IPC机制1

Posted 2020-10-16 xxbbtt

1、android IPC简介

　　Inter-Process Communication的缩写就是IPC，含义是进程间通信或是跨进程间通信，是指两个进程进行交换数据的过程。

• 进程是什么？

　　进程在pc上就是一个程序，在Android就是一个应用。线程表示的是cpu调度的最小单元，进程指一个执行单元。一个进程可包含多个线程，也可以只有一个线程。

　　所以Android IPC就可以理解为不同应用间的通信，但一个应用也有多进程模式，所以IPC不仅是应用间的通信，不过这个没必要纠结，反正就是跨进程间通信。

 

2、Android中的多进程模式

• 开启多线程模式

　　我们可以在AndroidManifest中修改Activity的属性，轻易的开启多线程模式。

<activity
　　android:name=".MainActivity">
　　<intent-filter>
　　　　<action android:name="android.intent.action.MAIN" />
　　　　<category android:name="android.intent.category.LAUNCHER" />
　　</intent-filter>
</activity>
<activity
　　android:name=".Main2Activity"
　　android:process="com.xw.test" />
<activity
　　android:name=".Main3Activity"
　　android:process=":test" />

　　android:process指定这个属性就可以开启多进程模式，

　　将三个Activity依次启动，然后使用adb shell可以看到

　　这是MainActivity运行在这个应用的默认进程中，进程名就是包名

　　这是Main2Activity运行在com.xw.test中

　　这是Main3Activity运行在com.example.administrator.test:test中

　　Main3Activity使用的“：”的含义是指要在当前的进程名之前附加上当前的包名。以“：”开头的进程属于当前应用的私有进程，其他应用的组件不可以和它跑在同一进程中，而不以“：”开头的进程属于全局进程，其他应用通过ShareUID方式可以和它跑在同一进程中。

　　Android系统会为每一个应用分配一个唯一的UID，具有相同UID的应用才能共享数据，两个应用通过ShareUID方式可以跑在同一进程中还需要签名相同，在这种情况下它们可以互相访问对方的私有数据，比如data目录、组件信息等。

•  多线程运行机制

　　如果新建一个类，这个类中有一个public的静态成员变量，

public class Data {
    public static int Id = 1;
}

　　然后我们在MainActivity的onCreate中将其赋值为2然后打印出来，然后我们再Main2Activity中直接打印出来。我们会发现原本应该是共享的静态变量，MainActivity修改为2打印也是2，Main2Activity打印还是1.

　　其实，android会为每一个应用（或者说线程）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空间，也就是说其实MainActivity和Main2Activity访问的但是两个名字相同的变量而已

　　一般来说，多进程会造成如下几方面的问题：

　　（1） 静态成员和单例模式失效：就上面的这种情况

　　（2） 线程同步机制完全失效：已经不是一块内存了，所以无论是锁对象还是锁全局类都无法保证线程同步。

　　（3）SharePreferences的可靠性下降：SharePreferences的底层是通过读/写XML文件出现的，并发写显然是会出问题的，甚至并发读/写都有可能出现问题。

　　（4）Application会多次创建：当一个组件在跑一个新的进程的时候，分配独立的虚拟机，其实就是启动一个应用的过程，相当于系统把这个应用重启了一遍，就创建了新的Application。

 

3、Binder

　　Binder是Android中的一个类，它实现了IBinder接口，Binder是Android中的一种跨进程通信方式

　　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服务端业务调用的Binder对象，通过这个Binder对象，客户端就可以获取服务端提供的服务和数据。

　　这里使用AIDL来分析Binder的工作机制，

　　先新建一个包并定义一个Book类，并实现Parcelable接口

public class Book implements Parcelable {

    public int bookId;
    public String bookName;

    public Book(int bookId, String bokName){
        this.bookId = bookId;
        this.bookName = bookName;
    }

    @Override
    public int describeContents() {
        return 0;
    }

    @Override
    public void writeToParcel(Parcel parcel, int i) {
        parcel.writeInt(bookId);
        parcel.writeString(bookName);
    }

    public static final Parcelable.Creator<Book> CREATOR = new Parcelable.Creator<Book>(){

        @Override
        public Book createFromParcel(Parcel parcel) {
            return new Book(parcel);
        }

        @Override
        public Book[] newArray(int i) {
            return new Book[i];
        }
    };

    private Book(Parcel parcel){
        bookId = parcel.readInt();
        bookName = parcel.readString();
    }
}

View Code

　　然后再创建Book.aidl和IBookManager.aidl

//Book.aidl
package com.xw.book.aidl;

parcelable Book;

//IBookManager.aidl
package com.xw.book.aidl;

import com.xw.book.aidl.Book;

interface IBookManager{
    List<Book> getBookList();
    void addBook(in Book book);
}

