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本文是我一点点归纳总结的干货,但是难免有疏忽和遗漏,希望不吝赐教。
Android进程间通信详解。涉及到Binder机制、Bundle、文件共享、Messenger、AIDL、ContentProvider、Socket这五种IPC方式。
有帮助的话请点个赞!万分感谢!
版本:2019/3/11-13:30
1、什么是IPC?
Inter-Process Communication(进程间通信)
2、进程间通信是什么?
两个进程之间进行数据交换的过程
3、进程是什么?
一般指一个执行单元,也是系统分配资源的最小单位。
4、Android中的IPC方法(6种)
1-Bundle
2-文件共享
3-Messenger
4-AIDL
5-ContentProvider
6-Socket
5、线程是什么?
是CPU调度的最小单元,而且是有限的系统资源。一个进程可以包含多个线程。
6、ANR导致的原因?如何避免?
ANR-application not respongding是因为UI线程内部的耗时操作导致界面无响应。应该将耗时操作移到非UI线程即可。
7、什么时候需要用到多进程?
比如:当前应用需要从其他应用获取数据
8、开启多进程模式的方法
- 给四大组件添加属性
android:process
- 特殊方法:通过JNI在native层去fork一个新的进程。
9、activity的android:process
属性=":remote"
和"com.example.remote"
的区别
:remote
是指在当前进程名前面加上当前的包名com.example:remote
,且该进程是当前应用的私有进程,其他应用的组件不能和该进程跑在同一个进程内- 后者是属于全局进程,其他应用可以通过ShareUID的方式和它跑在同一个进程中。
10、多进程会造成的问题:
- 静态成员和单例模式完全失效
- 线程同步机制完全失效
- SharedPreferences的可靠性下降(不支持两个进程同时读写)
- Application会多次创建
11、Serializable和Parcelable接口作用
- 可以完成对象的序列化过程
- 使用Intent和Binder传输数据时就需要Serializable或Parcelable
- 需要把对象持久化到存储设备,或者通过网络传给其他客户端。
12、Serializable接口的作用和使用
- Serializable接口为对象提供了标准的序列化和反序列化操作。
- 使用:
- 这个类实现Serializable接口
- 该类声明一个serialVersionUID(
private static final long serialVersionUID=8711368828010083044L
)。 甚至可以不申明ID,但是这个ID会对反序列化产生影响。
13、serialVersionUID的作用
1、序列化后的数据的ID只有和当前类的ID相同才能正常被反序列化。
2、可以手动设置ID为1L,这样会自动根据当前类结构去生成它的hash值
14、序列化的两个特别注意点:
1、静态成员变量不属于对象,不会参与序列化过程
2、用transient
关键字标记的成员变量不会参与序列化过程。
15、java.io.ObjectOutputStream和ObjectInputStream用于对象序列化
// 1、创建文件字节输出流对象
FileOutputStream outputStream = new FileOutputStream(f);
// 2、构造对象序列化输出流
ObjectOutputStream objectOutputStream = new ObjectOutputStream(outputStream);
// 3、向文件写入对象
objectOutputStream.writeObject(new User("酒香逢","123"));
// 4、关闭资源。objectOutputStream.close()内部已经将FileOutputStream对象资源释放了
objectOutputStream.close();
16、系统中实现了Parcelable接口的类
Intent、Bundle、Bitmap、List、Map
里面的每个元素也都要可序列化
17、Parcelable和Serializable
- Serializable是java中的序列化接口,简单,但开销很大(需要大量IO操作)
- Parcelable是Android首推方法,使用麻烦,效率很高
- Parcelable主要用于内存序列化上
- Serializable适用于将对象序列化到存储设备或通过网络传输(Parcelable也可以只是较复杂)
1、Binder是什么?
- Binder是android的一个类,实现了IBinder接口
- IPC角度:Binder是android的一种跨进程通信方式
- Android Framework角度:Binder是ServiceManager连接各种Manager(ActivityManager,WindowManager等)和相应ManagerService的桥梁
- Android应用层:Binder是客户端和服务端进行通信的媒介,当bindService的时候,服务端会返回一个包含了服务端业务调用的Binder对象,通过该对象,客户端可以获取服务端提供的服务和数据,服务包括普通服务和基于AIDL的服务。
- Linux层面:Binder也可以看做一种虚拟的物理设备,设备驱动是/dev/binder,Linux中没有这种通信方式
2、ServiceManager是什么?作用呢?
- Android在init进程启动之后启动一个
特殊的系统服务-ServiceManagerService
- 用来管理其他的所有系统服务
- 比如客户端需要使用
ActivityManagerService的功能
,首先AMS已经在SMS中进行过注册
- 客户端通过
SMS查询到AMS后
,直接去调用到AMS的服务
3、设备驱动的作用?
// 1. 打开
fd = open("/dev/mem",O_RDWR);
// 2. 读取
read(fd,rdbuf,10);
// 3. 写
write(fd,wrbuf,10);
- 设备驱动的作用是让操作设备就好像在读写文件一样,方便快捷。
4、Binder机制是做什么的?
Android Binder
用于进程间通信
。Android的应用和系统服务
运行在各自的进程中
,进程之间的通信就需要借助Binder
实现。
5、Android基于的Linux内核,Linux有哪些IPC方法?
IPC | 特点 | 数据复制次数 | 同步 |
---|---|---|---|
管道 | 分配一个page大小的内存,容量有限 | 2 | × |
消息队列 | 任何大小,不适合频繁大量的数据 | 2 | × |
共享内存 | 任何大小 | 0 | × |
Socket | 任何大小,多用于不同设备间的网络通信,传输效率较低。 | 2 | × |
信号量 | 进程间通信的同步机制,用于给共享资源上锁。 | × | √ |
信号 | 不适合进行数据通信,多用于进程中断控制,比如杀死一个进程 | × |
6、Binder机制的优势体现在哪里?
性能
:数据只需要复制一次,Linux的大部分IPC需要复制两次,共享内存不需要复制数据。因此Binder
仅次于共享内存
。稳定性
:共享内存
需要额外进行数据同步
操作,但是Binder机制
不需要(本身进行了同步)。安全性
:Android应用具有UID
,这是在内核空间的。然而Linux的UID和PID都是在用户空间操作的,因此Binder安全性更高
7、内核空间是什么?用户空间是什么?
