C++通过aidl与Android系统服务通信(一)

前言：

既然你能找到这篇文章，说明你对aidl是什么已经有所了解，这里不再赘述，需要声明的一个概念是 Android Binder。

1，什么是Binder？

字面意思：“粘合剂”，作为Android中跨进程调用的一种RPC机制，是Android提供的跨进程通信的核心框架。 例如：系统服务ActivityManagerService，LocationManagerService，等都是在单独进程中的，使用binder和应用进行通信。

2，为什么使用Binder?

一个简单例子：client需要请求service服务，但client和service在两个不同的进程中，一个很直观的请求过程如下。

但是注意，一个进程是不能直接操作另一个进程的，比如说读取另一个进程的数据，或者往另一个进程的内存空间写数据，进程之间的通信要通过内核进程才可以，因此这里就要使用到进程通信工具Binder，如下图：

Binder driver通过/dev/binder提供了 open, release, poll, mmap, flush等操作的接口api。这样进程A和进程B就可以通过内核进程进行通信了。进程中大部分的通信都是通过系统调用接口ioctl（binderFd, BINDER_WRITE_READ, &bwd）来进行的。

看起来流程已经通了，但是通常情况下，client和service并不会直接实现binder相关协议，所以在client与binder之间添加了proxy，在service与binder之间添加stub分别与binder交互：

3，android中的binder

上图看起来已经很完善了，但在Android系统中，更进一步的进行了封装，在client与proxy之间添加了manager来管理client，如下图：

关于android中的manager，其实已经很熟悉了，例如activity是由activityManager管理的，clipboard是由clipboardManager管理的。clipbpardManager是通过binder获取clipboardService来处理clipboard相关的操作的。

更进一步需要知道的，同一个Binder怎么对应多个Service呢，在Android系统中，Binder和Service之间同样有一个SeriviceManager管理着众多的Service，因此我们的流程进一步更新如下：

以上就是Binder以及Binder在Android系统的中的作用的相关知识。

AIDL概述：

android aidl最终是通过C++实现的，所以我们可以使用C++通过aidl直接调用java层的系统服务。这里需要首先了解的一个工具“aidl-cpp”。

首先看下google官方对aidl-cpp的介绍：https://android.googlesource.com/platform/system/tools/aidl/+/brillo-m10-dev/docs/aidl-cpp.md （Generating C++ Binder Interfaces with aidl-cpp）。

是的，我们需要一个叫做 aidl-cpp 的程序，用来生成C++ Binder Interface。Linux系统安装aidl-cpp：

Java
sudo apt-get install aidl

cpp 接口定义：

1）首先创建文件夹，需要和aidl文件名字匹配，此处以foo文件夹为例

mkdir foo
cd foo
vim IFoo.aidl

2）实现一个aidl文件,文件名定义为（IFoo.aidl）内容如下：

package foo;
interface IFoo {
}

3）使用aidl-cpp 工具生成代码

aidl-cpp IFoo.aidl . foo.cpp

命令共三个参数，第一个为aidl文件，第二个为头文件生成目录，最后一个是cpp文件。

运行后，如果不出意外，生成的目录结构如下：

├── foo
│ ├── foo
│ │ ├── BnFoo.h
│ │ ├── BpFoo.h
│ │ └── IFoo.h
│ ├── foo.cpp
│ └── IFoo.aidl

4) 依次打开文件查看内容

• foo/IFoo.h

#ifndef AIDL_GENERATED_FOO_I_FOO_H_
#define AIDL_GENERATED_FOO_I_FOO_H_
#include <binder/IBinder.h>
#include <binder/IInterface.h>
#include <binder/Status.h>
#include <utils/StrongPointer.h>
namespace foo {
class IFoo : public ::android::IInterface {
public:
DECLARE_META_INTERFACE(Foo)
}; // class IFoo
} // namespace foo
#endif // AIDL_GENERATED_FOO_I_FOO_H_

生成了一个继承自android::IInterface的类文件

• foo/BnFoo.h

#ifndef AIDL_GENERATED_FOO_BN_FOO_H_
#define AIDL_GENERATED_FOO_BN_FOO_H_
#include <binder/IInterface.h>
#include <foo/IFoo.h>
namespace foo {
class BnFoo : public ::android::BnInterface<IFoo> {
public:
::android::status_t onTransact(uint32_t _aidl_code, const ::android::Parcel& _aidl_data, ::android::Parcel* _aidl_reply, uint32_t _aidl_flags = 0) override;
}; // class BnFoo
} // namespace foo
#endif // AIDL_GENERATED_FOO_BN_FOO_H_

• foo/BpFoo.h

#ifndef AIDL_GENERATED_FOO_BP_FOO_H_
#define AIDL_GENERATED_FOO_BP_FOO_H_
#include <binder/IBinder.h>
#include <binder/IInterface.h>
#include <utils/Errors.h>
#include <foo/IFoo.h>
namespace foo {
class BpFoo : public ::android::BpInterface<IFoo> {
public:
explicit BpFoo(const ::android::sp<::android::IBinder>& _aidl_impl);
virtual ~BpFoo() = default;
}; // class BpFoo
} // namespace foo
#endif // AIDL_GENERATED_FOO_BP_FOO_H_

• foo.cpp

#include <foo/IFoo.h>
#include <foo/BpFoo.h>
namespace foo {
IMPLEMENT_META_INTERFACE(Foo, "foo.IFoo")
} // namespace foo
#include <foo/BpFoo.h>
#include <binder/Parcel.h>
namespace foo {
BpFoo::BpFoo(const ::android::sp<::android::IBinder>& _aidl_impl)
: BpInterface<IFoo>(_aidl_impl){
}
} // namespace foo
#include <foo/BnFoo.h>
#include <binder/Parcel.h>
namespace foo {
::android::status_t BnFoo::onTransact(uint32_t _aidl_code, const ::android::Parcel& _aidl_data, ::android::Parcel* _aidl_reply, uint32_t _aidl_flags) {
::android::status_t _aidl_ret_status = ::android::OK;
switch (_aidl_code) {
default:
{
_aidl_ret_status = ::android::BBinder::onTransact(_aidl_code, _aidl_data, _aidl_reply, _aidl_flags);
}
break;
}
if (_aidl_ret_status == ::android::UNEXPECTED_NULL) {
_aidl_ret_status = ::android::binder::Status::fromExceptionCode(::android::binder::Status::EX_NULL_POINTER).writeToParcel(_aidl_reply);
}
return _aidl_ret_status;
}
} // namespace foo

至此使用aidl-cpp 生成接口文件的流程已经完成，接下来需要丰富相关接口，并通过生成的cpp 函数，调用android服务中的相关接口。将在下半部分中详细介绍。