穩定的 AIDL

Android 10 增加了對穩定的 Android 接口定義語言 (AIDL) 的支持，這是一種跟踪 AIDL 接口提供的應用程序接口 (API)/應用程序二進制接口 (ABI) 的新方法。穩定的 AIDL 與 AIDL 有以下主要區別：

  • 接口在構建系統中使用aidl_interfaces定義。
  • 接口只能包含結構化數據。代表所需類型的 Parcelables 是根據它們的 AIDL 定義自動創建的，並且會自動編組和解組。
  • 接口可以聲明為穩定的（向後兼容）。發生這種情況時，他們的 API 會在 AIDL 接口旁邊的文件中進行跟踪和版本控制。

定義 AIDL 接口

aidl_interface的定義如下所示：

aidl_interface {
    name: "my-aidl",
    srcs: ["srcs/aidl/**/*.aidl"],
    local_include_dir: "srcs/aidl",
    imports: ["other-aidl"],
    versions_with_info: [
        {
            version: "1",
            imports: ["other-aidl-V1"],
        },
        {
            version: "2",
            imports: ["other-aidl-V3"],
        }
    ],
    stability: "vintf",
    backend: {
        java: {
            enabled: true,
            platform_apis: true,
        },
        cpp: {
            enabled: true,
        },
        ndk: {
            enabled: true,
        },
        rust: {
            enabled: true,
        },
    },

}
  • name ：AIDL接口模塊的名稱，唯一標識一個AIDL接口。
  • srcs ：構成接口的 AIDL 源文件列表。包com.acme中定義的 AIDL 類型Foo的路徑應位於<base_path>/com/acme/Foo.aidl ，其中<base_path>可以是與Android.bp所在目錄相關的任何目錄。在上面的示例中， <base_path>是srcs/aidl 。
  • local_include_dir ：包名稱開始的路徑。它對應於上面解釋的<base_path> 。
  • imports ：它使用的aidl_interface模塊列表。如果您的一個 AIDL 接口使用了另一個aidl_interface接口或 parcelable，請將其名稱放在這裡。這可以是名稱本身，以引用最新版本，或帶有版本後綴的名稱（例如-V1 ）以引用特定版本。從Android 12開始支持指定版本
  • versions ：凍結在api_dir下的接口的先前版本，從 Android 11 開始， versions凍結在aidl_api/ name下。如果接口沒有凍結版本，則不應指定，並且不會進行兼容性檢查。對於 13 及更高版本，此字段已替換為versions_with_info 。
  • versions_with_info ：元組列表，每個元組包含一個凍結版本的名稱和一個列表，其中包含此版本的 aidl_interface 導入的其他 aidl_interface 模塊的版本導入。 AIDL 接口 IFACE 的版本 V 的定義位於aidl_api/ IFACE / V 。該字段是Android 13引入的，不能直接在Android.bp中修改。通過調用*-update-api或*-freeze-api添加或更新該字段。此外，當用戶調用*-update-api或*-freeze-api時， versions字段會自動遷移到versions_with_info 。
  • stability ：此接口的穩定性承諾的可選標誌。目前僅支持"vintf" 。如果未設置，則對應於在此編譯上下文中具有穩定性的接口（因此此處加載的接口只能與一起編譯的東西一起使用，例如在 system.img 上）。如果將其設置為"vintf" ，則這對應於穩定性承諾：接口必須在使用期間保持穩定。
  • gen_trace ：用於打開或關閉跟踪的可選標誌。默認為false 。
  • host_supported ：可選標誌，當設置為true時，生成的庫可用於主機環境。
  • unstable ：用於標記此接口不需要穩定的可選標誌。設置為true時，構建系統既不會為接口創建 API 轉儲，也不會要求對其進行更新。
  • frozen ：可選標誌，當設置為true時表示該接口自上一版本接口以來沒有任何變化。這會啟用更多構建時檢查。當設置為false時，這意味著接口正在開發中並且有新的更改，因此運行foo-freeze-api將生成一個新版本並自動將值更改為true 。在 Android 14 中引入（AOSP 實驗性）。
  • backend.<type>.enabled ：這些標誌切換 AIDL 編譯器為其生成代碼的每個後端。目前支持四種後端：Java、C++、NDK 和 Rust。默認啟用 Java、C++ 和 NDK 後端。如果不需要這三個後端中的任何一個，則需要明確禁用它。默認情況下禁用 Rust。
  • backend.<type>.apex_available ：生成的存根庫可用於的 APEX 名稱列表。
  • backend.[cpp|java].gen_log ：可選標誌，用於控制是否生成附加代碼以收集有關事務的信息。
  • backend.[cpp|java].vndk.enabled ：使該接口成為 VNDK 一部分的可選標誌。默認為false 。
  • backend.java.sdk_version ：用於指定構建 Java 存根庫所針對的 SDK 版本的可選標誌。默認值為"system_current" 。當backend.java.platform_apis為真時不應設置此項。
  • backend.java.platform_apis ：當生成的庫需要針對平台 API 而不是 SDK 構建時，應設置為true的可選標誌。