8、UID、PID是什么?
9、为什么UID、PID在用户空间会不安全?
10、Binder主要用在哪?
- Service
- AIDL
- Messenger(底层AIDL)
11、AIDL文件的本质作用
AIDL文件的本质就是系统提供了一种快速实现Binder的工具。
12、通过AIDL快速实现Binder的步骤
- 新建Book.java(简单的类,没有实际功能,实现Parcelable接口)
- 新建Book.aidl需要有parcelable Book;
- 新建IBookManager.aidl,里面需要导入Book类
import xxx.Book;
- 一个interface
- 声明服务端提供了哪些
服务接口,如:getBookList
- 选择android studio的build中make project
13、AIDL工具快速实现Binder所生成的Java文件中的四个要点
- 例如
IBookManager.java
-由IBookManager.aidl生成
- 继承
IInterface
接口,本身也为接口- 声明了两个IBookManager.aidl中定义的getBookList和addBook方法(并且用两个id标识这两个方法,用于标识在transact中客户端请求的是哪个方法)
- 声明一个内部类Stub,该Stub就是Binder类
- Stub的内部代理类Proxy,用于处理逻辑----客户端和服务端都位于一个进程时,方法调用不会走跨进程的transact过程,当位于不同进程时,方法调用走transact过程。
14、Binder的工作流程:
- Client向Binder发起远程请求,Client同时挂起
- Binder向data(输入端对象)写入参数,并且通过Transact方法向服务端发起远程调用请求(RPC)
- Service端调用onTransact方法(运行在服务端线程池中)向reply(输出端对象)写入结果
- Binder获取reply数据,返回数据并且唤起Client
15、通过AIDL自动生成Binder的java文件
1-新建Book.java(简单的类,没有实际功能,实现Parcelable接口)
public class Book implements Parcelable{
public int bookId;
public Book(int bookId){
this.bookId = bookId;
}
private Book(Parcel in){
bookId = in.readInt();
}
public static final Creator<Book> CREATOR = new Creator<Book>() {
@Override
public Book createFromParcel(Parcel in) {
return new Book(in);
}
@Override
public Book[] newArray(int size) {
return new Book[size];
}
};
@Override
public int describeContents() {
return 0;
}
@Override
public void writeToParcel(Parcel parcel, int i) {
parcel.writeInt(bookId);
}
}
2-新建Book.aidl
package com.example.administrator.featherdemos.aidl;
parcelable Book;
3-新建IBookManager.aidl
package com.example.administrator.featherdemos.aidl;
//关键:导入Book.java
import com.example.administrator.featherdemos.aidl.Book;
interface IBookManager {
List<Book> getBookList();
void addBook(in Book book);
}
4-选择android studio的build中make project
- 系统就会自动生成对应java文件
IBookManager
,位于目录app\build\generated\source\aidl\debug\包下
16、Binder所在java文件要点如下:(IBookManager.java)
- 本身是一个接口,并且继承
IInterface
接口,- 声明了两个IBookManager.aidl中定义的getBookList和addBook方法
- 声明了aidl文件中定义的服务端的接口
- 并且用一个个id标识这些方法,这些id的作用是:用于服务端知道在transact中客户端请求的是哪个方法
- 声明一个内部类Stub,该Stub就是Binder类
- Stub的内部代理类Proxy,内部隐藏了"客户端请求服务端,服务端返回结果"的逻辑。并且用于处理逻辑:
- 客户端和服务端都位于一个进程时,方法调用不会走跨进程的transact过程
- 当位于不同进程时,方法调用走transact过程。
public interface IBookManager extends android.os.IInterface {
// 1、声明aidl中的服务方法
public java.util.List<Book> getBookList() throws android.os.RemoteException;
// 2、实际的Binder类,
public static abstract class Stub extends android.os.Binder implements IBookManager {
// Binder的唯一标志
private static final String DESCRIPTOR = "com.feather.imageview.IBookManager";
static final int TRANSACTION_getBookList = (android.os.IBinder.FIRST_CALL_TRANSACTION + 0);
public Stub() {
this.attachInterface(this, DESCRIPTOR);
}
// 2、将服务端Binder对象转换为客户端所需要的AIDL接口类型对象
public static IBookManager asInterface(android.os.IBinder obj) {
if ((obj == null)) {
return null;
}
android.os.IInterface iin = obj.queryLocalInterface(DESCRIPTOR);
if (((iin != null) && (iin instanceof IBookManager))) {
return ((IBookManager) iin);
}
return new Proxy(obj);
}
// 3、返回当前Binder对象
@Override
public android.os.IBinder asBinder() {
return this;
}
// 4、运行在服务端,确定客户需要的是哪个服务,将服务结果返回给客户端
@Override
public boolean onTransact(int code, android.os.Parcel data, android.os.Parcel reply, int flags) throws android.os.RemoteException {
String descriptor = DESCRIPTOR;
switch (code) {
case INTERFACE_TRANSACTION: {
reply.writeString(descriptor);
return true;
}
case TRANSACTION_getBookList: {
data.enforceInterface(descriptor);
java.util.List<Book> _result = this.getBookList();
reply.writeNoException();
reply.writeTypedList(_result);
return true;
}
default: {
return super.onTransact(code, data, reply, flags);
}
}
}
/**========================================
* 5、客户端获取的Binder对象的代理对象
* 1. 封装客户端请求和接收服务端结果的内部逻辑
* 2. 对外提供服务端的服务接口
*=========================================*/
private static class Proxy implements IBookManager {
private android.os.IBinder mRemote;
Proxy(android.os.IBinder remote) {
mRemote = remote;
}
public String getInterfaceDescriptor() {
return DESCRIPTOR;
} @Override
public android.os.IBinder asBinder() {
return mRemote;
}
@Override
public java.util.List<Book> getBookList() throws android.os.RemoteException {
android.os.Parcel _data = android.os.Parcel.obtain();
android.os.Parcel _reply = android.os.Parcel.obtain();
java.util.List<Book> _result;
try {
_data.writeInterfaceToken(DESCRIPTOR);
mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_getBookList, _data, _reply, 0);
_reply.readException();
_result = _reply.createTypedArrayList(Book.CREATOR);
} finally {
_reply.recycle();
_data.recycle();
}
return _result;
}
}
}
}
17、Binder类Stub的解析(3个重要方法+多个需求相关方法)
- DESCRIPTOR
Binder的唯一标识,一般用类名表示- asInterface(android.os.IBinder obj)
将服务端Binder对象转换成客户端所需AIDL接口类型对象(xxx.aidl.IBookManager)。如果客户端和服务端位于同一进程,此方法返回就是服务端的Stub对象本身,否则返回系统封装后的Stub.proxy- asBinder
返回当前Binder对象- onTransact(int code, android.os.Parcel data, android.os.Parcel reply, int flags)
(1)运行在服务端的Binder线程池。
(2)通过code确定Client请求的目标方法,从data中取得方法所需参数,执行目标方法。执行完毕后就向reply中写入返回值。
(3)如果此方法返回false客户端就请求失败,我们可以用此来进行权限验证。- 内部代理类Proxy
- Proxy的getBookList
(1)运行在客户端。
(2)创建方法所需的data(输入)、reply(输出)和list(返回)对象。把该方法的参数信息写入data,调用transact方法发起RPC远程过程调用请求,同时当前线程挂起。服务端的onTransact会被调用,到RPC过程返回后,当前线程继续执行,并从reply中取出RPC过程的返回结果,最后返回reply中的数据。- Proxy的addBook
运行在客户端。过程和getBookList类似,但是没有返回值。
18、AIDL如何进行权限验证?
