wrap_content"
            android:text="add"/>

</LinearLayout>

效果图

可以看到，我们每点击一次按钮，就往服务器发送个消息，服务器拿到消息执行完成后，将结果返回。

整个通信的代码看起来还是相当的清爽的，那么大家有没有对其内部的原理有一丝的好奇呢？下面我们就来看下其内部是如何实现的。

对了，源码分析前，这里插一句，大家通过代码可以看到服务端往客户端传递数据是通过msg.replyTo这个对象的。那么服务端完全可以做到，使用一个List甚至Map去存储所有绑定的客户端的msg.replyTo对象，然后想给谁发消息都可以。甚至可以把A进程发来的消息，通过B进程的msg.replyTo发到B进程那里去。相关代码呢，可以参考官方的文档：service，注意下拉找：Remote Messenger Service Sample。

三、源码分析

其实Messenger的内部实现的，实际上也是依赖于aidl文件实现的。

（一）首先我们看客户端向服务端通信

服务端

服务端的onBind是这么写的：

public IBinder onBind(Intent intent)
{
   return mMessenger.getBinder();
}

那么点进去：

public IBinder getBinder() {
   return mTarget.asBinder();
}

可以看到返回的是mTarget.asBinder();

mTarget是哪来的呢？

别忘了我们前面去构造mMessenger对象的代码：new Messenger(new Handler())；

 public Messenger(Handler target) {
     mTarget = target.getIMessenger();
 }

原来是Handler返回的，我们继续跟进去

final IMessenger getIMessenger() {
        synchronized (mQueue) {
            if (mMessenger != null) {
                return mMessenger;
            }
            mMessenger = new MessengerImpl();
            return mMessenger;
        }
    }

     private final class MessengerImpl extends IMessenger.Stub {
        public void send(Message msg) {
            msg.sendingUid = Binder.getCallingUid();
            Handler.this.sendMessage(msg);
        }
    }

mTarget是一个MessengerImpl对象，那么asBinder实际上是返回this，也就是MessengerImpl对象；

这是个内部类，可以看到继承自IMessenger.Stub，然后实现了一个send方法，该方法就是将接收到的消息通过 Handler.this.sendMessage(msg);发送到handleMessage方法。

看到这，大家有没有想到什么，难道不觉得extends IMessenger.Stub这种写法异常的熟悉么？

我们传统写aidl文件，aapt给我们生成什么，生成IXXX.Stub类，然后我们服务端继承IXXX.Stub实现接口中的方法。

没错，其实这里内部其实也是依赖一个aidl生成的类，这个aidl位于：frameworks/base/core/java/android/os/IMessenger.aidl.

package android.os;  

import android.os.Message;  

/** @hide */  
oneway interface IMessenger {  
    void send(in Message msg);  
}

看到这，你应该明白了，Messenger并没有什么神奇之处，实际上，就是依赖该aidl文件生成的类，继承了IMessenger.Stub类，实现了send方法，send方法中参数会通过客户端传递过来，最终发送给handler进行处理。这里不理解，请详细看下Android aidl Binder框架浅析；

客户端

客户端首先通过onServiceConnected拿到sevice（Ibinder）对象，这里没什么特殊的，我们平时的写法也是这样的，只不过我们平时会这么写：

IMessenger.Stub.asInterface(service)拿到接口对象进行调用；

而，我们的代码中是

mService = new Messenger(service);

跟进去，你会发现：

public Messenger(IBinder target) {
        mTarget = IMessenger.Stub.asInterface(target);
    }

soga，和我们平时的写法一模一样！

到这里就可以明白，客户端与服务端通信，实际上和我们平时的写法没有任何区别，通过编写aidl文件，服务端onBind利用Stub编写接口实现返回；客户端利用回调得到的IBinder对象，使用IMessenger.Stub.asInterface(target)拿到接口实例进行调用（内部实现，参考Android aidl Binder框架浅析）。

（2）服务端与客户端通信

那么，客户端与服务端通信的确没什么特殊的地方，我们完全也可以编写个类似的aidl文件实现；那么服务端是如何与客户端通信的呢？

还记得，客户端send方法发送的是一个Message，这个Message.replyTo指向的是一个mMessenger，我们在Activity中初始化的。

那么将消息发送到服务端，肯定是通过序列化与反序列化拿到Message对象，我们看下Message的反序列化的代码：

# Message

private void readFromParcel(Parcel source) {
        what = source.readInt();
        arg1 = source.readInt();
        arg2 = source.readInt();
        if (source.readInt() != 0) {
            obj = source.readParcelable(getClass().getClassLoader());
        }
        when = source.readLong();
        data = source.readBundle();
        replyTo = Messenger.readMessengerOrNullFromParcel(source);
        sendingUid = source.readInt();
    }

主要看replyTo，调用的是Messenger.readMessengerOrNullFromParcel

public static Messenger readMessengerOrNullFromParcel(Parcel in) {
        IBinder b = in.readStrongBinder();
        return b != null   new Messenger(b) : null;
    }

    public static void writeMessengerOrNullToParcel(Messenger messenger,
            Parcel out) {
        out.writeStrongBinder(messenger != null   messenger.mTarget.asBinder()
                : null);
    }

通过上面的writeMessengerOrNullToParcel可以看到，它将客户端的messenger.mTarget.asBinder()对象进行了恢复，客户端的message.mTarget.asBinder()是什么？

客户端也是通过Handler创建的Messenger，于是asBinder返回的是：

public Messenger(Handler target) {
        mTarget = target.getIMessenger();
    }
 final IMessenger getIMessenger() {
        synchronized (mQueue) {
            if (mMessenger != null) {
                return mMessenger;
            }
            mMessenger = new MessengerImpl();
            return mMessenger;
        }
    }

    private final class MessengerImpl extends IMessenger.Stub {
        public void send(Message msg) {
            msg.sendingUid = Binder.getCallingUid();
            Handler.this.sendMessage(msg);
        }
    }

   public IBinder getBinder() {
        return mTarget.asBinder();
    }

那么asBinder，实际上就是MessengerImpl extends IMessenger.Stub中的asBinder了。

#IMessenger.Stub

@Override 
public android.os.IBinder asBinder()
{
    return this;
}

那么其实返回的就是MessengerImpl对象自己。到这里可以看到message.mTarget.asBinder()其实返回的是客户端的MessengerImpl对象。

最终，发送给客户端的代码是这么写的：

msgfromClient.replyTo.send(msgToClient);

public void send(Message message) throws RemoteException {
        mTarget.send(message);
    }

这个mTarget实际上就是对客户端的MessengerImpl对象的封装，那么send(message)（屏蔽了transact/onTransact的细节），这个message最终肯定传到客户端的handler的handleMessage方法中。

好了，到此我们的源码分析就结束了~~

总结下：

客户端与服务端通信，利用的aidl文件，没什么特殊的 服务端与客户端通信，主要是在传输的消息上做了处理，让Messager.replyTo指向的客户端的Messenger,而Messenger又持有客户端的一个Binder对象（MessengerImpl）。服务端正是利用这个Binder对象做的与客户端的通信。

可以考虑自己编写aidl文件，实现下服务端对客户端的回调。