對於版本和啟用的後端的每個組合，都會創建一個存根庫。特定後端如何引用特定版本的存根庫，參見模塊命名規則。

編寫 AIDL 文件

穩定 AIDL 中的接口類似於傳統接口，不同之處在於它們不允許使用非結構化的 parcelables（因為它們不穩定！）。穩定版 AIDL 的主要區別在於 parcelable 的定義方式。以前，parcelables 是預先聲明的；在穩定的 AIDL 中，parcelables 字段和變量是明確定義的。

// in a file like 'some/package/Thing.aidl'
package some.package;

parcelable SubThing {
    String a = "foo";
    int b;
}

boolean 、 char 、 float 、 double 、 byte 、 int 、 long和String當前支持（但不是必需的）默認值。在 Android 12 中，還支持用戶定義枚舉的默認值。如果未指定默認值，則使用類似 0 或空值。沒有默認值的枚舉被初始化為 0，即使沒有零枚舉器也是如此。

使用存根庫

將存根庫作為依賴項添加到模塊後，您可以將它們包含到文件中。以下是構建系統中存根庫的示例（ Android.mk也可用於遺留模塊定義）：

cc_... {
    name: ...,
    shared_libs: ["my-module-name-cpp"],
    ...
}
# or
java_... {
    name: ...,
    // can also be shared_libs if desire is to load a library and share
    // it among multiple users or if you only need access to constants
    static_libs: ["my-module-name-java"],
    ...
}
# or
rust_... {
    name: ...,
    rust_libs: ["my-module-name-rust"],
    ...
}

C++ 中的示例：

#include "some/package/IFoo.h"
#include "some/package/Thing.h"
...
    // use just like traditional AIDL

Java 中的示例：

import some.package.IFoo;
import some.package.Thing;
...
    // use just like traditional AIDL

Rust 中的示例：

use aidl_interface_name::aidl::some::package::{IFoo, Thing};
...
    // use just like traditional AIDL

版本控制接口

聲明一個名為foo的模塊還會在構建系統中創建一個目標，您可以使用它來管理模塊的 API。構建時， foo-freeze-api在api_dir或aidl_api/ name下添加一個新的 API 定義，具體取決於 Android 版本，並添加一個.hash文件，兩者都代表接口的新凍結版本。 foo-freeze-api還更新了versions_with_info屬性以反映該版本的附加版本和imports 。基本上， versions_with_info中的imports是從imports字段複製的。但是最新的穩定版本是在versions_with_info imports中為沒有明確版本的導入指定的。一旦指定了versions_with_info屬性，構建系統就會在凍結版本之間以及樹頂 (ToT) 和最新凍結版本之間運行兼容性檢查。

此外，您需要管理 ToT 版本的 API 定義。每當 API 更新時，運行foo-update-api來更新aidl_api/ name /current ，其中包含 ToT 版本的 API 定義。

為了保持接口的穩定性，所有者可以添加新的：

  • 接口結束的方法（或具有明確定義的新序列號的方法）
  • 元素到 parcelable 的末尾（需要為每個元素添加默認值）
  • 常數值
  • 在 Android 11 中，枚舉器
  • 在 Android 12 中，聯合體末尾的字段

不允許其他操作，也沒有其他人可以修改接口（否則他們可能會與所有者所做的更改發生衝突）。

要測試所有接口是否已凍結以供發布，您可以使用以下環境變量集進行構建：

  • AIDL_FROZEN_REL=true m ... - 構建需要凍結所有穩定的 AIDL 接口，這些接口沒有指定owner:字段。
  • AIDL_FROZEN_OWNERS="aosp test" - 構建要求所有穩定的 AIDL 接口與owner:指定為“aosp”或“test”的字段。