- 利用Binder类也就是Stub的onTransact方法
- 该方法如果返回false就代表请求失败,可以用于权限验证
19、Binder注意点
- 客户端发起远程请求后,当前线程会被挂起直到服务器返回结果,因此不要在UI线程发起远程请求。
- 服务端的Binder方法运行在Binder的线程池中,所以Binder方法是否耗时都要采用同步方法实现。
20、Binder的两个重要方法/Binder如何检测服务端异常终止?
- linkToDeath和unlinkToDeath。用于解决: 如果服务端异常终止,而会导致客户端调用失败,甚至可能客户端都不知道binder已经死亡,就会产生问题。
- linkToDeath作用给Binder设置一个死亡代理,Binder会收到通知,还可以重新发起连接请求从而恢复连接。
- binder的isBinderAlive也可以判断Binder是否死亡。
21、如何根据当前进程是否在服务端,来直接获取Binder对象,还是代理对象?
- Stub的asInterface()中进行处理
- queryLocalInterface()如果能查询到Binder对应的IInterface对象,则表示位于同一个进程,直接返回
Binder对象
- 如果查询不到,则表明进程不同,利用代理类
Stub.proxy
进行远程调用
public static IMyAidlInterface asInterface(android.os.IBinder obj) {
if ((obj == null)) {
return null;
}
android.os.IInterface iin = obj.queryLocalInterface(DESCRIPTOR);
if (((iin != null) && (iin instanceof IMyAidlInterface))) {
return ((IMyAidlInterface) iin);
}
return new Proxy(obj);
}
22、Android如何通过Binder机制提供跨进程通信的解决方案?
- 进程A通过bindService方法去绑定在进程B中注册的一个service
- 系统收到进程A的bindService请求后,会调用进程B中相应service的onBind方法,该方法返回一个特殊对象,系统会接收到这个特殊对象, 并发送给进程A
- 进程A在ServiceConnection回调的onServiceConnected方法中接收该特殊对象。
- 进程A接收到特殊对象后,生成一个代理对象。依靠这个代理对象的帮助,就可以解决进程间通信问题
23、Binder机制的核心步骤(6)
- 进程A去绑定到进程B注册的Service
- 进程B创建Binder对象—Servcice的onBind()
- 进程A接收进程B的Binder对象
- 进程A利用进程B传过来的对象发起请求
- 进程B收到并处理进程A的请求
- 进程A获取进程B返回的处理结果
24、step 2: 进程B创建的Binder对象需要有两个特性:
- 具有能被跨进程传输的能力
- 具有完成特定任务的能力(例如a+b=c)
25、Binder对象如何具有能被跨进程传输的能力?
- Binder对象实现了IBinder接口。
- 系统会为每个实现了该接口的对象提供跨进程传输。
26、Binder对象如何具有完成特定任务的能力?
- 核心是
IInterface接口
,服务端实现了该接口,定义了提供的服务的内部处理逻辑。例如: 1 + 1 = 2, 获取图书馆书籍列表,等等。- Binder中实现了两个方法:attachInterface()、queryLocalInterface() — 继承IBinder接口都必须实现。
- attachIInterface(): 会将IInterface对象根据key存入到Binder的内部。
- queryLocalInterface(): 根据key值(即参数 descriptor)可以获取到对应的IInterface对象。
- 借助
Binder所关联的IInterface接口的实现类,执行特定的功能
public class Binder implement IBinder{
void attachInterface(IInterface plus, String descriptor)
IInterface queryLocalInterface(Stringdescriptor) //从IBinder中继承而来
boolean onTransact(int code, Parcel data, Parcel reply, int flags)//暂时不用管,后面会讲。
......
final class BinderProxy implements IBinder {
......//Binder的一个内部类,暂时不用管,后面会讲。
}
}
public interface IPlus extends IInterface {
public int add(int a,int b);
}
public class Stub extends Binder {
@Override
boolean onTransact(int code, Parcel data, Parcel reply, int flags){
......//这里我们覆写了onTransact方法,暂时不用管,后面会讲解。
}
......
}
IInterface plus = new IPlus(){//匿名内部类
public int add(int a,int b){//定制我们自己的相加方法
return a+b;
}
public IBinder asBinder(){ //实现IInterface中唯一的方法,
return null ;
}
};
Binder binder = new Stub();
binder.attachIInterface(plus,"PLUS TWO INT");
27、step 3: 进程A接收进程B的Binder对象
- Service的onBind中返回Binder对象。
- 系统会收到这个binder对象,然后会生成一个BinderProxy。并且返回给进程A。
- 进程A会在onServiceConnected中接收到了BinderProxy对象。
- 该对象仅仅是代理类,本身并不能去实现需要实现的功能。
- 只提供了transact()用于发起请求。
28、step 4: 进程A利用进程B传过来的对象发起请求
- BinderProxy对象不能让进程A去直接完成需要的操作,但是提供了transact方法(在IBinder接口中定义的方法).
