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Android中进程间通信（IPC）方式总结

2017-03-24  本文已影响635人  wangling90
不要懒惰
IPC为进程间通信或跨进程通信，是指两个进程进行进程间通信的过程。在PC和移动设备上一个进程指的是一个程序或者一个应用，所以我们可以将进程间通信简单的理解为：不同应用之间的通信，当然这种说法并不严谨。
在Android中，为每一个应用程序都分配了一个独立的虚拟机，或者说每个进程都分配一个独立的虚拟机，不同虚拟机在内存分配上都有不同的地址空间，这就导致在不同的虚拟机互相访问数据需要借助其他手段。下面分别介绍一下在Android中实现IPC的方式： 
1：基本数据类型（int, long, char, boolean, double等）
2：String和CharSequence
3：List：只支持ArrayList，并且里面的元素都能被AIDL支持
4：Map：只支持HashMap，里面的每个元素能被AIDL支持
5：Parcelable：所有实现Parcelable接口的对象```
下面看一个Demo例子：利用Bundle进行进程间通信

Intent intent = new Intent(MainActivity.this, TwoActivity.class);
Bundle bundle = new Bundle();
bundle.putString("data", "测试数据");
intent.putExtras(bundle);
startActivity(intent);```
注意：利用Bundle进行进程间通信是很容易的，大家应该注意到，这种方式进行进程间通信只能是单方向的简单数据传输，它使用时有一定的局限性。

 new Thread(new Runnable() {
       @Override
       public void run() {
            User user = new User(1, "user", false);
            File cachedFile = new File(CACHE_FILE_PATH);
            ObjectOutputStream objectOutputStream = null;
            try{
                objectOutputStream = new ObjectOutputStream
                               (new FileOutputStream(cachedFile));
                objectOutputStream.writeObject(user);
            }catch(IOException e){
                e.printStackTrace();
            }finally{
                objectOutputStream.close();
               }
        }
    }).start();

在B进程中创建一个线程进行读取数据：

       @Override
       public void run() {
            User user = null;
            File cachedFile = new File(CACHE_FILE_PATH);
            if(cachedFile.exists()){
                ObjectInputStream objectInputStream = null;
                try{
                     objectInputStream = new ObjectInputStream
                                (new FileInputStream(cachedFile));
                     user = objectInputStream.readObject(user);
                }catch(IOException e){
                     e.printStackTrace();
                }finally{
                     objectInputStream.close();
                }
             }
                
             try{
                objectOutputStream = new ObjectOutputStream
                     (new FileOutputStream(cachedFile));
                objectOutputStream.writeObject(user);
             }catch(IOException e){
                e.printStackTrace();
             }finally{
                objectOutputStream.close();
             }
        }
 }).start();

通过文件共享的这种方式来共享数据对文件的格式是有具体要求的，比如可以是文本文件，也可以是XML文件，只要读写双方约定数据格式即可。这种方式进行进程间通信虽然方便，可是也是有局限性的，比如并发读/写，这会导致比较严重的问题，如读取的数据不完整或者读取的数据不是最新的。因此通过文件共享的方式适合在数据同步要求不高的进程间通信，并且要妥善处理并发读/写问题。

public class MessengerService extends Service{  
    private Handler MessengerHandler = new Handler(){  
        @Override  
        public void handleMessage(Message msg) {  
           //消息处理.......            
    };  
    //创建服务端Messenger  
    private final Messenger mMessenger = new Messenger(MessengerHandler);  
    @Override  
    public IBinder onBind(Intent intent) {   
        //向客户端返回Ibinder对象，客户端利用该对象访问服务端  
        return mMessenger.getBinder();  
    }  
    @Override  
    public void onCreate() {  
        super.onCreate();  
    }  
}

客户端进程：在进程B中首先绑定远程进程Service，绑定成功后，根据Service返回的IBinder对象创建Messenger对象，并使用此对象发送消息，为了能收到Service端返回的消息，客户端也创建了一个自己的Messenger发送给Service端，Service端就可以通过客户端的Messenger向客户端发送消息了，具体的实现代码如下：

public class MessengerActivity extends Activity{  
    private ServiceConnection conn = new ServiceConnection(){  
        @Override  
        public void onServiceConnected(ComponentName name, IBinder service) {  
            //根据得到的IBinder对象创建Messenger  
            mService = new Messenger(service);  
            //通过得到的mService 可以进行通信
        }  
    };  
      