進口穩定性

為接口的凍結版本更新導入版本在穩定的 AIDL 層是向後兼容的。然而，更新這些需要更新所有使用舊版本接口的服務器和客戶端，並且一些應用程序在混合不同版本的類型時可能會混淆。通常，對於僅類型或通用包，這是安全的，因為需要已經編寫代碼來處理來自 IPC 事務的未知類型。

Android平台代碼android.hardware.graphics.common就是這種版本升級的最大例子。

使用版本化接口

接口方法

在運行時，當嘗試在舊服務器上調用新方法時，新客戶端會收到錯誤或異常，具體取決於後端。

  • cpp後端獲取::android::UNKNOWN_TRANSACTION 。
  • ndk後端獲取STATUS_UNKNOWN_TRANSACTION 。
  • java後端獲取android.os.RemoteException並顯示一條消息，說明 API 未實現。

有關處理此問題的策略，請參閱查詢版本和使用默認值。

包裹

當新字段添加到 parcelables 時，舊的客戶端和服務器會丟棄它們。當新客戶端和服務器收到舊的 parcelables 時，新字段的默認值會自動填寫。這意味著需要為 parcelable 中的所有新字段指定默認值。

客戶端不應該期望服務器使用新字段，除非他們知道服務器正在實現定義了字段的版本（請參閱查詢版本）。

枚舉和常量

同樣，客戶端和服務器應酌情拒絕或忽略無法識別的常量值和枚舉器，因為將來可能會添加更多。例如，服務器在收到它不知道的枚舉器時不應中止。它應該忽略它，或者返回一些東西，以便客戶端知道它在此實現中不受支持。

工會

如果接收方是舊的並且不知道該字段，則嘗試發送具有新字段的聯合會失敗。實現永遠不會看到與新字段的聯合。如果是單向事務，則忽略失敗；否則錯誤是BAD_VALUE （對於 C++ 或 NDK 後端）或IllegalArgumentException （對於 Java 後端）。如果客戶端將新字段的聯合集發送到舊服務器，或者舊客戶端從新服務器接收聯合，則會收到錯誤。

模塊命名規則

在 Android 11 中，對於啟用的版本和後端的每個組合，都會自動創建一個存根庫模塊。要引用特定的存根庫模塊進行鏈接，不要使用aidl_interface模塊的名稱，而是使用存根庫模塊的名稱，即ifacename - version - backend ，其中

  • ifacename ： aidl_interface模塊的名稱
  • version是
    • V version-number
    • V latest-frozen-version-number + 1樹尖（尚未凍結）版本
  • backend是
    • java用於 Java 後端，
    • 用於 C++ 後端的cpp ，
    • NDK 後端的ndk或ndk_platform 。前者是針對應用，後者是針對平台使用，
    • Rust 後端的rust 。

假設有一個名為foo的模塊，其最新版本為2 ，並且它同時支持 NDK 和 C++。在這種情況下，AIDL 生成這些模塊：

  • 基於版本 1
    • foo-V1-(java|cpp|ndk|ndk_platform|rust)
  • 基於版本 2（最新穩定版）
    • foo-V2-(java|cpp|ndk|ndk_platform|rust)
  • 基於 ToT 版本
    • foo-V3-(java|cpp|ndk|ndk_platform|rust)

與安卓11相比，

  • foo- backend ，指的是最新的穩定版本變成foo- V2 - backend
  • foo-unstable- backend ，指的是 ToT 版本變成foo- V3 - backend

輸出文件名始終與模塊名相同。

  • 基於版本 1： foo-V1-(cpp|ndk|ndk_platform|rust).so
  • 基於版本 2： foo-V2-(cpp|ndk|ndk_platform|rust).so
  • 基於 ToT 版本： foo-V3-(cpp|ndk|ndk_platform|rust).so

請注意，AIDL 編譯器不會為穩定的 AIDL 接口創建unstable版本模塊或非版本模塊。從 Android 12 開始，從穩定的 AIDL 接口生成的模塊名稱始終包含其版本。