- 进程A将数据和操作通过transact方法交给Binder对象执行,最终结果会通过BinderProxy代理对象返回给进程A
29、step 5: 进程B收到并处理进程A的请求
- 系统保存了Binder对象和BinderProxy对象的对应关系
- binderproxy.transact调用发生后,系统会将这个请求中的数据转发给Binder对象,Binder对象将会在onTransact中收到binderproxy传来的数据(Stub.ADD,data,reply,0)
- 根据约定好的操作Stub.ADD进行运算后,会把结果写回reply。
30、step 6: 进程A获取进程B返回的处理结果
- 进程B把结果写入reply后,进程A就可以从reply读取结果。
31、step 4、5、6的优化
- 进程A收到BinderProxy对象时,调用Stub.asInterface(binderproxy)
- 该方法负责利用BinderProxy生成一个PlusProxy代理对象返回给我们
- 给进程A一种假象:获取到了Plus对象(进程B中的加法操作),并进行了add()操作。本质是内部进行了传入数据给B进行处理,最终从B中获取到结果等一系列操作。
- Client: 用户实现的代码,如AIDL自动生成的接口类。
- Binder Driver: 内核层实现的驱动
- Server: Service中的onBind返回的IBinder对象。
绿色区域:用户自行实现部分
蓝色区域:系统实现部分(包括Servcer端的线程池-线程池实现在Binder内部的native方法中)
33、Binder的Server为什么不是线程安全的?
Server端使用了线程池决定了Server的代码
不是线程安全的
34、Binder服务端的线程池是如何实现的?
- 系统实现
- 线程池实现在Binder内部的native方法中
35、ContentProvider中的CRUD是否是线程安全的?
不是, 因为底层的Binder机制中的Server端不是线程安全的
36、AIDL中在Service中实现的接口是否是线程安全的?
不是, 理由同上
37、IBinder接口作用
- IBinder是用于远程对象的基本接口,是轻量级远程调用机制的核心部分,用于高性能地进行进程内部和进程间调用。
- IBinder描述了远程对象间交互的抽象协议。
- 不能直接实现IBinder接口,而是应该继承自Binder类。
38、Binder解析
//Binder.java
public Binder(){
init();
...
}
...
private native final void init();
- init()是native方法,是对底层
Binder Driver
的封装。- 客户端发起请求的时候(调用IBinder的transact()接口也就是调用驱动层的
mRemote.transact()
),Binder Driver
会调用execTransact()
,并在内部调用服务端Binder的onTransact()
方法。
39、Binder的Driver层作用
对Binder类进行了完美的封装,开发者只需要继承
Binder
和实现onTransact()
即可。
1、Bundle的作用
- Bundle能携带数据-实现了Parcelable接口,常用于传递数据
- 如Acitivity、Service和Receiver都支持在Intent中通过Bundle传递数据。
- 比如打开另一个App的Activity,可以传递数据进去
2、Bundle传递数据在特殊使用场景无法使用的解决办法?
- 场景:A进程在完成计算后需要启动B进程的一个组件并且将结果传递给B进程,但是这个结果不支持放入Bundle,因此无法通过Intent传输。
- 方案:A进程通过Intent启动进程B的service组件(如IntentService)进行计算,因为Service也在B进程中,目标组件就可以直接使用计算结果。
3、文件共享的作用
两个进程通过读/写同一个文件进行数据交换。也可以通过序列化在进程间传递对象。
4、文件共享的特点:
- 通过序列化在进程间传递对象
- 只适合同步要求不高的进程间通信
- 要妥善处理并发读写问题,高并发情况下很容易出现数据丢失。
5、Messenger是什么?
- 轻量级的IPC方案
- 底层实现是AIDL
- 一次处理一个请求,因此在服务端不考虑线程同步问题。
6、 Messenger的使用
通过messenger在两个进程之间互相发送消息。
客户端:
- 绑定并启动位于新进程的服务,通过msg发送消息
- 设置接受新进程服务发送来的消息
public class MessengerActivity extends Activity {
private static final String TAG = "MessengerActivity";
private Messenger mMessenger;
private ServiceConnection mServiceConnection = new ServiceConnection() {
@Override
public void onServiceConnected(ComponentName componentName, IBinder iBinder) {
mMessenger = new Messenger(iBinder); //
Message msg = Message.obtain(null, Constant.MSG_FROM_CLIENT);
//bundle携带消息
Bundle data = new Bundle();
data.putString("msg", "This is Client!");
//给msg绑定bundle
msg.setData(data);
//将用于服务端回复的msger发送给服务端
msg.replyTo = mGetReplyMessenger;
try {
//发送消息
mMessenger.send(msg);
} catch (RemoteException e) {
e.printStackTrace();
}
}
@Override
public void onServiceDisconnected(ComponentName componentName) {
}
};
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_messenger);
//绑定并启动服务
Intent intent = new Intent(this, MessengerService.class);
bindService(intent, mServiceConnection, Context.BIND_AUTO_CREATE);
}
@Override
protected void onDestroy() {
//解除服务
unbindService(mServiceConnection);
super.onDestroy();
}
/**-------------------
* 接受Service回复消息
* ------------------*/
private final Messenger mGetReplyMessenger = new Messenger(new MessengerHandler());
private static class MessengerHandler extends Handler{
@Override
public void handleMessage(Message msg) {
switch (msg.what){
case Constant.MSG_FROM_SERVICE:
Log.i(TAG, "recv msg from service:" + msg.getData().getString("reply"));
break;
default:
super.handleMessage(msg);
break;
}
}
}
}
服务器端:
接收消息,并通过client传送来的messenger回复消息。
public class MessengerService extends Service {
private static final String TAG = "MessengerService";
private final Messenger mMessenger = new Messenger(new MessengerHandler());
private static class MessengerHandler extends Handler{
@Override
public void handleMessage(Message msg) {
switch (msg.what){
case Constant.MSG_FROM_CLIENT:
//接收到Client消息
Log.i(TAG, "receive msg from client: " + msg.getData().getString("msg"));
/*---------------------------------------------
* 回复数据给Client
* --------------------------------------------*/
Messenger clientMessenger = msg.replyTo; //获取到服务器传来的msger
Message message = Message.obtain(null, Constant.MSG_FROM_SERVICE); //设置msg
Bundle bundle = new Bundle();
bundle.putString("reply", "This is Service!");
message.setData(bundle);
//发送消息
try {
clientMessenger.send(message);
} catch (RemoteException e) {
e.printStackTrace();
}
break;
default:
super.handleMessage(msg);
}
}
}
public MessengerService() {
}
@Override
public IBinder onBind(Intent intent) {
return mMessenger.getBinder();
}
}
AndroidManifest中注册Service:
android:process=":remote"
代表另开一个Service进程。
<service
android:name=".MessengerService"
android:enabled="true"
android:exported="true"
android:process=":remote">
service>
7、Messenger缺点:
- 以串行的方式处理客户端发送的消息,如果大量的消息同时发送到服务端,服务端仍然只能一个个处理,如果有大量的并发请求,Messenger就无法胜任。
- 如果需要跨进程调用服务端的方法,这种情形Messenger就无法做到。
8、 AIDL进程间通信流程
1-服务端
- 创建一个Service来监听客户端的连接请求。
- 创建一个AIDL文件。
- 将暴露给客户端的接口在该AIDL文件中声明。
- 最后在Service中实现这个AIDL接口即可。
2-客户端
- 绑定服务端的Service
- 将服务端返回的Binder对象转成AIDL接口所属的类型
- 最后就可以调用AIDL中的方法。
9、AIDL实例
- 创建你需要的接口文件:ITuringManager.aidl(这里功能就是获取图灵机列表,以及增加一个图灵机)
package com.example.administrator.featherdemos;
import com.example.administrator.featherdemos.TuringMachine;
interface ITuringManager {
List getTuringMachineList();
void addTuringMachine(in TuringMachine machine);
}
- 实现TuringMachine.java(也就是接口文件导入的类,需要实现Parcelable接口):
package com.example.administrator.featherdemos;
//import ....需要的包
public class TuringMachine implements Parcelable{
int machineId;
String description;
protected TuringMachine(Parcel in) {
machineId = in.readInt();
description = in.readString();
}
public TuringMachine(int id, String description){
this.machineId = id;
this.description = description;
}
public static final Creator<TuringMachine> CREATOR = new Creator<TuringMachine>() {
@Override
public TuringMachine createFromParcel(Parcel in) {
return new TuringMachine(in);
}
@Override
public TuringMachine[] newArray(int size) {
return new TuringMachine[size];
}
};
@Override
public int describeContents() {
return 0;
}
@Override
public void writeToParcel(Parcel parcel, int i) {
parcel.writeInt(machineId);
parcel.writeString(description);
}
}
- 使用到的类(TuringMachine.java)需要一个对应aidl文件-TuringMachine.aidl:
package com.example.administrator.featherdemos;
parcelable TuringMachine;
//ITuringMachine.aidl和TuringMachine.aidl需要在aidl文件夹下的包内
//TuringMachine.java要在java文件夹下的包内。
- 远程服务端-ITuringMachineManagerService.java
public class ITuringMachineManagerService extends Service {
/**
* CopyOnWriteArrayList支持并发读/写:
* 1. AIDL在服务端的Binder线程池中执行,因此当多个客户端同时连接的时候,会存在多个线程同时访问的情况。
* 2. CopyOnWriteArrayList能进行自动的线程同步。
*/
private CopyOnWriteArrayList<TuringMachine> mTuringMachineList = new CopyOnWriteArrayList<>();
private Binder mBinder = new ITuringManager.Stub(){
@Override
public List<TuringMachine> getTuringMachineList() throws RemoteException {
return mTuringMachineList;
}
@Override
public void addTuringMachine(TuringMachine machine) throws RemoteException {
mTuringMachineList.add(machine);
}
};
public ITuringMachineManagerService() {
mTuringMachineList.add(new TuringMachine(1, "Machine 1"));
mTuringMachineList.add(new TuringMachine(2, "Machine 2"));
}
@Override
public IBinder onBind(Intent intent) {
return mBinder;
}
}
- AndroidManifest中注册Service
<service
android:name=".ITuringMachineManagerService"
android:enabled="true"
android:exported="true"
android:process=":remote">
- 本地客户端
public class TuringActivity extends AppCompatActivity {
private static final String TAG = TuringActivity.class.getName();
//Service连接:从服务端获取本地AIDL接口对象,并调用远程服务端的方法。
private ServiceConnection mServiceConnection = new ServiceConnection() {
@Override
public void onServiceConnected(ComponentName componentName, IBinder iBinder) {
//Binder的asInterface()将binder对象转换为客户端需要的AIDL接口对象
ITuringManager iTuringManager = ITuringManager.Stub.asInterface(iBinder);
try {
//获取服务端的List
ArrayList<TuringMachine> turingMachineArrayList
= (ArrayList<TuringMachine>) iTuringManager.getTuringMachineList();
for(TuringMachine machine : turingMachineArrayList){
Log.i(TAG, "onServiceConnected: "+machine.getMachineId() + "-" + machine.getDescription());
}
} catch (RemoteException e){
e.printStackTrace();
}
}
@Override
public void onServiceDisconnected(ComponentName componentName) {
}
};
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_turing);
//绑定远程服务端的 Service 并启动
Intent intent = new Intent(this, ITuringMachineManagerService.class);
bindService(intent, mServiceConnection, Context.BIND_AUTO_CREATE);
}
@Override
protected void onDestroy() {
unbindService(mServiceConnection); //解绑
super.onDestroy();
}
}
10、AIDL支持的数据类型
- 基本数据类型(int、long、char、boolean、double等)
- String和CharSequence
- List:只支持ArrayList,且里面所有元素必须是AIDL支持的数据。
- Map:只支持HashMap,且里面所有元素必须是AIDL支持的数据,包括key和value
- Parcelable:所有实现Parcelable接口的对象
- AIDL:所有AIDL接口都可以在AIDL中使用
11、AIDL中List只能用ArrayList,远程服务端为何使用了CopyOnWriteArrayList(并非继承自ArrayList):
Binder会根据List规范去访问数据,并且生成一个新的ArrayList传给客户端,因此没有违反数据类型的规定。
ConcurrentHashMap也是类似功能
12、AIDL实例:如何使用观察者模式
在AIDL基础上有如下步骤:
- 建立观察者接口(Observer)-ITMachineObserver.aidl
- 在ITuringManager.aidl中增加注册和解注册功能(register\unregister)
