Android开发艺术探索 第二章IPC机制
- Linux中IPC通信方式？
答：命名管道，共享内存，信号量（具体再细看） - Android中的IPC通信方式？
答：从宏观分的话有两种：Binder和Socket
细分的话：
从四大组件来说有4种：Activity：Intent；Service：Binder（AIDL）；Receive：broadcast；ContentProvider：content provider
从表现形式方面有6种：1.Bundle 2.文件共享 3.使用Message 4.使用AIDL 5.使用ContentProvider 6.使用Socket - Android为什么要采用多进程？
答：
① 一个应用因为某些原因自身需要采用多进程实现：
<1>某些模块由于特殊原因要运行在单独进程中（举例：某一模块activity配置android:process为共有进程）
、<2>为了加大一个应用可以使用的内存
② 当前应用需要向其他应用获取数据 - Android如何运行多进程模式？
答：在四大组件中指定 android：process属性（出JNI外只有这一种）【默认的进程名是包名】 - android：process两种命名方式（“：”和完整命名）的区别？
答：
以“：”开头的进程： 属于当前进程的私有进程，其他进程的组件不能和他跑在同一进程中
完整命名的进程： 其他应用可以通过ShareUID方式和他跑在用一个进程中 - Android系统会给每一个应用分配一个UID，只有具有相同UID的应用才能共享数据
- 两个应用通过shareUID跑在同一进程的要求：ShareUID相同且签名也相同
- Android为每个应用分配一个独立的虚拟机，不同的虚拟机中访问同一个对象会产生多份副本
- 多进程带来的主要影响：所有运行在不同进程中的四大组件，只要他们通过内存共享数据，都会共享失败
- 使用多进程会出现的问题：
（1）静态成员和单例模式完全失效
（2）线程同步机制完全失效
（3）SharedPreferences的可靠性下降（不支持两个进程同时执行读/写操作）
（4）会多次常见Application - 一个应用中多进程的实质：相当于两个不同的应用采用了SharedUID的模式
- Serializable接口和Parcelable接口的异同？
答：
（1）Serializable接口是Java提供的，Parcelable接口是Android提供的序列化方式
（2）Serializable接口使用简单但是开销较大，存在大量I/O操作，Parcelable开销小，主要用在内存序列化上
（3）通过Parcelable将对象序列化到存储设备中或者对象序列化后通过网络传输也可以，但实现上比较复杂（怎么复杂？？），推荐用Serializable - Serializable中serialVersionUID有什么作用？
答：serialVersionUID是用来标识序列化对象能否进行反序列化。 当对象被序列化后，会存储对象的UID，反序列化时只有UID相同才可以反序列化成功，否则会报错
注：手动确定serialVersionUID有以下优点：当序列化对象增加或删除属性时，仍然可以保证反序列化成功。但如果类结构发生改变（修改了类名或者修改了成员变量的类型），则序列化失败
注：①静态成员变量属于类不属于对象，所以不会参与序列化过程 ②用transient关键字标记的成员变量不参与序列化过程 - Binder的定义
答：从IPC角度来说：Binder是Android中一种跨进程的通信方式
从Android Framework角度来说：Binder是ServiceManaget连接各种Manager和相应ManagerService的桥梁
从应用层角度来说：Binder是客户端和服务器端通信的媒介 - AIDL与普通Java接口文件的特殊之处：当AIDL需要用到类对象时，类需要实现Parcelable接口，并且类文件和I***Manager在相同包中时，仍然要导入类
- AIDL生成Java文件中主要方法的作用：
（1）asInterface：客户端调用，用于将服务器端的Binder对象转化成客户端所需的AIDL接口类型的对象。这一方法是区分进程的，如果客户端和服务端位于同一进程，则直接返回Stub对象本身，如果不在同一进程，则返回的是系统封装后的Stub.proxy对象
（2）asBinder：返回当前的Binder对象