新的元接口方法

Android 10 為穩定的 AIDL 添加了幾個元接口方法。

查詢遠程對象的接口版本

客戶端可以查詢遠程對象正在實現的接口的版本和散列，並將返回值與客戶端正在使用的接口的值進行比較。

cpp後端示例：

sp<IFoo> foo = ... // the remote object
int32_t my_ver = IFoo::VERSION;
int32_t remote_ver = foo->getInterfaceVersion();
if (remote_ver < my_ver) {
  // the remote side is using an older interface
}

std::string my_hash = IFoo::HASH;
std::string remote_hash = foo->getInterfaceHash();

ndk （和ndk_platform ）後端示例：

IFoo* foo = ... // the remote object
int32_t my_ver = IFoo::version;
int32_t remote_ver = 0;
if (foo->getInterfaceVersion(&remote_ver).isOk() && remote_ver < my_ver) {
  // the remote side is using an older interface
}

std::string my_hash = IFoo::hash;
std::string remote_hash;
foo->getInterfaceHash(&remote_hash);

java後端示例：

IFoo foo = ... // the remote object
int myVer = IFoo.VERSION;
int remoteVer = foo.getInterfaceVersion();
if (remoteVer < myVer) {
  // the remote side is using an older interface
}

String myHash = IFoo.HASH;
String remoteHash = foo.getInterfaceHash();

對於 Java 語言，遠程端必須實現getInterfaceVersion()和getInterfaceHash()如下（使用super而不是IFoo以避免複製/粘貼錯誤。可能需要註釋@SuppressWarnings("static")來禁用警告，具體取決於javac配置）：

class MyFoo extends IFoo.Stub {
    @Override
    public final int getInterfaceVersion() { return super.VERSION; }

    @Override
    public final String getInterfaceHash() { return super.HASH; }
}

這是因為生成的類（ IFoo 、 IFoo.Stub等）在客戶端和服務器之間共享（例如，這些類可以在引導類路徑中）。共享類時，服務器也會鏈接到最新版本的類，即使它可能是使用舊版本的接口構建的。如果這個元接口在共享類中實現，它總是返回最新版本。然而，通過實現上述方法，接口的版本號被嵌入到服務器的代碼中（因為IFoo.VERSION是一個static final int ，在引用時被內聯）因此該方法可以返回服務器構建的確切版本和。

處理舊界面

有可能客戶端使用較新版本的 AIDL 接口進行了更新，但服務器使用的是舊的 AIDL 接口。在這種情況下，在舊接口上調用方法會返回UNKNOWN_TRANSACTION 。

有了穩定的 AIDL，客戶就有了更多的控制權。在客戶端，您可以為 AIDL 接口設置默認實現。只有在遠程端未實現該方法時才會調用默認實現中的方法（因為它是使用較舊版本的接口構建的）。由於默認值是全局設置的，因此不應從潛在的共享上下文中使用它們。

Android 13 及更高版本中的 C++ 示例：

class MyDefault : public IFooDefault {
  Status anAddedMethod(...) {
   // do something default
  }
};

// once per an interface in a process
IFoo::setDefaultImpl(::android::sp<MyDefault>::make());

foo->anAddedMethod(...); // MyDefault::anAddedMethod() will be called if the
                         // remote side is not implementing it

Java 中的示例：

IFoo.Stub.setDefaultImpl(new IFoo.Default() {
    @Override
    public xxx anAddedMethod(...)  throws RemoteException {
        // do something default
    }
}); // once per an interface in a process


foo.anAddedMethod(...);

您不需要在 AIDL 接口中提供所有方法的默認實現。保證在遠程端實現的方法（因為您確定遠程是在方法在 AIDL 接口描述中時構建的）不需要在默認的impl類中被覆蓋。

將現有的 AIDL 轉換為結構化/穩定的 AIDL

如果您有現有的 AIDL 接口和使用它的代碼，請使用以下步驟將該接口轉換為穩定的 AIDL 接口。

  1. 確定接口的所有依賴項。對於接口所依賴的每個包，確定包是否在穩定的 AIDL 中定義。如果未定義，則必須轉換包。

  2. 將界面中的所有 parcelables 轉換為穩定的 parcelables（界面文件本身可以保持不變）。通過直接在 AIDL 文件中表達它們的結構來做到這一點。必須重寫管理類才能使用這些新類型。這可以在您創建aidl_interface包之前完成（如下）。

  3. 創建一個aidl_interface包（如上所述），其中包含您的模塊名稱、其依賴項以及您需要的任何其他信息。為了使其穩定（不僅僅是結構化），它還需要進行版本控制。有關詳細信息，請參閱版本控制接口。