Android开发艺术探索-第二章-IPC机制

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date: 2015-12-28
title: Android开发艺术探索-第二章-IPC机制
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tags: [Activity,Android]
category: Android
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2.1 Android IPC

Android常用进程间通信

1. Binder
2. Socket
3. ContentProvider
4. 文件共享(SharePreference/普通文件/数据库) 对同步要求不是很高才使用,不建议使用SharePreference.

2.2 Android多进程

1. 开启方式

   在AndroidMenifest中为四大组件指定android:process=""属性
   
   默认进程名字为包名,指定 android:process=":##" 的进程名为 包名:##,该进程为当前App的私有进程,其他应用的组件不可以和他跑在同一进程中.其他类型的进程可以通过ShareUID共享(签名相同)

2. 多进程的运行

   在不同进程中的四大组件,不能通过内存来共享数据.静态字段在不同的进程有不同的副本,且互不影响.不同进程含有不同的Application引用(开启进程会为该进程创建Application).

2.3 IPC基础介绍

1. 序列化

   • Serializable

     静态成员变量属于类而不属于对象,不会参与序列化过程,其次使用transient(短暂)标志的成员变量也不会参与序列化过程.

     序列化到本地

            User user = new User(1, "hello world", false);
            File cachedFile = new File(MyConstants.CACHE_FILE_PATH);
            ObjectOutputStream objectOutputStream = null;
            try {
                objectOutputStream = new ObjectOutputStream(
                        new FileOutputStream(cachedFile));
                objectOutputStream.writeObject(user);
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            } finally {
                //数据流关闭
            }
     

     从本地恢复序列化

            User user = null;
            File cachedFile = new File(MyConstants.CACHE_FILE_PATH);
            if (cachedFile.exists()) {
                ObjectInputStream objectInputStream = null;
                try {
                    objectInputStream = new ObjectInputStream(
                            new FileInputStream(cachedFile));
                    user = (User) objectInputStream.readObject();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                } catch (ClassNotFoundException e) {
                    e.printStackTrace();
                } finally {
                    //数据流关闭
                }
            }
     

   • Parcelable

     在Android Studio中可以利用插件自动生成.注意boolean转化为int/byte存储

       @Override
       public void writeToParcel(Parcel dest, int flags) {
            dest.writeInt(this.id);
            dest.writeByte(isFirst ? (byte) 1 : (byte) 0);
       }
       protected Demo(Parcel in) {
            this.id = in.readInt();
            this.isFirst = in.readByte() != 0;
       }
     

     相比Serializable,Parcelable的性能更好,Serializable需要大量的I/O操作

   • Binder

2.4 Android中的IPC

• Bundle

  在Service,Activity,Receiver中使用Intent传递Bundle对象,在日常开发的过程中,对同一线程的通信也使用的比较多.前面说过,支持基本的类型和实现序列化的类

• 文件共享

  在A进程向文件xxx写入,在B进程从文件xxx读出内容,需要注意的就是同步问题,前面说过不要使用SharePreference.

• Messenger

  Messenger实质上还是AIDL,不过使用变得相当的简单.
  下面是一个栗子:
  创建一个Service(MessengerService.java),并指定进程,其主要代码为:

         //接收客户端的数据并做出反馈
         private static class MessengerHandler extends Handler {
             @Override
             public void handleMessage(Message msg) {
                 super.handleMessage(msg);
                 Log.v(TAG, msg.what + "");
                 Messenger reply = msg.replyTo;
                 Message replymsg = Message.obtain();
                 replymsg.what = msg.what * 2;
                 try {
                     reply.send(replymsg);
                 } catch (RemoteException e) {
                     e.printStackTrace();
                 }
             }
         }
     
         private Messenger messenger = new Messenger(new MessengerHandler());
     
         @Override
         public IBinder onBind(Intent intent) {
             return messenger.getBinder();
         }
  

  在Activity中链接该服务

         //处理服务端返回的数据
         private static class MessagerHandler extends Handler {
             @Override
             public void handleMessage(Message msg) {
                 super.handleMessage(msg);
                 Log.v(TAG, msg.what + "");
             }
         }
     
         private ServiceConnection connection = new ServiceConnection() {
             @Override
             public void onServiceConnected(ComponentName name, IBinder service) {
                 Messenger messenger = new Messenger(service);
                 Message msg = Message.obtain();
                 msg.what = 1024;
                 //指定接收服务端返回的数据的处理者
                 msg.replyTo = new Messenger(new MessagerHandler());
                 try {
                 //向服务端发送数据    
                     messenger.send(msg);
                 } catch (RemoteException e) {
                     e.printStackTrace();
                 }
             }
     
             @Override
             public void onServiceDisconnected(ComponentName name) {
     
             }
         };
     
         @Override
         protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
             super.onCreate(savedInstanceState);
             setContentView(R.layout.activity_messager);
     
             Intent intent = new Intent(this, MessengerService.class);
             bindService(intent, connection, BIND_AUTO_CREATE);
         }
  

  Messenger串行处理客户端的消息,Message的object不能在跨进程中来传递非系统自定义的Parcelable数据,只能在Bundle中传递.