（3）onTransact：在服务器端调用。①客户端发起请求时，远程请求会通过系统底层封装后交给此方法执行；②该方法通过传入的code确定应该执行哪一个方法，然后从data中取出客户端的请求参数；③然后执行目标方法；④执行完毕后将结果写入reply中返回
（4）Proxy#方法：在客户端调用。①将方法参数写入到_data中；②然后调用IBinder.transact方法，发起RPC（远程过程调用）；③接着将当前线程挂起；④RPC结束返回后，将结果从reply中取出 - 跨进程通信注意的要点：
（1）客户端发起RPC请求后会一直挂起直至服务器端进程返回数据，因此不能运行在UI线程中
（2）由于服务器端的Binder方法运行在线程池中，所以Binder方法不管是否耗时都应该采用同步方法实现 - RPC过程中Binder异常终止怎么办？
答：Binder中提供了linkToDeath和unlinkToDeath方法，通过linkToDeath可以给Binder设置一个死亡代理，当服务器端Binder发生异常中断时，会收到通知，这是可以重新发送请求而恢复连接 - 重点：Android中IPC方式：
答： - 使用Bundle
Intent中设置Action，添加Bundle进行通信
注意点：如果A进程进行计算，计算结果传给B进程，但Bundle不支持结果类型怎么办？
答：将在A进程进行的计算转移到B进程中的一个Service中进行，这样可以成功避免进程间通信问题 - 使用文件共享
注意点：（1）文件共享下IPC会出现什么问题？
答：并发读写问题。如果并发读写，那么我们读出的数据就可能不是最新的。所以文件共享进行IPC通信只能在并发度不高的进程之间通信。
（2）SharedPreferences是一个特例，他采用XML形式，存储键值对。但系统对读写有一定的缓存策略，即在内存中有一份SharedPreferences文件的缓存，这样多进程读写就会很不可靠，因此一般不采用 - 使用Message
Message是一种轻量级的IPC解决方案（他只能传递“消息”，不能调用方法），底层是用AIDL实现的。不考虑线程同步的问题，因为他一次只处理一个请求。
实现方法：
3.1 服务端进程
①在服务端创建一个Service来处理客户端的连接请求
②创建一个Handler并通过它来创建一个Messenger对象
③在Service的onBind中返回这个Messenger对象底层的Binder即可
3.2 客户端进程
①绑定服务端的Service
②用服务端返回的IBinder对象创建一个Messenger（可以用来发送消息，对象为Message）---单向传递
③如果需要服务端能回应客户端，即客户端可以接收消息，需要在客户端创建Handler并新建一个Messenger，把这个Messenger对象通过Message的replyTo参数传递给服务端
④客户端的Handler对Message对出动作
注意：
（1）Message中只能传递基础数据类型和系统规定实现Parcelable接口的对象，自定义对象不能通过它传递，所以Message常常和Bundle一起使用
（2）使用Message进行AIDL通信的缺点？
答：1）Message是以串行的方式处理客户端发来的消息的，如果有大量的并发消息，仍然只能一个一个处理，效率很低；
2）Message主要是用来传递消息的，有时后我们需要调用服务端的方法，这种方式就不适用，可以采用AIDL方式 - 使用AIDL（重！）
Android Interface Design Language
实现方法：
4.1 服务端
①创建一个Service监听连接请求
②创建AIDL文件
③用Service实现这个文件即可
4.2 客户端
①绑定服务端的Service
②将返回的Binder对象转化为AIDL接口所属的类型
注意：
（1）AIDL文件用到了自定以的Parcelable对象，必须新建一个和它同名的AIDL文件，并在其中声明他为Parcelable类型
（2）AIDL自定义的Parcelable对象必须把java文件和定义的AIDL文件显式的import进来
（3）AIDL中除了基本数据类型，其它类型的参数必须标上方向：in out 或者 inout
（4）AIDL和传统接口的区别是什么？
答：AIDL接口中只支持方法，不支持申明静态常量
（5）为什么客户端的AIDL包要和服务端一致？
答：因为客户端需要发序列化服务端中和接口相关的类，如果类的完整路径不一致的话就无法完成反序列化
（6）AIDL中需要实现线程同步，实现的方法？
答：CopyOnWriteArrayList<同步对象>实现自动的线程同步---引出：Android中实现线程同步的方式？
