《Android开发艺术探索》读书笔记----第二章：Android IPC 简介、多进程模式

Android IPC 简介

• 定义
  IPC 是 Inter-Process Communication 的缩写，含义为进程间通信或者跨进程通信，是指两个进程之间交换数据的过程。
• 进程和线程
  根据操作系统的描述，线程是CPU调度的最小单元，同时线程是一种有限的系统资源。进程一般指一个执行单元，在PC和移动设备上指一个程序或者一个应用。一个进程可以包含多个线程，因此，进程和线程是包含与被包含的关系。在Android里面，主线程也叫UI线程，在UI线程里面才能操作界面元素。
• ANR异常（Application Not Responding）
  如果一个进程要执行大量的耗时任务，如果把这些任务放在主线程中去执行就很容易造成界面无法响应，即应用程序无响应，ANR异常。

IPC 不是 Android 所特有的，任何一个操作系统都需要有响应的 IPC 机制，比如 Windows 上可以通过剪贴板、管道、邮槽等来进行进程间通信。Linux 上可以通过命名管道、共享内存、信号量等来进行进程间通信。不同的操作系统有不同的进程间通信的方式，对于 Android 来说，它是一种基于 Linux 内核的移动操作系统，也有自己的进程间通信的方式。在 Android 中最有特色的进程间通信方式就是 Binder 了，通过 Binder 可以轻松的实现进程间通信，还有 Socket ，通过 Socket 也可以实现任意两个终端之间的通信，当然，同一个设备上的两个进程也可以通过 Socket 通信。

• 多进程的情况分为两种：
  1.一个应用因为某些原因需要采用多进程模式来实现，如某些模块由于特殊原因需要运行在单独的进程中、为了加大一个应用的内存所以通过多进程来获取多份内存空间。Android 对单个应用可使用的最大内存空间做了限制，早期可能是16MB，不同设备情况不同。
  2.当前应用要向其他应用获取数据，由于是两个应用所以必须采用多进程间通信，使用系统的 ContentProvider 去查询数据时其实也是一中进程间通信。

Android 中的多进程模式

通过给 Android 的四大组件设置 android:process 属性，我们可以轻易地开启多进程模式，但是使用过程中往往会出现许多未知的错误。

• 开启多进程模式
  Android 中的多进程是指一个应用中多个进程的情况，因此这里不讨论两个应用之间的多进程情况。
  在Android 中使用多进程只有一种方法，那就是给四大组件在 Menifest文件中指定 process 属性，我们无法给一个线程或者实体类指定其运行时所在的进程。另一种非常规的方法：通过JNI在 native 层去 fork 一个新的进程，属于特殊情况。

<activity  android:name=".SecondActivity" android:process="com.gechao.test.one" />
 <activity  android:name=".ThirdActivity" android:process=":one" />

当着两个 Activity 启动时，系统会分别为它们创建一个进程，加上一个默认的进程，就有三个进程，默认的进程名是包名，可以在DDMS中查看进程信息。

上边指定进程时出现了两种写法：

• 第一种是完整的写法，com.gechao.test.one
• 第二种是省略的写法，结果为：com.gechao.test:one 即 在：前边加上完整包名
• 区别
  以 ： 开头的进程属于当前应用的私有进程，其他应用和组件不可以和它跑在同一个进程中
  而第一种写法的进程属于全局进程，其他应用可以通过ShareUID 方式和它跑在同一个进程中。

多进程模式的运行机制

当应用开启多进程之后会出现很多奇怪的现象。
假如我们添加一个 Activity 为 SecondActivity，指定一个新的进程，同时新建一个类，里面存放有一个 public 的静态变量，

public class Manager {
    public static int Uid = 1;
}

• 然后在MainActivity 的 onCreate方法中修改 Uid的值为2，然后启动 SecondActivity，打印 Uid的值，会发现 Uid的值还是1，按照正常逻辑，静态变量是在所有地方共享的，并且每一处的修改都会同步，正常的理解，Uid的值应该已经被改为2。
• 此问题出现的原因是 SecondActivity 运行在一个单独的进程中，我们知道，Android 为每一个应用分配一个独立的虚拟机，或者说为每一个进程分配一个独立的虚拟机，不同的虚拟机在内存分配上有不同的地址，这导致在不同的虚拟机中访问同一个类的对象会产生多份副本，拿本例来说，有一个默认的进程，即进程名为包名，SecondActivity 有一个单独的进程，两个进程都存在一个 Manager 类，并且这两个类互不干扰，在同一个进程中修改 Uid的值只会影响当前进程，不会对其他进程造成影响。

所有运行在不同进程中的四大组件，只要它们之间需要通过内存来共享数据，都会失败，这也是多进程带来的主要影响。正常情况下，四大组件不可能不通过一些中间层来共享数据，那么通过简单的指定进程名都会无法正常运行。当然，某些特殊情况下，某些组件之间不需要共享数据，可以直接通过在 Menifest 中指定进程名来实现多进程，但是这种场景不常见。

一般来说，使用多进程会带来以下的问题：

• 静态成员和单例模式完全失效。
• 线程同步机制完全失效。
• SharePreferences 的可靠性下降。
• Application会多次创建。

第一个问题已经分析完毕，第二个问题其实和第一个是类似的，既然不是一块内存了，那么不管是锁对象还是锁全局类都无法保证线程同步，因为不同进程锁的不是同一个对象。第三个是因为 SharePreferences 不支持两个进程同时去执行写操作，否则会导致一定几率的数据丢失，因为 SharePreferences 底层是通过读写XML文件实现的，并发写显然是容易出现问题的，甚至并发读/写都会出现问题。第四个问题：当一个组件跑在一个新的进程中的时候，由于系统要在创建新的进程的同时分配独立的虚拟机，所以这个过程 其实就是启动一个应用的过程，因此系统又把这个应用重新启动一遍，当然会自动创建新的 Application 。运行在同一个进程中的组件属于同一个虚拟机和同一个 Application 的，在不同进程中的组件是属于不同的 虚拟机和 Application 的，可以在 Application 的onCreate方法中做测试。

这里我们分析了多进程带来的问题，但是我们不能因为多进程有很多问题就不去使用，为了解决这个问题，系统提供了很多跨进程通信的方法，虽然不能直接共享内存，但是跨进程通信我们还是可以实现数据交互，实现跨进程通信的方式有很多，接下来会一一介绍。