- 在服务端ITuringMachineManagerService中的binder对象里实现额外增加的注册和解注册功能。
- 在客户端中的binder对象里实现观察者接口中的更新方法。
使用:
- 客户端中通过从服务端获得的Binder对象,调用register/unregister等方法
- 服务端中通过Client客户端注册的Observer去调用客户端Binder中的更新方法
13、AIDL观察者模式源码:
- ITMachineObserver.aidl
package com.example.administrator.featherdemos;
import com.example.administrator.featherdemos.TuringMachine;
interface ITMachineObserver {
void inform(in TuringMachine machine);
}
- ITuringManager.aidl
package com.example.administrator.featherdemos;
import com.example.administrator.featherdemos.TuringMachine;
import com.example.administrator.featherdemos.ITMachineObServer;
interface ITuringManager {
List getTuringMachineList();
void addTuringMachine(in TuringMachine machine);
void registerListener(in ITMachineObserver observer);
void unregisterListener(in ITMachineObserver observer);
}
- ITuringMachineManagerService:
只修改了private Binder mBinder = new ITuringManager.Stub()的内容
public class ITuringMachineManagerService extends Service {
/**
* CopyOnWriteArrayList支持并发读/写:
* 1. AIDL在服务端的Binder线程池中执行,因此当多个客户端同时连接的时候,会存在多个线程同时访问的情况。
* 2. CopyOnWriteArrayList能进行自动的线程同步。
*/
private CopyOnWriteArrayList<TuringMachine> mTuringMachineList = new CopyOnWriteArrayList<>();
private CopyOnWriteArrayList<ITMachineObserver> mObserverList = new CopyOnWriteArrayList<>();
private Binder mBinder = new ITuringManager.Stub(){
@Override
public List<TuringMachine> getTuringMachineList() throws RemoteException {
return mTuringMachineList;
}
@Override
public void addTuringMachine(TuringMachine machine) throws RemoteException {
mTuringMachineList.add(machine);
for(ITMachineObserver observer : mObserverList){
observer.inform(machine);
}
}
@Override
public void registerListener(ITMachineObserver observer) throws RemoteException {
mObserverList.add(observer);
}
@Override
public void unregisterListener(ITMachineObserver observer) throws RemoteException {
mObserverList.remove(observer);
}
};
public ITuringMachineManagerService() {
mTuringMachineList.add(new TuringMachine(1, "Old Machine 1949"));
mTuringMachineList.add(new TuringMachine(2, "Old Machine 1949-2"));
}
@Override
public IBinder onBind(Intent intent) {
return mBinder;
}
}
- TuringActivity:
- private ITMachineObserver mITMachineObserver获得观察者的Binder对象,并实现接口方法
- 调用iTuringManager.registerListener(mITMachineObserver)在服务端进行注册
public class TuringActivity extends AppCompatActivity{
private static final String TAG = TuringActivity.class.getName();
//Service连接:从服务端获取本地AIDL接口对象,并调用远程服务端的方法。
private ServiceConnection mServiceConnection = new ServiceConnection() {
@Override
public void onServiceConnected(ComponentName componentName, IBinder iBinder) {
//Binder的asInterface()将binder对象转换为客户端需要的AIDL接口对象
ITuringManager iTuringManager = ITuringManager.Stub.asInterface(iBinder);
try {
iTuringManager.addTuringMachine(new TuringMachine(10, "Machine 2008"));
//获取服务端的List
ArrayList<TuringMachine> turingMachineArrayList
= (ArrayList<TuringMachine>) iTuringManager.getTuringMachineList();
for(TuringMachine machine : turingMachineArrayList){
Log.i(TAG, "onServiceConnected: "+machine.getMachineId() + "-" + machine.getDescription());
}
iTuringManager.registerListener(mITMachineObserver);
iTuringManager.addTuringMachine(new TuringMachine(3, "New Machine 2018!"));
} catch (RemoteException e){
e.printStackTrace();
}
}
@Override
public void onServiceDisconnected(ComponentName componentName) {
}
};
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_turing);
//绑定远程服务端的 Service 并启动
Intent intent = new Intent(this, ITuringMachineManagerService.class);
bindService(intent, mServiceConnection, Context.BIND_AUTO_CREATE);
}
@Override
protected void onDestroy() {
unbindService(mServiceConnection); //解绑
super.onDestroy();
}
private ITMachineObserver mITMachineObserver = new ITMachineObserver.Stub() {
@Override
public void inform(TuringMachine machine) throws RemoteException {
Log.i(TAG, "inform: get a new machine-"+machine.getDescription());
}
};
}
14、AIDL观察中解除注册引发问题(RemoteCallbackList)
- 在onDestory时,我们可以解除在服务端的注册:
@Override
protected void onDestroy() {
//确保远程服务的Binder任然存活,就进行unregister
if(mRemoteITuringManager != null && mRemoteITuringManager.asBinder().isBinderAlive()){
try {
mRemoteITuringManager.unregisterListener(mITMachineObserver);
Log.i(TAG, "onDestroy: unregister!");
} catch (RemoteException e) {
e.printStackTrace();
}
}
unbindService(mServiceConnection); //解绑
super.onDestroy();
}
- 但在服务端却无法在列表中找到该
Observer
:因为已经是两个不同的对象了- 对象的跨进程传输本身是反序列化的过程,而对象在服务端和客户端早已不是同一个对象。
- RemoteCallbackList
系统专门提供用于删除跨进程Listener的接口。该类本身是一个泛型,支持任何AIDL接口。
15、RemoteCallbackList工作原理