（7）由于AIDL调用产生的ANR问题
答：客户端在调用服务端的方法时，可能因为服务端的方法需要很久才能完成（>5s），此时会产生ANR问题（同步调用？）---引出Android中ANR的产生场景及解决*
（8）AIDL中的难点：
难点1：客户端每次要调用服务端方法，如果需求比较大，频繁的调用会极大损耗性能，这时候可以考虑实现观察者模式。当客户端关注的数据发生变化时，服务端通知给客户端，客户端再进行业务处理。比如：每个客户端的请求listener传递给服务端，服务端用一个list保存，当数据变化时进行依次通知，客户端再用listener进行回调处理。这里要注意两点：
①服务端回调客户端listener的方法，但这个方法的实现是在客户端的Binder线程池中执行的，因此，为了便于UI操作，我们需要有一个Handler可以切换到主线程中执行
②Binder进行对象传输实际上是通过序列化和反序列化进行，也就是Binder会把客户端传递过来的对象重新转化并生成一个新的对象。虽然在客户端注册和解注册使用的是同一个对象，但因为是两次传输，所以解注册与注册时的对象不一致，这就使得listener解注册时对象为空，这时候就可以使用RemoteCallbackList
难点2：跨进程实现解注册的方法是什么？
答：使用RemoteCallbackList ----引出RemoteVIew RemoteCallbackList通过查看源码，底层是通过Map存储的，key是IBinder类型，value是Callback类型。原理就是虽然客户端每次传输对象都会不一致，但传输使用的Binder是一样的，RemoteCallbackList通过将Callback与Binder对应起来，就可以保证对象的一致性
（2）RemoteCallback的优点是什么？
答：①当客户端解注册的时候，只要遍历服务端所有的listener，找出和解注册具有相同的Binder对象的Listener，删掉即可
②客户端进程终止后，能自动移除客户端注册的listener
③RemoteCallbackList内部自动实现了线程同步的功能，进行注册和解注册时，不用做额外的线程同步工作
RemoteCallbackList注意点：在使用时候，一定要begBroadcast和finishBroadcast配对使用
（3）为什么有Binder线程池还会产生ANR问题？
答：以客户端举例，客户端调用服务端方法，这个方法是运行在Binder线程中的，但是客户端绑定服务端的方法却运行在主线程中，所以会发生ANR问题；同时由于服务端的方法本身就运行在服务端的Binder线程中，所以服务端方法本身就可以执行大量耗时操作，这时候切记不要在服务端方法中开线程去进行异步任务（后果？？）；还有，由于服务端调用客户端方法，运行在客户端的Binder线程中，所以不能用它去访问UI相关内容，解决方法是用Handler切换到UI线程
（4）Binder意外死亡的解决办法？
答：①给Binder设置死亡监听，在binderDied方法中重连
②在onServiceDisconnected中重连远程服务
区别：binderDied在客户端的Binder线程池中被回调，onServiceDisconnected在客户端UI线程中回调
难点3：AIDL如何进行权限认证？
答：①在onBind中进行认证，验证不通过直接返回null（可用申明permission等方法），无法建立连接
②在服务端的onTransact方法，验证不同过返回false - 使用ContentProvider
ContentProvide是Android提供的专门用来进行不同应用间数据共享的方式，他底层同样是通过Binder实现的
难点：CRUD操作，放置SQL注入和权限控制【后面再整理】
（1）如何实现一个自定义的ContentProvider？
答：继承ContentProvider类实现6个抽象方法即可，分别为onCreat，query，update，insert，delete，getType
（2）ContentProvider的CRUD是否需要开启多线程？
答：不需要，除了onCreat运行在UI线程中，其他所有方法都运行在Binder线程池中
（3）外部应用如何访问ContentProvider？
答：android：authorities是CP的唯一标识，通过这个访问
（4）重：CRUD操作由getContentResolver.query（uri，****）实现
