独立进程通信之悬浮下拉状态栏实践

前言

我们首先先看下这个效果是怎么样的，如果有人见过百度音箱或者是小米音箱，就应该对这个会清楚一些，也就是图示中我们是自定义了一个下拉状态栏，并没有使用系统原生的，那么我们就可以根据需求实现我们自定义的下拉状态栏 UI，比如音乐通知，时间、天气显示信息等等。不过这种需要自定义的情况一般是针对于 Android 定制化的地方会用到的多一些，但本文更多的是牵扯的是如何将这个下拉状态栏运行在独立进程中，以及进程之间的通信，这样的话即使下拉状态栏崩溃了，也不会影响主进程。

需求

按照如图示中，我们定义了几个需求如下：

主进程和下拉状态栏进程之间的通信
主进程中可以获取下拉状态栏进程中的状态栏的状态（是否可以下拉，是否完全展开）
在主进程中控制状态栏收起、展开、是否允许下拉控制
在主进程中监听下拉状态栏进程的状态栏收起和展开事件

建立 Binder 连接池

首先这里先回忆一下 AIDL 的使用流程：首先创建一个 Service 和一个 AIDL 接口，接着创建一个类继承自 AIDL 接口中的 Stub 类并实现 Stud 中的抽象方法，在 Service 的 onBind 方法中返回这个类的对象，然后客户端就可以绑定服务端的 Service，建立连接后就可以访问远程服务端的方法了

如果是按照这种使用方式的话，一个 AIDL 的具体的实现类通过一个 Service 在 onBinder 方法中返回给客户端调用，那么如果是存在很多 AIDL 文件的话，那就要创建很多 Service ，并在 onBInder 方法中返回 Binder 对象，显然这样是不合理的。所以我们这里需要引入 Binder 连接池，只维护一个 Service 就可以了，通过 Binder 连接池去查询具体的 Binder 对象，具体连接池的实践可以看这里 Binder 连接池

创建 AIDl 文件

创建 Binder 连接池

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interface IBinderPool {
 // 连接池, 根据对应的 code 返回具体的 binder 对象
 IBinder queryBinder( int binderCode);
}

状态的监听回调

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interface IStatusBarCallback {
 void opened();
 void closed();
}

状态栏的管理

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interface IStatusBarManager {
 void open();
 void close();
 void setEnableDropDown(boolean isDropDown);
 void addStatusBarListener(in IStatusBarCallback callback);
 void removeStatusBarListener(in IStatusBarCallback callback);
}

状态栏状态获取

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interface IStatusBarStatus {
			// 是否可以下拉
			boolean isDropDown();
			// 是否完全展开
	  	boolean isWholeOpened();
}

创建状态栏进程服务

这里需要建立状态栏进程的服务，然后将 Binder 连接池的 IBinder 对象返回，这样通过连接池就可以获取到其他的 AIDL 具体实现了，然后在我们的服务中开启状态栏，看如下代码：

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class StatusBarService : Service() {

    override fun onBind(intent: Intent): IBinder {
        return BinderPool.BinderPoolImpl()
    }

    override fun onStartCommand(intent: Intent?, flags: Int, startId: Int): Int {
        super.onStartCommand(intent, flags, startId)
        return START_STICKY
    }

    override fun onCreate() {
        super.onCreate()
				// 开启状态栏 -- 此时这里是状态栏进程中
        val statusBarView = StatusBarView(this)
        StatusBarViewManager.instance.statusBarView = statusBarView
        statusBarView.addToWindow()
    }
}

Binder 连接实现类

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public static class BinderPoolImpl extends IBinderPool.Stub {

    public BinderPoolImpl() {
        super();
    }

    @Override
    public IBinder queryBinder(int binderCode) throws RemoteException {

        IBinder iBinder = null;

        // 根据code，返回具体的binder对象
        switch (binderCode) {
            case BINDER_MANAGER:
                iBinder = new StatusBarManagerImpl();
                break;

            case BINDER_STATUS:
                iBinder = new StatusBarStatusImpl();
                break;

            default:
                break;
        }


        return iBinder;
    }
}

接着看下 StatusBarManagerImpl 和 StatusBarStatusImpl 具体实现类，里面都做了什么

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class StatusBarManagerImpl : IStatusBarManager.Stub() {
    companion object {
        private const val TAG = "IStatusBarManagerImpl"
    }

    override fun setEnableDropDown(isDropDown: Boolean) {
        runOnUiThread {
            StatusBarViewManager.instance.statusBarView?.let {
                if (isDropDown) {
                    it.enableStatusBar()
                } else {
                    it.disableStatusBar()
                }
            }
        }
    }

    override fun open() {
        runOnUiThread {
            StatusBarViewManager.instance.statusBarView?.expand()
        }
    }

    override fun addStatusBarListener(callback: IStatusBarCallback?) {
        Log.d(TAG, "addStatusBarListener() isMainThread ${isMainThread()}")
        StatusBarStatusManager.addStatusBarListener(callback)
    }

    override fun removeStatusBarListener(callback: IStatusBarCallback?) {
        StatusBarStatusManager.removeStatusBarListener(callback)
    }

    override fun close() {
        runOnUiThread {
            StatusBarViewManager.instance.statusBarView?.close()
        }
    }
}

可以发现 StatusBarManagerImpl 这个类，主要做了对状态栏是否可以下拉的控制，和状态栏的收起和关闭，设置监听等操作，不过这里需要说明的是，继承自 stub 的类中，都是运行在 Binder 线程池中运行的，也就是非主线程中，要避免调用 UI 等相关操作。

