androidhidl详解

一、什么是androidhidl

Android硬件抽象层（HAL）提供了一种用于将硬件外设（如传感器、GPS、摄像头等）的逻辑实现抽象出来的机制。但由于JNI的局限性，HAL的开发有一定的困难。Android-HIDL（Hardware Interface Definition Language），即Android硬件接口定义语言，是一种跨语言（C++、Java、Rust等）标准化方法，它可以简化HAL的开发，并提高了系统运行效率。

二、为什么要使用androidhidl

使用Android-HIDL可以使HAL开发更加便捷，从而提高生产力。使用Android-HIDL还可以改善系统运行效率，可以发现比使用JNI更快。此外，使用Android-HIDL还可以使不同语言之间的代码互通，促进跨语言编程。

三、Android-HIDL的使用场景

Android-HIDL的主要使用场景是设备外设的开发，如传感器、GPS、摄像头、蓝牙等等。除此之外，使用Android-HIDL也可以简化Android系统编写过程，使得代码的可读性和可维护性得到提高。

四、Android-HIDL代码示例

// Example.hidl
package example.v1_0;

interface IExample {
    enum ValueType {
        INT32,
        INT64,
        STRING,
    };

    struct ComplexType {
        ValueType type;
        union {
            int32_t intValue;
            int64_t longValue;
            hidl_string stringValue;
        }
    };

    int32_t getVersion();
    bool setValue(in ComplexType type);
    ComplexType getValue();
}

// Example.cpp
#include "Example.h"

using example::v1_0::IExample;
using example::v1_0::ComplexType;
using example::v1_0::ValueType;

struct Example : public IExample {
    Example() {}

    int32_t getVersion() override {
        return 1;
    }

    bool setValue(in ComplexType type) override {
        // Process the input ComplexType value.
        return true;
    }

    ComplexType getValue() override {
        ComplexType value;
        value.type = ValueType::INT32;
        value.intValue = 42;
        return value;
    }
};

int main() {
    sp example = new Example();
    ALOGI("The example version is %d", example->getVersion());
    ComplexType value;
    value.type = ValueType::INT32;
    value.intValue = 10;
    example->setValue(value);
    ComplexType result = example->getValue();
    ALOGI("The result value is %d", result.intValue);
    return 0;
}

五、如何使用Android-HIDL

使用Android-HIDL可以分为三个步骤：定义HAL接口、实现服务端代码、实现客户端代码。

第一步：定义HAL接口

// Example.hidl
package example.v1_0;

interface IExample {
    enum ValueType {
        INT32,
        INT64,
        STRING,
    };

    struct ComplexType {
        ValueType type;
        union {
            int32_t intValue;
            int64_t longValue;
            hidl_string stringValue;
        }
    };

    int32_t getVersion();
    bool setValue(in ComplexType type);
    ComplexType getValue();
}

定义HAL接口使用HIDL语言开发，例如example为包名，v1_0表示版本号，IExample为接口名。在接口内定义复杂类型和相关方法。

第二步：实现服务端代码

// Example.cpp
#include "Example.h"

using example::v1_0::IExample;
using example::v1_0::ComplexType;
using example::v1_0::ValueType;

struct Example : public IExample {
    Example() {}

    int32_t getVersion() override {
        return 1;
    }

    bool setValue(in ComplexType type) override {
        // Process the input ComplexType value.
        return true;
    }

    ComplexType getValue() override {
        ComplexType value;
        value.type = ValueType::INT32;
        value.intValue = 42;
        return value;
    }
};

实现服务端代码需要在宿主机系统（linux）上编写。在实现代码中需要指定相应的HIDL版本号和接口名。实现代码中需要继承接口，并且实现相关方法。通过IPC机制，与客户端交互。

第三步：实现客户端代码

// ExampleClient.cpp
#include 
#include 
#include "Example.h"

using android::hardware::defaultServiceManager;
using android::hardware::hidl_string;
using android::hardware::Return;
using android::hardware::Void;
using example::v1_0::IExample;
using example::v1_0::ComplexType;
using example::v1_0::ValueType;
using android::hidl::manager::V1_0::IServiceManager;
using android::hidl::manager::V1_0::IServiceNotification;

int main() {
    sp example = IExample::getService();
    if (example == nullptr) {
        ALOGE("Cannot find IExample service.");
        return -1;
    }
    ALOGI("The example version is %d", example->getVersion());
    ComplexType value;
    value.type = ValueType::INT32;
    value.intValue = 10;
    example->setValue(value);
    ComplexType result = example->getValue();
    ALOGI("The result value is %d", result.intValue);
    return 0;
}

实现客户端代码需要在Android设备上编写（C++、Java、Rust等都可以，只要遵循HIDL规范即可）。客户端代码中需要引入HIDL历程生成的头文件和IServiceManager.h、IServiceNotification.h文件。客户端代码中需要通过defaultServiceManager方法获取服务端IExample服务，之后就可以调用相关的方法。这里需要注意，服务端和客户端可能运行在不同的Android进程上，所以必须通过IPC通信机制，在HAL服务端和客户端之间传输数据。