Android开发艺术探索-IPC机制

作者: kdroid | 来源:发表于2016-07-28 21:41 被阅读57次

什么是IPC

Inter-Process Comminication 进程间通信

各平台进程间如何通信

Windows
剪切板、管道和油槽

Linux
命名管道、共享内容和信号量

Android
基于Linux，常用Binder和Socket

Android应用如何开启多进程

通过给四大组件指定android:process
通过JNI在native层fork一个新的进程 不推荐

指定android:processs

系统将为每个进程名生成一个进程，进程名相同将运行在同一进程中

样式	实际进程名
`:remote`	`${packageName}:remote`
`com.a.b.remote`	`com.a.b.remote`

同程序多进程的危害

情况	原因
静态成员和单例失效	在不同的虚拟机中
线程同步机制完全失效	锁无法保证同步，因为在不同的虚拟机中
线程同步机制完全失效	锁无法保证同步，因为在不同的虚拟机中
SharedPreferences数据丢失	多个进程对同一个文件进行读写引起
Application多次创建	每个虚拟机都会创建一次3

对象序列化

Serializable : 常用于存储和网络通信
Parcelable ：常用于内存通信，由于在内存中序列化，效率更高
Bundle

ipc方式的优缺点和适用场景

名称	优点	缺点	设用场景
Bundle	简单易用	只能传输Bundle支持的数据类型	四大组件间的进程通信
文件共享	简单易用	不适合高并发的情况，并且无法做到进程间的即时通讯	无并发访问情况下，交换简单的数据实时性不高的情况
AIDL	功能强大,支持一对多并发通信，支持实时通讯	需要处理好线程同步	一对多通信且有Rpc需求
Messager	支持一对多串行通信，支持实时通讯	不能很好处理高并发情况，不支持Rpc，数据通过Message进行传输，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，或者无需返回结果的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	主要提供数据源的Crud	一对多的进程间数据共享
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讯	实现细节有点繁琐，不支持直接的Rpc	网络数据交换

Binder各角度理解

IPC 是一种跨进程通信方式，也可理解为虚拟的物理设备/dev/binder
Android Framework 是ServiceManager连接各种Mangager的桥梁
应用层 是客户端和服务端进行通信的媒介AIDL

AIDL使用解析

文件共享

适合在数据同步要求不高的进程之间进行通信
SharedPreference也是文件共享，但由于Android对他有一层内存缓存，所以多进程操作很容易丢失数据。

使用Messenger

是轻量级IPC方案，顶层使用AIDL实现
串行(Handler)处理请求，大量并发请求状况不适用

public class MessengerService extends Service {
    private static class MessengerHandler extends Handler {
        @Override
        public void handleMessage(Message msg) {
            //  回数据
            switch (msg.what) {
                case 0:
                    System.out.println(msg.getData().getString("request"));
                    Messenger client = msg.replyTo;
                    Message replyMsg = Message.obtain(null, 1);
                    Bundle data = new Bundle();
                    data.putString("result", "i've received you request");
                    replyMsg.setData(data);
                    try {
                        client.send(replyMsg);
                        break;
                    } catch (RemoteException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                default:
                    super.handleMessage(msg);
            }
        }
    }

    private final Messenger mMessenger = new Messenger(new MessengerHandler());

    @Nullable
    @Override
    public IBinder onBind(Intent intent) {
        return mMessenger.getBinder();
    }
}

<service android:name=".MessengerService"
  android:process=":remote"/>

public class MainActivity extends AppCompatActivity {
    private Messenger mMessenger;

    private Messenger mGetReplyMessenger = new Messenger(new ClientMsgHandler());

    private ServiceConnection mServiceConnection = new ServiceConnection() {
        @Override
        public void onServiceConnected(ComponentName name, IBinder service) {
            //  发数据
            mMessenger = new Messenger(service);
            Message msg = Message.obtain(null, 0);
            Bundle data = new Bundle();
            data.putString("request", "i'm client, send a msg");
            msg.setData(data);
            msg.replyTo = mGetReplyMessenger;
            try {
                mMessenger.send(msg);
            } catch (RemoteException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }

        @Override
        public void onServiceDisconnected(ComponentName name) {
        }
    };

    static class ClientMsgHandler extends Handler {
        @Override
        public void handleMessage(Message msg) {
            switch (msg.what) {
                case 1:
                    Bundle data = msg.getData();
                    System.out.println(data.getString("result"));
                    break;
                default:
                    super.handleMessage(msg);
            }
        }
    }

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);

        Intent intent = new Intent(MainActivity.this, MessengerService.class);
        bindService(intent, mServiceConnection, Context.BIND_AUTO_CREATE);
    }

    @Override
    protected void onDestroy() {
        unbindService(mServiceConnection);
        super.onDestroy();
    }
}

AIDL跨进程回调

封装一个集合存储回调
由于跨进程对象会经过序列化和反序列化（普通集合移除时传入对象和集合中对象不同），所以需要使用RemoteCallbackList来避免回调对象移除失败
RemoteCallbackList : 内部有个ArrayMap结构专门用来保存AIDL回调，这个Map的key是Ibinder类型，value是CallBack类型。其中CallBack中封装了真正的Listener远程对象
服务端

// IOnChangeListener.aidl  回调接口
package com.rtfsc.passwordinputview;
interface IOnChangeListener {
    void onChange(String aString);
}

// IMyAidlInterface.aidl 远程服务接口
package com.rtfsc.passwordinputview;
import com.rtfsc.passwordinputview.IOnChangeListener;
interface IMyAidlInterface {
    void doSomething(String str);
    void registerListener(IOnChangeListener listener);
    void unregisterListener(IOnChangeListener listener);
}

// AidlService.java 远程服务Service
public class AidlService extends Service {
    private RemoteCallbackList<IOnChangeListener> mCallbackList = new RemoteCallbackList<>();

    private Binder mBinder = new IMyAidlInterface.Stub() {

        @Override
        public void doSomething(String str) throws RemoteException {
            System.out.println("AidlService.doSomething@" + str);
        }

        @Override
        public void registerListener(IOnChangeListener listener) throws RemoteException {
            listener.onChange("call back register");
            System.out.println("AidlService.registerListener@" + mCallbackList.register(listener));

        }

        @Override
        public void unregisterListener(IOnChangeListener listener) throws RemoteException {
            listener.onChange("call back unregister");
            System.out.println("AidlService.unregisterListener@" + mCallbackList.unregister(listener));
        }
    };

    @Nullable
    @Override
    public IBinder onBind(Intent intent) {
        return mBinder;
    }
}

// AndroidManifest.xml
<service    
  android:name=".AidlService"    
  android:process=":remote"/>

客户端

public class MainActivity extends AppCompatActivity {
    IMyAidlInterface iMyAidlInterface;
    private ServiceConnection mServiceConnection = new ServiceConnection() {
        @Override
        public void onServiceConnected(ComponentName name, IBinder service) {
            iMyAidlInterface = IMyAidlInterface.Stub.asInterface(service);
            try {
                iMyAidlInterface.registerListener(mListener);
            } catch (RemoteException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }

        @Override
        public void onServiceDisconnected(ComponentName name) {

        }
    };

    private IOnChangeListener mListener = new IOnChangeListener.Stub() {
        @Override
        public void onChange(String aString) throws RemoteException {
            System.out.println(aString);
        }
    };

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);

        Intent intent = new Intent(MainActivity.this, AidlService.class);
        bindService(intent, mServiceConnection, Context.BIND_AUTO_CREATE);
    }

    @Override
    protected void onDestroy() {
        try {
            if (iMyAidlInterface != null) {
                iMyAidlInterface.unregisterListener(mListener);
            }
        } catch (RemoteException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        unbindService(mServiceConnection);
        super.onDestroy();
    }
}

Log

07-28 18:04:24.017 6844-6844/com.rtfsc.passwordinputview I/System.out: call back register
07-28 18:04:24.017 6873-6890/com.rtfsc.passwordinputview:remote I/System.out: AidlService.registerListener@true
07-28 18:04:29.027 6844-6844/com.rtfsc.passwordinputview I/System.out: call back unregister
07-28 18:04:29.027 6873-6890/com.rtfsc.passwordinputview:remote I/System.out: AidlService.unregisterListener@true

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