　　Book.aidl是Book在AIDL中的声明，IBookManager.aidl是定义的一个接口。

　　再点击安装到手机之后，在gen目录下的com.xw.book.aidl包中有一个IBookManager.java的类，这个是系统自动生成的

/*
 * This file is auto-generated.  DO NOT MODIFY.
 * Original file: C:\\\\Users\\\\Administrator\\\\Desktop\\\\test\\\\app\\\\src\\\\main\\\\aidl\\\\com\\\\xw\\\\book\\\\aidl\\\\IBookManager.aidl
 */
package com.xw.book.aidl;
public interface IBookManager extends android.os.IInterface
{
/** Local-side IPC implementation stub class. */
public static abstract class Stub extends android.os.Binder implements com.xw.book.aidl.IBookManager
{
private static final java.lang.String DESCRIPTOR = "com.xw.book.aidl.IBookManager";
/** Construct the stub at attach it to the interface. */
public Stub()
{
this.attachInterface(this, DESCRIPTOR);
}
/**
 * Cast an IBinder object into an com.xw.book.aidl.IBookManager interface,
 * generating a proxy if needed.
 * 
 */
public static com.xw.book.aidl.IBookManager asInterface(android.os.IBinder obj)
{
if ((obj==null)) {
return null;
}
android.os.IInterface iin = obj.queryLocalInterface(DESCRIPTOR);
if (((iin!=null)&&(iin instanceof com.xw.book.aidl.IBookManager))) {
return ((com.xw.book.aidl.IBookManager)iin);
}
return new com.xw.book.aidl.IBookManager.Stub.Proxy(obj);
}
@Override public android.os.IBinder asBinder()
{
return this;
}

@Override public boolean onTransact(int code, android.os.Parcel data, android.os.Parcel reply, int flags) throws android.os.RemoteException
{
switch (code)
{
case INTERFACE_TRANSACTION:
{
reply.writeString(DESCRIPTOR);
return true;
}
case TRANSACTION_getBookList:
{
data.enforceInterface(DESCRIPTOR);
java.util.List<com.xw.book.aidl.Book> _result = this.getBookList();
reply.writeNoException();
reply.writeTypedList(_result);
return true;
}
case TRANSACTION_addBook:
{
data.enforceInterface(DESCRIPTOR);
com.xw.book.aidl.Book _arg0;
if ((0!=data.readInt())) {
_arg0 = com.xw.book.aidl.Book.CREATOR.createFromParcel(data);
}
else {
_arg0 = null;
}
this.addBook(_arg0);
reply.writeNoException();
return true;
}
}
return super.onTransact(code, data, reply, flags);
}
private static class Proxy implements com.xw.book.aidl.IBookManager
{
private android.os.IBinder mRemote;
Proxy(android.os.IBinder remote)
{
mRemote = remote;
}
@Override public android.os.IBinder asBinder()
{
return mRemote;
}
public java.lang.String getInterfaceDescriptor()
{
return DESCRIPTOR;
}
@Override public java.util.List<com.xw.book.aidl.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<com.xw.book.aidl.Book> _result;
try {
_data.writeInterfaceToken(DESCRIPTOR);
mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_getBookList, _data, _reply, 0);
_reply.readException();
_result = _reply.createTypedArrayList(com.xw.book.aidl.Book.CREATOR);
}
finally {
_reply.recycle();
_data.recycle();
}
return _result;
}
@Override public void addBook(com.xw.book.aidl.Book book) throws android.os.RemoteException
{
android.os.Parcel _data = android.os.Parcel.obtain();
android.os.Parcel _reply = android.os.Parcel.obtain();
try {
_data.writeInterfaceToken(DESCRIPTOR);
if ((book!=null)) {
_data.writeInt(1);
book.writeToParcel(_data, 0);
}
else {
_data.writeInt(0);
}
mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_addBook, _data, _reply, 0);
_reply.readException();
}
finally {
_reply.recycle();
_data.recycle();
}
}
}
static final int TRANSACTION_getBookList = (android.os.IBinder.FIRST_CALL_TRANSACTION + 0);
static final int TRANSACTION_addBook = (android.os.IBinder.FIRST_CALL_TRANSACTION + 1);
}
public java.util.List<com.xw.book.aidl.Book> getBookList() throws android.os.RemoteException;
public void addBook(com.xw.book.aidl.Book book) throws android.os.RemoteException;
}

View Code

• DESCRIPTOR

　　　　Binder的唯一标识，一般使用当前Binderd的类名表示。

• asInterface(android.os.IBinder obj)

　　　　用于将服务端的Binder对象转换成客户端需要的AIDL接口类型的对象，这种转换是区分进程的，如果服务端和客户端位于同一进程，那么该方法会返回服务端的Stub对象本身，否则返回的是系统封装后的Stub.proxy对象。

• onTransact

　　　　这个方法运行在服务端的Binder线程池中,当客户端发起跨进程请求时，远程请求会通过系统底层封装后交由此方法来处理， 服务端通过code可以确定客户端请求的目标方法是什么，从data中取出目标方法所需要的参数，然后执行目标方法没目标方法执行完后，就向reply中写入结果如果此方法返回false，那么客户端的请求就会失败

• Proxy

　　　　这个类中有两个方法分别是getBookList和addBook，两个方法的执行过程是一样的，说一个就行，方法将运行在客户端，先创建该方法所需要的输入型Parcel对象_data、输出型Parcel对象_reply,和返回值对象，然后把该方法的参数信息写入_data，然后调用transact方法来发起RPC(远程过程调用)请求；然后服务端的onTransact方法会被调用，知道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中的结果

　　以上就是Binder的工作机制，然后还有两点需要注意：当客户端发出请求的时候，由于当前线程会被挂起直至服务端进程返回数据，所以如果一个远程方法是很耗时的，那么不能在UI线程中发起此远程请求，其次，由于服务端的Binder方式运行在Binder的线程池中，所以Binder方法不管是否耗时都应该采用同步的方法去实现，因为它已经运行在一个线程中了。

　　

Binder的工作机制

　　图片来源：http://blog.csdn.net/u012827296/article/details/51259006

 参考书籍：Android 开发艺术探索