（5）如何区分client请求访问不同的数据表
答：UriMatcher的addURI方法可以将Uri和Uri_Code关联到一起，客户端访问时通过取出Uri_Code进行匹配
（6）query，inset等CRUD操作存在多进程并发访问，因此要做好线程同步（怎么做？？）
（7）一个SQLiteDatabase内部对数据库的操作有同步处理，但多个SQLiteDatabase之间无法同步 - 使用Socket
Socket也称为套接字，分为流式套接字和用户数据报套接字两种，分别对应网络传输层中的TCP和UDP协议-----引出TCP和UDP的区别，为什么TCP三次握手，四次挥手等等
具体实现：
服务端：
（1）创建Service，然后在线程中建立TCP服务（ServerSocket），并监听相应的接口，等待客户端连接请求
（2）当客户端连接时，会生成一个新的Socket（serverSocket.accept( )）对象，服务端就可以用这个对象与客户端进行数据传输
（3）如果客户端断开连接时（这里使用客户端输入流是否为空进行判断的），服务端关闭相应的Socket并结束线程
客户端：
（1）客户端开启一个线程通过Socket发出连接请求（必要时候可以进行超时重传处理，while（socket==null））
（2）客户端读取服务端消息
（3）关闭Socket
注意点：
（1）不能在主线程中访问网络，这会导致程序无法在Android4.0及以上的设备中运行 - 在实际业务中，如果多个业务模块都要使用AIDL服务，如何解决？
答：一般来说，业务模块使用AIDL服务可以通过新建Service进行连接，但需要的业务模块很多时，肯定不可能新建那么多Sercice，这时候就要引入Binder线程池：每个业务模块建立自己的AIDL接口，但服务端只需要建立一个Service，它提供一个queryBinder接口，他能根据业务模块的特征返回相应的Binder对象给他们，这样客户端就可以用所需的Binder对象进行远程方法的调用。Binder连接池的主要作用就是将每个业务模块的Binder请求统一转发到远程Service中执行，避免重复创建Service的过程（单例实现）* - 在Android开发中提高开发效率的方法？
答：使用Binder连接池，避免了Service的反复建立，同时使AIDL统一管理【也可以说提高了性能，性能优化等等】 - 多种IPC通信方式的比较 P.121表格
Effective Java
第一条：考虑用静态工厂方法代替构造器
- 使用静态工厂方法代替构造器的好处：
（1）有名称。更易阅读
（2）不必每次调用的时候都创建一个新对象，可以将构建好的实例缓存起来，重复利用。如果程序经常请求创建相同的对象，这项技术可以大幅度提高性能。
（3）可以返回原返回类型的任何子类型对象（？？？）
（4）在构建参数化类型实例时，使代码更加简洁（类型推导） - 缺点：
（1）类如果不含公有的或者受保护的构造器，就不能被子类化
（2）与其他静态方法没什么差别
第二条：遇到多个构造器参数时要考虑用构建器
- 静态工厂和构造器都不能很好的扩展到大量的可选参数
- 当一个类中有大量的可选参数时（其中有必须域和可选域），应该如何构造？
答：
（1）使用重叠构造----【难以阅读，属性和传入的参数不能很明确的进行匹配】
（2）进阶：使用JavaBean构造器----【JavaBean可能处于不一致的状态】
Ps：对JavaBean可能处于不一致的状态的理解：JavaBean因为需要无参构造方法，所以成员变量不能是final类型。所以当判断两个JavaBean相同后，其中一个JavaBean可能改变属性，两个JavaBean从而发生错误和混乱。所以引出JavaBeans模式阻止了把类做成不可变的可能，就是因为不能使用final
（3）再进阶：使用Builder模式----【①所有必要域调用构造器得到builder对象；②builder调用方法设置其他属性（返回值是Builder实现重复调用 . . .）；③调用无参build方法生成不可变对象（对象属性都是final类型）】
3.Builder模式的不足：①为了创建对象，必须先创建它的构建器；②比较冗长，只在很多参数的时候才使用【引出Rxjava？】
总而言之：如果类的构造器或者静态工程中具有多个参数，设计这种类时，Builder模式就是种不错的选择
问题：
- IInterface接口探究？为什么在Binder中传输的接口都需要继承它？