- 内部有一个Map结构,key是Ibinder,value是Callback类型。该结构能保存所有AIDL回调。将Listener的信息存入CallBack:
IBinder key = listener.asBinder();
Callback value = new Callback(key, cookie);
- 虽然每次跨进程Client的同一个对象,会在服务端生成多个对象。但是这些对象本身的Binder都是同一个。
以Binder作为Key,这样Listener对应着唯一Binder。
16、使用RemoteCallbackList的流程和特点
- 客户端解注册,服务端会遍历所有listener,找出那个和解注册的listener具有相同Binder的listener,并删除。
- 客户端终止后,会自动移除客户端注册的所有listener
- 自动实现线程同步,无需额外操作。
17、RemoteCallbackList的使用
- Service服务端
private RemoteCallbackList<ITMachineObserver> mObserverList = new RemoteCallbackList<>();
- 注册/解除注册
@Override
public void registerListener(ITMachineObserver observer) throws RemoteException {
mObserverList.register(observer);
}
@Override
public void unregisterListener(ITMachineObserver observer) throws RemoteException {
Log.i("ITuringService", "unregisterListener: size-"+mObserverList.getRegisteredCallbackCount());
mObserverList.unregister(observer);
Log.i("ITuringService", "unregisterListener: size-"+mObserverList.getRegisteredCallbackCount());
}
- 需要按照RemoteCallbackList的方法进行遍历。
@Override
public void addTuringMachine(TuringMachine machine) throws RemoteException {
mTuringMachineList.add(machine);
final int count = mObserverList.beginBroadcast();
//进行通知
for (int i = 0; i < count; i++){
mObserverList.getBroadcastItem(i).inform(machine);
}
mObserverList.finishBroadcast();
}
18、AIDL的注意点
- Client客户端调用远程方法,该方法运行在服务端的Binder线程池中,Client会被挂起。
- 服务端的方法执行过于耗时,会导致Client长时间阻塞,若该线程是UI线程,会导致ANR。
- 客户端的onServiceConnected和onServiceDisconnected方法都运行在UI线程中,不可以进行耗时操作
- 服务端的方法本身就在服务端的Binder线程池中,所以服务端方法本身就可以执行大量耗时操作,不要再开线程进行异步操作。
- 远程方法因为运行在Binder线程池中,如果要操作UI要通过Handler切换到UI线程(服务端通过远程方法去操作Cilent客户端的控件)
19、Binder意外死亡的两种解决方法:
- 给Binder设置DeathRecipient监听,Binder死亡时回调binderDied
- 在onServiceDisconnected中重连远程服务。
20、Binder意外死亡的解决方法的区别
- onServiceDisconnected在客户端UI线程中被回调
- binderDied在客户端的Binder线程池中被回调(无法操作UI)
21、DeathRecipient处理Binder意外死亡的实现:
//设置Binder死亡代理
private IBinder.DeathRecipient mDeathRecipient = new IBinder.DeathRecipient(){
@Override
public void binderDied() {
//远程服务端die,就不重新连接
if(mRemoteITuringManager == null){
return;
}
mRemoteITuringManager.asBinder().unlinkToDeath(mDeathRecipient, 0);
mRemoteITuringManager = null;
//重新绑定远程Service
//绑定远程服务端的 Service 并启动
Intent intent = new Intent(TuringActivity.this, ITuringMachineManagerService.class);
bindService(intent, mServiceConnection, Context.BIND_AUTO_CREATE);
}
};
客户端的onServiceConnected中:
//Binder的asInterface()将binder对象转换为客户端需要的AIDL接口对象
ITuringManager iTuringManager = ITuringManager.Stub.asInterface(iBinder);
try {
//设置死亡代理
iBinder.linkToDeath(mDeathRecipient, 0); //这里!
} catch (RemoteException e) {
e.printStackTrace();
}
22、onServiceDisconnected解决Binder死亡问题:
onServiceDisconnected是ServiceConnection的内部方法,在服务端Service断开后就会调用。
23、AIDL中进行权限验证的方法
- 直接在onBind中进行权限验证,比如可以使用permission验证等等。如果验证不通过则bind服务就失败。
- 在服务端onTransact中验证
验证失败直接返回false,可以通过uid和pid验证,这样就可以验证包名也可以和第一种方法一样,验证permission。
24、AIDL使用流程
- 创建一个Service和一个AIDL接口
- 创建一个Binder(自定义)继承自AIDL接口中的Stub类,并实现其中抽象方法
- 在Service的onBind方法中返回该Binder类的对象
- 客户端绑定Service
- 建立连接后就可以访问远程服务端的方法
25、大量业务模块都需要使用AIDL进行进程间通信,如何在不创建大量Service的情况下解决。
- 可以将所有的AIDL放在一个Service中管理。
- 服务端Service提供一个queryBinder接口,根据不同业务返回相应的Binder对象。
- 就是使用Binder池
26、ContentProvider是什么
- ContentProvider是Android中提供的专门用于不同应用间数据共享的方式。
- 底层实现是Binder,但是使用比AIDL简单很多,系统进行了封装。
27、ContentProvider的使用
系统预置了许多ContentProvider,比如通讯录信息、日程表信息等。访问这些数据,只需要通过ContentResolver
的query、update、insert和delete方法。
28、自定义ContentProvider的步骤
- 继承ContentProvider
- 实现:onCreate-创建的初始化工作
- getType-返回url请求对应的MIME类型(媒体类型),比如图片、视频等。不关注该类型,可以返回null或者
“*/*”
- query-查数据
- insert-插入数据
- update-更新数据
- delete-删除数据
29、ContentProvider六种方法原理:
- 六种方法均运行在ContentProvider的进程中
- onCreate由系统回调并运行在主线程里
- 其余五种方法由外界回调,并运行在Binder线程池中
30、ContentProvider存储方式
底层很像SQLite数据库,但是存储方式没有限制,可以使用数据,也可以使用普通文件,甚至可以采用内存中的对象存储数据。
31、ContentProvider实例
- 第一个app用于提供Provider功能,主要包含两个文件:DbOpenHelper和PetProvider两个文件(底层使用数据库存储数据)。
- 第二个app使用Provider提供的数据
DbOpenHelper:
public class DbOpenHelper extends SQLiteOpenHelper{
private static final String DB_NAME = "pet_provider.db";
public static final String PET_TABLE_NAME = "pet";
public static final String MASTER_TABLE_NAME = "master";
private static final int DB_VERSION = 1;
private static final String CREATE_PET_TABLE = "create table if not exists "
+ PET_TABLE_NAME + "(_id integer primary key, name text)";
private static final String CREATE_MASTER_TABLE = "create table if not exists "
+ MASTER_TABLE_NAME + "(_id integer primary key, name text, sex int)";
public DbOpenHelper(Context context) {
//创建数据库(name和版本)
super(context, DB_NAME, null, DB_VERSION);
}
@Override