在上述中，我们还调用了一个 StatusBarStatusManager 类，看一下这个类是如何实现的：

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object StatusBarStatusManager {

    /**
     *  RemoteCallbackList 保证在多进程中解注册正常
     */
    private val remoteCallbackList by lazy { RemoteCallbackList<IStatusBarCallback>() }

    fun addStatusBarListener(callback: IStatusBarCallback?) {
        remoteCallbackList.register(callback)
    }

    fun removeStatusBarListener(callback: IStatusBarCallback?) {
        remoteCallbackList.unregister(callback)
    }

    fun onClosedCallback() {
        try {
            remoteCallbackList.let { callback ->
                // 遍历的时候,需要配合使用
                val size = callback.beginBroadcast()
                repeat(size) {
                    val broadcastItem = callback.getBroadcastItem(it)
                    // closed 方法也运行在 binder 线程池中,避免 onClosedCallback 方法在主线程调用导致 ANR
                    broadcastItem.closed()
                }
                callback.finishBroadcast()
            }
        } catch (e: RemoteException) {
            e.printStackTrace()
        }
    }

    fun onOpenedCallback() {
        try {
            remoteCallbackList.let { callback ->
                // 遍历的时候,需要配合使用
                val size = callback.beginBroadcast()
                repeat(size) {
                    val broadcastItem = callback.getBroadcastItem(it)
                    broadcastItem.opened()
                }
                callback.finishBroadcast()
            }
        } catch (e: RemoteException) {
            e.printStackTrace()
        }
    }
}

StatusBarStatusManager 这个类中，主要做了往 remoteCallbackList 中注册和解注册的监听，和设置监听回调，remoteCallbackList 是系统专门提供用于删除跨进程 listener 的接口，RemoteCallbackList 是一个泛型，支持管理任意的 Aidl 接口，RemoteCallbackList 的原理是内部有一个 Map 结构专门用来保存所有的 AIDL 回调，这个 Map key 是 IBinder 类型，value 是 CallBack 类型，其中 Callback 中封装了真正远程的 listener ，因为如果使用普通的 ArrayList 来添加 Callback 的话，由于跨进程（序列化和反序列化过程）客户端传输的一个对象会在服务端生成不同的对象，所以如果使用普通的 ArrayList 在注册和解注册的对象都不是同一个了，所以会发现无法解除，但是 RemoteCallbackList 利用的是 IBinder 的唯一对象，在解除注册的时候会查询获取 IBinder 与之相关的 listener 将其移除，并且 RemoteCallbackList 在其遍历的时候，必须的配合一起使用 beginBroadcast 和 finishBroadcast 方法。

解除注册的源码如下：

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 public boolean unregister(E callback) {
        synchronized (mCallbacks) {
          	// 获取 callback 的 binder 对象，进行移除
            Callback cb = mCallbacks.remove(callback.asBinder());
            if (cb != null) {
                cb.mCallback.asBinder().unlinkToDeath(cb, 0);
                return true;
            }
            return false;
        }
}

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class StatusBarStatusImpl : IStatusBarStatus.Stub() {
    override fun isDropDown() = StatusBarViewManager.instance.statusBarView?.isDropDown() ?: false
    override fun isWholeOpened()  = StatusBarViewManager.instance.statusBarView?.isWholeOpened() ?: false
}

StatusBarStatusImpl 类会比较简单，主要是做了一些状态栏的状态获取

然后再配置多进程

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<application>
    <service
        android:exported="true"
        android:name=".StatusBarService"
        android:process=":statusBar" />
</application>

提供给外部调用的类，并获取相关的 AIDL 实现类给客户端调用

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class StatusBarViewManager {
internal var statusBarView: StatusBarView? = null
var statusBarManager: IStatusBarManager? = null
var statusBarStatus: IStatusBarStatus? = null

@WorkerThread
fun init(context: Context) {
    val binderPool = BinderPool.getInstance(context.applicationContext)
				// 通过 code 实例不同的 IBinder 对象
    val queryBinder = binderPool.queryBinder(BinderPool.BINDER_MANAGER)
				// asInterface 返回给客户端调用的 AIDL 对象
    statusBarManager = IStatusBarManager.Stub.asInterface(queryBinder)
				// asInterface 返回给客户端调用的 AIDL 对象
    statusBarStatus =  				    IStatusBarStatus.Stub.asInterface(binderPool.queryBinder(BinderPool.BINDER_STATUS))
}

companion object {
    val instance: StatusBarViewManager by lazy(LazyThreadSafetyMode.SYNCHRONIZED) {
        StatusBarViewManager()
    }
}
}

最后使用如下

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thread {
 	 		 mStatusBarManager.init(this@MainActivity)
			 mStatusBarManager.statusBarManager?.addStatusBarListener(statusBarListener)
			 mStatusBarManager.statusBarStatus
}

    private val statusBarListener = object : StatusBarCallbackImpl() {
        override fun opened() {
            // 运行在客户端的 binder 线程池中
            Log.d(TAG, "opened() called ${ThreadUtils.isMainThread()}")
        }

        override fun closed() {
            Log.d(TAG, "closed() called ${ThreadUtils.isMainThread()}")
        }
    }

最后相关的多进程通信逻辑就是这些了，感兴趣的话可以看下源码

源码地址：https://github.com/midFang/blogSource/tree/main/ProcessBinderWindow

Table of Contents

前言

需求

建立 Binder 连接池

创建 AIDl 文件

创建状态栏进程服务