答：IInerface中实现了asBinder方法，这个方法可以根据当前调用情况返回代理（Proxy）的Binder对象，没有继承它就不能进行使用到Binder的IPC服务。（这个方法要区分asInterface，asInterface是根据asBinder的结果来决定是返回代理还是真正的Binder对象） - 线程同步方法是什么？该如何实现？
答：线程同步：当使用多个线程来访问同一个数据时，非常容易出现线程安全问题(比如多个线程都在操作同一数据导致数据不一致),所以我们用同步机制来解决这些问题。
方法：
（1）同步代码块：
synchronized(同一个数据){} 同一个数据：就是N条线程同时访问一个数据。
（2）同步方法：
public synchronized 数据返回类型 方法名(){}
同步方法的同步监视器是 this也就是该对象的本身（这里指的对象本身有点含糊，其实就是调用该同步方法的对象）通过使用同步方法，可非常方便的将某类变成线程安全的类，具有如下特征：
1，该类的对象可以被多个线程安全的访问。
2，每个线程调用该对象的任意方法之后，都将得到正确的结果。
3，每个线程调用该对象的任意方法之后，该对象状态依然保持合理状态。
注：synchronized关键字可以修饰方法，也可以修饰代码块，但不能修饰构造器，属性等。
线程通讯：
当使用synchronized 来修饰某个共享资源时(分同步代码块和同步方法两种情况）,当某个线程获得共享资源的锁后就可以执行相应的代码段，直到该线程运行完该代码段后才释放对该共享资源的锁，让其他线程有机会执行对该共享资源的修改。当某个线程占有某个共享资源的锁时，如果另外一个线程也想获得这把锁运行就需要使用wait() 和notify()/notifyAll()方法来进行线程通讯了。
wait()方法
wait方法导致当前线程等待，直到其他线程调用同步监视器的notify方法或notifyAll方法来唤醒该线程。
notify()方法
唤醒在同步监视器上等待的单个线程，如果所有线程都在同步监视器上等待，则会选择唤醒其中一个线程，选择是任意性的，只有当前线程放弃对该同步监视器的锁定后，也就是使用wait方法后，才可以执行被唤醒的线程。
notifyAll()方法
唤醒在同步监视器上等待的所有的线程。只用当前线程放弃对该同步监视器的锁定后，才可以执行被唤醒的线程。
线程的同步：
原子操作：由一组相关的操作完成，这些操作可能会操纵与其它的线程共享的资源，为了保证得到正确的运算结果，一个线程在执行原子操作其间，应该采取其他的措施使得其他的线程不能操纵共享资源。
同步代码块：为了保证每个线程能够正常执行原子操作，Java引入了同步机制，具体的做法是在代表原子操作的程序代码前加上synchronized标记，这样的代码被称为同步代码块。
同步锁：每个JAVA对象都有且只有一个同步锁，在任何时刻，最多只允许一个线程拥有这把锁。
**死锁 **
当一个线程等待由另一个线程持有的锁，而后者正在等待已被第一个线程持有的锁时，就会发生死锁。JVM不监测也不试图避免这种情况，因此保证不发生死锁就成了程序员的责任。
如何避免死锁
一个通用的经验法则是：当几个线程都要访问共享资源A、B、C时，保证每个线程都按照同样的顺序去访问他们。 - 使用静态工厂方法代替构造器，可以返回原返回类型的任何子类型对象
问题： - Handler是什么？
答：Handler是Android消息机制的上层接口，通过它可以轻松地将一个任务切换到Handler所在的线程中去执行 - Messenger和Binder、Handler的关系？
答：Messenger是Binder（AIDL）的封装，通过Messenger.getBinder( )方法可以返回Binder对象
Messenger的构造方法中，参数可以是Binder和Handler类型 - IBinder和Binder的区别？
答：IBinder是接口 Binder是它的实现类 - 客户端会产生ANR问题，服务端会不会产生？（会） 为什么有Binder线程池还会产生ANR？（因为客户端的绑定方法在主线程中，执行方法在Binder线程中）
- TCP和UDP区别
答：
1。TCP是面向链接的，TCP的三次握手在很大程度上保证了连接的可靠性；而UDP不是面向连接的，UDP传送数据前并不与对方建立连接，对接收到的数据也不发送确认信号，发送端不知道数据是否会正确接收，当然也不用重发，所以说UDP是无连接的、不可靠的一种数据传输协议。
2。也正由于1所说的特点，使得UDP的开销更小数据传输速率更高，因为不必进行收发数据的确认，所以UDP的实时性更好。