public void onCreate(SQLiteDatabase sqLiteDatabase) {
//创建数据库
sqLiteDatabase.execSQL(CREATE_MASTER_TABLE);
sqLiteDatabase.execSQL(CREATE_PET_TABLE);
}
@Override
public void onUpgrade(SQLiteDatabase sqLiteDatabase, int oldVersion, int newVersion) {
//TODO ignored
}
}
PetProvider:
继承自ContentProvider:将表的uri和uricode相绑定,overide五种方法并底层使用数据库实现。
public class PetProvider extends ContentProvider{
private static final String TAG = PetProvider.class.getSimpleName();
private SQLiteDatabase mDb;
/**
* privoder的数据访问通过uri来实现,因此自定义Provider也采用此方法:
* 用UriMatcher将Content_Uri和code相关联,这样通过uri就能知道访问哪个数据库表
*/
private static final String AUTHORITIES = "customPrivoderName";
private static final String PET_CONTENT_URI = "content://"+AUTHORITIES+"/pet";
private static final String MASTER_CONTENT_URI = "content://"+AUTHORITIES+"/master";
private static final int PET_CONTENT_CODE = 0;
private static final int MASTER_CONTENT_CODE = 1;
private static final UriMatcher sUrilMatcher = new UriMatcher(UriMatcher.NO_MATCH);
static{
sUrilMatcher.addURI(AUTHORITIES, "pet", PET_CONTENT_CODE); //指明authorites+路径:pet和CODE对应
sUrilMatcher.addURI(AUTHORITIES, "master", MASTER_CONTENT_CODE);
}
/**
* 根据uri获得相应的table name
*/
private String getTableName(Uri uri){
String tableName = null;
switch (sUrilMatcher.match(uri)){
case PET_CONTENT_CODE:
tableName = DbOpenHelper.PET_TABLE_NAME;
break;
case MASTER_CONTENT_CODE:
tableName = DbOpenHelper.MASTER_TABLE_NAME;
break;
default:break;
}
return tableName;
}
@Override
public boolean onCreate() {
Log.i(TAG,"onCreate()");
//创建数据库
mDb = new DbOpenHelper(getContext()).getReadableDatabase();
return true;
}
@Override
public Cursor query(Uri uri, String[] projection, String selection, String[] selectionArgs, String sortOrder) {
Log.i(TAG,"query():"+uri);
String tableName = getTableName(uri);
if(tableName == null){
throw new IllegalArgumentException("Unsupported URI:" + uri);
}
return mDb.query(tableName, projection, selection, selectionArgs, null, null, sortOrder, null);
}
@Override
public String getType(Uri uri) {
Log.i(TAG,"getType()");
return null;
}
@Override
public Uri insert(Uri uri, ContentValues contentValues) {
Log.i(TAG,"insert()");
String tableName = getTableName(uri);
if(tableName == null){
throw new IllegalArgumentException("Unsupported URI:" + uri);
}
mDb.insert(tableName, null, contentValues);
getContext().getContentResolver().notifyChange(uri, null);
return uri;
}
@Override
public int delete(Uri uri, String selection, String[] selectionArgs) {
Log.i(TAG,"delete()");
String tableName = getTableName(uri);
if(tableName == null){
throw new IllegalArgumentException("Unsupported URI:" + uri);
}
int count = mDb.delete(tableName, selection, selectionArgs);
if(count > 0){
getContext().getContentResolver().notifyChange(uri, null);
}
return count;
}
@Override
public int update(Uri uri, ContentValues contentValues, String selection, String[] selectionArgs) {
Log.i(TAG,"update()");
String tableName = getTableName(uri);
if(tableName == null){
throw new IllegalArgumentException("Unsupported URI:" + uri);
}
int row = mDb.update(tableName, contentValues, selection, selectionArgs);
if(row > 0){
getContext().getContentResolver().notifyChange(uri, null);
}
return row;
}
}
AndroidMainifest权限:
<provider
android:authorities="customPrivoderName"
android:name=".PetProvider"
android:exported="true"
>
provider>
在客户端使用ContentProvider(增删改查):
增:
ContentValues values = new ContentValues();
values.put("_id", 1);
values.put("name", "dog");
getContentResolver().insert(uri, values);
删:
//删除
getContentResolver().delete(uri, "_id=?", new String[]{"2"});
改:
//更新
ContentValues values = new ContentValues();
values.put("_id", 3);
values.put("name", "fox");
getContentResolver().update(uri, values, "_id=?",new String[]{"1"});
查找:
Cursor petCursor = getContentResolver().query(uri, new String[]{"_id", "name"}, null, null, null);
if(petCursor != null){
while(petCursor.moveToNext()){
Log.i("MainActivity", ""+petCursor.getInt(0));
Log.i("MainActivity", ""+petCursor.getString(1));
}
petCursor.close();
}
32、Sokcet就可以进行进程间通信
1、IPC各种方法的优缺点和适用场景:
名称 | 优点 | 缺点 | 适用场景 |
---|---|---|---|
Bundle | 简单易用 | 只能传输Bundle支持的数据类型 | 四大组件间的进程间通信 |
文件共享 | 简单易用 | 不适合高并发场景,无法做到进程间的即时通信 | 无并发访问情形,交换简单数据实时性不高的场景 |
AIDL | 功能强大,支持一对多并发通信,支持实时通信 | 适用稍复杂,需要处理好线程同步 | 一对多通信且有RPC需求 |
Messenger | 功能一般,支持一对多串行通信,支持实时通信 | 不能很好处理高并发情形,不支持RPC,数据通过Message传输因此只能传输Bundle支持的数据类型 | 低并发的一对多即时通信,无RPC需求,或者无须要返回结果的RPC需求 |
ContentProvider | 在数据源访问方面功能强大,支持一对多并发数据共享,可通过Call方法扩展其他操作 | 可以理解为受约束的AIDL,主要提供数据源的CRUD操作 | 一对多的进程间的数据共享 |
Socket | 功能强大,可以通过网络传输字节流,支持一对多并发实时通信 | 实现细节稍微繁琐,不支持直接的RPC | 网络数据交换 |