Android广播阻塞、延迟问题

Posted 2023-03-12

参考技术A         最近项目中，多次碰到app研发人员反馈广播从发送到接收器接收，间隔时间太长，要求系统进行优化，特别是开机阶段。对此，专门阅读了一下广播从发送到接收这个流程的源码，以彻底搞明白怎样让自己发送的广播尽快到达接收器。

涉及到的源码类不多，主要就是ActivityManagerService.java 和 BroadcastQueue.java。发送广播进程调用发送接口，通过IPC到达AMS,AMS根据Intent是否配置Intent.FLAG_RECEIVER_FOREGROUND，选择当前广播加入前台广播队列还是后台广播队列。根据当前广播是否有序，将广播加入广播队列的串行列表还是并行列表。广播队列和广播队列中的广播列表是影响广播接收时间的主要因素。

BroadcastQueue广播队列，负责将广播发送给广播接收器。AMS中有两个成员变量， 

BroadcastQueue mFgBroadcastQueue;//前台广播队列

BroadcastQueue mBgBroadcastQueue;//后台广播队列

前台广播队列和后台广播队列的区别有两处：1 超时时间，前台10s，后台60s. 2 是否延迟广播等待前一个广播进程完成。这两个区别已经说明前台广播对广播接收器要求更高，响应时间更短，如果广播要排队，时间上前台广播更短。同时系统默认使用后台广播队列，所以前台广播队列处理的广播要少，避免了可能的大量广播排队情况。

广播队列中的列表

//存放无序并发送给动态广播接收器的广播任务

final ArrayList<BroadcastRecord> mParallelBroadcasts = new ArrayList<BroadcastRecord>();

//存放无序发送给静态广播接收器的广播任务或者存放有序广播任务

final ArrayList<BroadcastRecord> mOrderedBroadcasts = new ArrayList<BroadcastRecord>();

mParallelBroadcasts 此列表中存放的是无序广播动态广播接收器任务，广播队列会在处理任务时通过嵌套循环，把每个广播通过ipc发送到关注它的所有进程。所有无序广播+动态广播接收器，广播不需要排队。这种情况是最快能让广播到达目标进程的方式。

mOrderedBroadcasts存放的广播任务特点：广播有序，或者广播接收器是静态注册的。此种类型的广播全部要在mOrderedBroadcasts中排队，广播之间按时间先后，同一个广播不同广播接收器按优先级。mOrderedBroadcasts存放的广播必须等一个广播任务处理完毕才能处理下一个，中间可能包含进程的启动等。

由此可见，广播最快的情况是前台广播、无序广播、动态注册广播接收器。最糟糕的情况是：后台广播、有序或静态注册广播接收器、广播接收器优先级低。如果一个应用只是简单的靠注册一个静态广播接收器拉起进程，对应的正是最糟糕的情况。如果又发生在开机阶段，自然延迟严重。

如果必须注册静态广播接收器，缩短时间的办法为：配置Intent.FLAG_RECEIVER_FOREGROUND，加入前台广播队列，设置广播优先级

源码：

广播发送：Context .sendBroadcast ->ActivityManagerNative.broadcastIntent->ActivityManagerService.broadcastIntent->ActivityManagerService.broadcastIntentLocked.到此阶段，跟发送广播的进程通信结束。此阶段AMS完成的工作主要是根据Intent查找该广播对应的动态广播接收器、静态广播接收器、以此发送该广播使用的广播队列。

private final int broadcastIntentLocked(

......//权限检查

......//特殊系统广播进行必要处理

if (sticky) //粘性广播处理

......

//查找静态注册的接收器

receivers = collectReceiverComponents(intent, resolvedType, users);

if (intent.getComponent() == null)

    // 查找动态广播接收器

            registeredReceivers = mReceiverResolver.queryIntent(intent,

                    resolvedType, false, userId);

       

//动态广播接收器

        int NR = registeredReceivers != null ? registeredReceivers.size() : 0;

        if (!ordered && NR > 0)  

//确定队列

            final BroadcastQueue queue = broadcastQueueForIntent(intent);

//创建广播任务BroadcastRecord

            BroadcastRecord r = new BroadcastRecord(queue, intent, callerApp,

                    callerPackage, callingPid, callingUid, resolvedType, requiredPermission,

                    appOp, registeredReceivers, resultTo, resultCode, resultData, map,

                    ordered, sticky, false, userId);

......