• AIDL

  注意点:需要在AIDl中使用的已经序列化好了的对象必须编写对应的aidl文件声明(Book.java-->Book.aidl)

     // Book.aidl
     package com.kutear.studydemo.android.art.aidl;
     
     // Declare any non-default types here with import statements
     
     parcelable Book;
  

  aidl中使用到的类必须按全路径导入.即使在同包下

     // IBookManager.aidl
     package com.kutear.studydemo.android.art.aidl;
     //同路径任导入
     import com.kutear.studydemo.android.art.aidl.Book;
     import com.kutear.studydemo.android.art.aidl.IListener;
     
     // Declare any non-default types here with import statements
     
     interface IBookManager {
         void addBook(in Book book);
         List getBookList();
         void registerListener(IListener listener);
         void unregisterListener(IListener listener);
     }
  

  创建Service(服务端)

     public class AidlService extends Service {
  
         private static final String TAG = "AidlService";
         
         private CopyOnWriteArrayList books = new CopyOnWriteArrayList<>();
         private ArrayList mListeners = new ArrayList<>();
         private Binder mBinder = new IBookManager.Stub() {
         
                 @Override
                 public void addBook(Book book) throws RemoteException {
                     books.add(book);
                     displayListener(book);
                 }
         
                 @Override
                 public List getBookList() throws RemoteException {
                     return books;
                 }
         
                 @Override
                 public void registerListener(IListener listener) throws RemoteException {
                     //listener-->com.kutear.studydemo.android.art.aidl.IListener$Stub$Proxy@41895598
                     //同加进来的对象类型都变了
                     if (listener != null) {
                             Log.v(TAG, listener.toString());
                             mListeners.add(listener);
                     }
                 }
         
                 @Override
                 public void unregisterListener(IListener listener) throws RemoteException {
                     if (listener != null) {
                             mListeners.remove(listener);
                     }
                 }
         };
         
         public AidlService() {
         }
         
         //观察者模式分发
         private void displayListener(Book book) {
             for (IListener listener : mListeners) {
                 try {
                         listener.newBookArrived(book);
                 } catch (RemoteException e) {
                         e.printStackTrace();
                 }
             }
         }
         
         @Override
         public IBinder onBind(Intent intent) {
                 return mBinder;
         }
         
         @Override
         public void onCreate() {
                 super.onCreate();
                 books.add(new Book(1, "HTTP"));
                 books.add(new Book(2, "TCP"));
         }
     }
  

  在Activity中进行绑定(客户端)

     //注意这里不能直接new IListener(),因为跨进程过程中对象的还原是基于序列化
     //,也就是说还原后的对象已经不是原本的对象
     //在AidlService#mBinder#registerListener(IListener listener)中的
     //listener实际是不等于直接创建的mListener的
     //导致在分发的时候本地无法回调
     private IListener mListener = new IListener.Stub() {
  
         @Override
         public void newBookArrived(Book book) throws RemoteException {
             Log.v(TAG,"NewBook"+book.toString());
             //运行在客户端的Binder线程池中,非UI线程,不能操作UI,
             //使用Hanlder切换至主线程
         }
     };
  
     private ServiceConnection connection = new ServiceConnection() {
         @Override
         public void onServiceConnected(ComponentName name, IBinder service) {
             IBookManager bookManager = IBookManager.Stub.asInterface(service);
             try {
                 Log.v(TAG, bookManager.getBookList().toString());
                 //mListener = com.kutear.studydemo.android.art.demo2.AidlActivity$1@41900c48
                 bookManager.registerListener(mListener);
                 bookManager.addBook(new Book(100, "Android"));
             } catch (RemoteException e) {
                 e.printStackTrace();
             }
         }
  
         @Override
         public void onServiceDisconnected(ComponentName name) {
  
         }
     };
  
     @Override
     protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
         super.onCreate(savedInstanceState);
         setContentView(R.layout.activity_aidl);
  
         Intent intent = new Intent(this, AidlService.class);
         bindService(intent, connection, BIND_AUTO_CREATE);
     }
  

  在客户端调用服务端的函数,运行在服务端的Binder线程池中,若该函数是耗时操作,则需要在客户端开启异步线程来操作.否则ANR

  注意使用类RemoteCallbackList来实现注册与解除注册,原因就是代码中的注释部分,对象重新生成过

  权限控制

         @Override
         public IBinder onBind(Intent intent) {
             int check = checkCallingOrSelfPermission("permission_name");
             if(check == PackageManager.PERMISSION_DENIED){
                 //授权失败
                 //TODO
             }else{
                 //授权成功
                 //TODO
             }
             return mBinder;
         }
  

• ContentProvider

  主要的类就是ContentProvider(提供内容),ContentResolver(解析内容).自定义类继承至ContentProvider,实现基本的CURL方法.注意SQLiteDatabase本身是处理了同步的.
  ContentProvider的onCreate在主线程执行,其余函数在Binder线程池中执行,需要注意的是同步问题.
  除了基本的增删改之外,还可以调用自定义的方法.下面是个栗子.

         //ContentProvider
         public String customMethod(){
             Log.v(TAG,"function customMethod");
             return "Hello";
         }
     
         @Nullable
         @Override
         public Bundle call(String method, String arg, Bundle extras) {
             if(method.equals("customMethod")){
                 customMethod();
                 //TODO 封装Bundle返回 
                 //returm bundle;
             }
             return super.call(method, arg, extras);
         }
  

  在需要的地方调用

      Bundle bundle =    getContentResolver().call(uri,"customMethod",null/*arg*/,null/*extras*/);
  

• Socket

  利用Socket来进程间的通信同在java中利用Socket通信是一模一样的,只是需要注意的就是一定不要在主线程通信.

2.5 Binder线程池

• 多个AIDL绑定在一个Service上

  实现过程为在IBinderPool中绑定Service,获取到AIDL实现的一个IBinder(暂命名iquery,在service中返回的.包含一个查询其他AIDL的IBinder的方法)
  在IBinderPool中实现查询的方法,实现部分通过iquery的方法.

2.6 选择合适的IPC

选择合适的IPC

参考

Art of Android Development Reading Notes 2