第三方App与Termux命令建立IO通道
前言
继上一篇 Android 调用 Termux 执行命令，执行命令的问题基本解决，但是 bash、awk、clangd 这类命令可以从标准输入读取信息并维持运行，Termux 第三方调用缺乏有效支持。而 RunCommandService 可以允许命令后台运行，然后我们以某种方式取得该后台程序的标准输入/输出，便可以实现前后端的持续通信。
一、Android 进程间通信（IPC）
进程间通信（In-Process Communication, IPC）主要实现多进程间的数据通信问题。比如一个 UI 程序后台调用一个 CLI 程序执行某功能，每个程序会启动一个进程，UI 进程给 CLI 进程发送输入数据，CLI 进程接收后返回处理结果给 UI 进程。
Android 实现跨进程通信有多种方式，其各有优缺点：
文件：直接在设备上创建文件实现数据通信。原理简单，操作方便，但是效率低。
Binder：结构上 Binder 是一个虚拟的设备驱动（/dev/binder），连接 Service 进程、Client 进程和 Service Manager 进程。其数据只在内核空间与用户空间复制一次，效率较高，但是限制 1M 数据。另外，基于 Binder 的方法有 AIDL、ContentProvider、Messenger 等。
SharedMemory：共享内存在 Android SDK 27 引入，允许开辟一块共享内存空间用于进程间的数据交互。SharedMemory 配合 AIDL/Binder 使用，可以破除 1M 的限制，传输大文件。但是注意直接对内存进行操作，使用完毕需要手动销毁。
Unix Domain Socket：又叫 Local Domain Socket，本地套接字是 Linux 内核提供的功能，数据经过内核，实现本地进程间通信。其效率高，但是 Android 9+ 限制用户 App 间使用 UDS 通信。
Socket：套接字本质上是网络通信，采用 TCP 或 UDP 协议，主要用于网络通信（因此需要网络权限）。其中 TCP 协议较复杂，用于建立稳定的通信；UDP 则速度快而不安全。
受安卓不同应用之间的权限限制，支持进程间字节数据 IO 通信的方案较少，本次采用 Socket 实现。
二、Netcat 网络瑞士军刀
Netcat 是一个小巧强大的网络工具，用于网络监听测试等。Netcat 可建立网络通信，支持 TCP/UDP/Unix 协议。在 Termux 端使用 Netcat 建立套接字通信，并将 stdin/stdout 重定向到一个子进程，如此实现通信。
通过以下方式建立 TCP 通信。服务器端：
nc -l -s 127.0.0.1 -p 1234
客户端：
nc 127.0.0.1 1234
此时在客户端输入的内容可传至服务器端，而服务器端输入的内容可传回客户端，二者间实现通信。
另外，使用 Netcat 可以方便反弹 shell 程序。下面是服务器端命令：
nc -l -s 127.0.0.1 -p 1234 bash
用客户端登录到 127.0.0.1:1234，建立连接后，服务端会启动 bash 程序，并接收来自客户端的标准输入，将标准输出发送给客户端。
三、第三方 App 与 Termux 建立 TCP/Socket 通信
通过 RunCommandService 调用 Termux 执行 nc 命令反弹某个程序，然后通过 java.net.Socket 建立 Socket 连接，取得 Socket 的 IO 流，即可实现进程间通信。
调用 Termux。注意，Termux 可使用三个版本的 Netcat：安卓自带的 /system/bin/nc 和 Termux 仓库的 OpenBSD 版、BusyBox 版 Netcat。安卓自带版 Netcat 随 ToyBox 在 Android Marshmallow 被引入，支持反弹 shell；BusyBox 版也支持，只不过命令格式有所不同；而 OpenBSD 版不支持。另外，OpenBSD 版支持抽象命名空间 UDS。所以我们使用 /system/bin/nc。
intent.setClassName("com.termux", "com.termux.app.RunCommandService");
intent.setAction("com.termux.RUN_COMMAND");
intent.putExtra("com.termux.RUN_COMMAND_PATH", "/system/bin/nc");
intent.putExtra("com.termux.RUN_COMMAND_ARGUMENTS", new String[]{"-l", "-s", "127.0.0.1", "-p", "1234", "bash"});
intent.putExtra("com.termux.RUN_COMMAND_WORKDIR", "/data/data/com.termux/files/home");
intent.putExtra("com.termux.RUN_COMMAND_BACKGROUND", true);
intent.putExtra("com.termux.RUN_COMMAND_SESSION_ACTION", "0");
startService(intent);
建立 Socket 连接：
Socket mSocket;
InputStream mInput;
OutputStream mOutput;
public void connect() {
mSocket = new Socket();
new Thread(){
public run() {
try {
sk.connect(new InetSocketAddress("127.0.0.1", 1234));
mInput = sk.getInputStream();
// 写入命令/发出数据
mOutput = sk.getOutputStream();
mOutput.write("ls\n");
mOutput.flush();
// 读取结果
Thread.sleep(200L);
int l = mInput.avaliable();
byte[] bs = new byte[l];
mInput.read(bs);
System.out.println(new String(bs));
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}.start();
}
四、应用：调用 LSP 语言服务器
语言服务器协议（Language Server Protocol, LSP）是微软推出的一个基于 JSONRPC 的数据协议，为语言服务器与客户端提供一种标准通信协议，使不同编辑器可以将 IDE 相关功能独立出来，由语言服务器提供。
Termux 的软件仓库里正好有 clangd 和 ccls 两个 C/C++ 的 LSP 服务器端。笔者测试 ccls 时遇到 BUG，故选用 clangd 测试。
安装 clangd：
apt install clangd
注意：2024年7月初笔者发现 Termux 仓库已临时移除 clangd 包，后发现 clangd 命令被包含在 clang 软件包中。
用 nc 反弹 clangd：
/system/bin/nc -l -s 127.0.0.1 -p 48455 clangd
Android 客户端建立 Socket IO 通信：
Socket sk = new Socket(new InetAddress("127.0.0.1", 48455));
注意，安卓中 Socket 的 IO 流不允许在 UI 主线程进行操作，需要另起线程，以免阻塞主线程引起卡顿。
读取线程：
new Thread() {
public void run() {
InputStream mIn = sk.getInputStream();
final int L = 1024;
byte[] buf = new byte[L];
while (mIn.read(buf, 0, 16)!=-1) {
if (new String(buf, 0, 16).equals("Content-Length: ")) {
// read int c
// skip \r\n\r\n
// read c bytes
}
}
}
}.start();
写入线程：
Thread td = new Thread() {
public void run() {
try {
OutputStream mOut = sk.getOutputStream();
byte[] s="{\"jsonrpc\":\"2.0\",\"id\":0,\"method\":\"initialize\",\"params\":{}}".getBytes(StandardCharsets.UTF_8);
mOut.write(("Content-Length: "+s.length+"\r\n\r\n").getBytes());
mOut.write(s);
mOut.flush();
} catch (IOException ioe) {
ioe.printStackTrace();
}
}
};
td.start();
td.join(); // 阻塞写入线程，避免同时写入
笔者的开源项目：TermuC - github.com/RainbowC0