//广播任务加入并行列表中

                queue.enqueueParallelBroadcastLocked(r);

//启动异步发送广播任务

                queue.scheduleBroadcastsLocked();

registeredReceivers = null;

            NR = 0;

......

while (it < NT && ir < NR)

......

//根据优先级排序

          if (curt == null)

                    curt = (ResolveInfo)receivers.get(it);

               

                if (curr == null)

                    curr = registeredReceivers.get(ir);

               

                if (curr.getPriority() >= curt.priority)

                    // Insert this broadcast record into the final list.

                    receivers.add(it, curr);

//获取广播队列

            BroadcastQueue queue = broadcastQueueForIntent(intent);

//创建广播任务

            BroadcastRecord r = new BroadcastRecord(queue, intent, callerApp,

                    callerPackage, callingPid, callingUid, resolvedType,

                    requiredPermission, appOp, receivers, resultTo, resultCode,

                    resultData, map, ordered, sticky, false, userId);

//加入到广播队列串行列表中

                queue.enqueueOrderedBroadcastLocked(r);

//启动异步发送任务

                queue.scheduleBroadcastsLocked();

广播队列处理广播：

final void processNextBroadcast(boolean fromMsg)

......

//并行列表,遍历广播任务

            while (mParallelBroadcasts.size() > 0)

final int N = r.receivers.size();

//遍历接收器

                for (int i=0; i<N; i++)

//IPC调用发送给目标进程

deliverToRegisteredReceiverLocked(r, (BroadcastFilter)target, false);





//有串行广播任务正在执行

if (mPendingBroadcast != null)

             //接收广播的目标进程正常

                if (!isDead)

                    // It's still alive, so keep waiting 继续等待目前进程反馈

                    return;

               



             //取出第一个广播

                r = mOrderedBroadcasts.get(0);//判断是否超时，

                    if ((numReceivers > 0) && 

                            (now > r.dispatchTime + (2*mTimeoutPeriod*numReceivers)))

                         //广播超时

                          broadcastTimeoutLocked(false);//超时处理，终止当前广播，启动下一个任务。

                         

                if (r.receivers == null || r.nextReceiver >= numReceivers

                        || r.resultAbort || forceReceive)

                 //所有广播任务执行完毕



int recIdx = r.nextReceiver++;//下一个广播接收器

r.dispatchTime = r.receiverTime;//设置派发时间

setBroadcastTimeoutLocked(timeoutTime);//启动超时计时

if (nextReceiver instanceof BroadcastFilter)//动态广播接收器

deliverToRegisteredReceiverLocked(r, filter, r.ordered);//发送

return;



.//静态广播

            ResolveInfo info =

                (ResolveInfo)nextReceiver;

......

//检查进程是否已启动

            ProcessRecord app = mService.getProcessRecordLocked(targetProcess,

                    info.activityInfo.applicationInfo.uid, false);

            if (app != null && app.thread != null) /进程启动

               processCurBroadcastLocked(r, app);//发送静态广播

               return;

           

     if ((r.curApp=mService.startProcessLocked(targetProcess,//启动进程

                    info.activityInfo.applicationInfo, true,

                    r.intent.getFlags() | Intent.FLAG_FROM_BACKGROUND,

                    "broadcast", r.curComponent,

                    (r.intent.getFlags()&Intent.FLAG_RECEIVER_BOOT_UPGRADE) != 0, false, false))

                            == null)

                      //进程启动失败

                 

             //标志正在发送的串行广播

            mPendingBroadcast = r;

            mPendingBroadcastRecvIndex = recIdx;//正在发送的广播任务对应的接收器索引