    //为了收到Service的回复，客户端需要创建一个接收消息的Messenger和Handler  
    private Handler MessengerHander = new Handler(){  
        @Override  
        public void handleMessage(Message msg) {  
             //消息处理
        }  
    };  
    private Messenger mGetMessenger = new Messenger(MessengerHander);  

    @Override  
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {  
        super.onCreate(savedInstanceState);  
        setContentView(R.layout.activity_messenger);  
        init();  
    }  
    private void init() {  
       intent = new Intent(MessengerActivity.this, MessengerService.class);  
       indService(intent, conn, Context.BIND_AUTO_CREATE); 
    }  
 
    @Override  
    protected void onDestroy(){  
        unbindService(conn);  
        super.onDestroy();  
    }  
}

下面给出一张Messenger的工作原理图，以便于更好的理解Messenger：

Messenger.png

Messenger内部消息处理使用Handler实现的，所以它是以串行的方式处理客服端发送过来的消息的，如果有大量的消息发送给服务器端，服务器端只能一个一个处理，如果并发量大的话用Messenger就不合适了，而且Messenger的主要作用就是为了传递消息，很多时候我们需要跨进程调用服务器端的方法，这种需求Messenger就无法做到了。

官方文档中对AIDL有这样一段介绍：
Using AIDL is necessary only if you allow clients from different applications to access your service for IPC and want to handle multithreading in your service. If you do not need to perform concurrent IPC across different applications, you should create your interface by implementing a Binder or, if you want to perform IPC, but do not need to handle multithreading, implement your interface using a Messenger. Regardless, be sure that you understand Bound Services before implementing an AIDL.

第一句最重要，“只有当你允许来自不同的客户端访问你的服务并且需要处理多线程问题时你才必须使用AIDL”，其他情况下你都可以选择其他方法，如使用Messenger，也能跨进程通信。可见AIDL是处理多线程、多客户端并发访问的。而Messenger是单线程处理。
AIDL很大的好处就是我们直接可以调用服务端进程所暴露出来的方法，下面简单介绍一下使用AIDL的使用方法：
服务端：
（1）：创建aidl接口文件
AIDL使用简单的语法来声明接口，描述其方法以及方法的参数和返回值。这些参数和返回值可以是任何类型的，甚至是其他AIDL生成的接口。重要的是必须导入所有非内置类型，哪怕是这些类型是与接口相同的包中。

package com.example.android;
interface IRemoteService {
    int getPid();
    void basicTypes(int anInt, long aLong, boolean aBoolean, float aFloat,
            double aDouble, String aString);
}

（2）：向客户端暴露接口

public class DDService extends Service {
    @Override
    public void onCreate() {
        super.onCreate();
        System.out.println("DDService onCreate........" 
               + "Thread: " + Thread.currentThread().getName());
    }
    @Override
    public IBinder onBind(Intent arg0) {
        System.out.println("DDService onBind");
        return mBinder;
    }
 
    private final IRemoteService.Stub mBinder = new IRemoteService.Stub() {
        public int getPid(){
            System.out.println("Thread: " + Thread.currentThread()
                                                        .getName());
            System.out.println("DDService getPid ");
            return Process.myPid();
        }
        public void basicTypes(int anInt, long aLong, boolean aBoolean,
            float aFloat, double aDouble, String aString) {
            System.out.println("Thread: " + Thread.currentThread().getName());
            System.out.println("basicTypes aDouble: " + aDouble 
                               +" anInt: " + anInt+" aBoolean " + aBoolean
                               +" aString " + aString);
        }
    };
}

这样我们的服务器端就完成了，把服务器端运行到手机上，等一会可以看一下打印信息。重点看“线程名”。

客户端：
客户端所做的事情就要简单很多了，首先需要绑定服务器端Service，绑定成功后将服务器端返回的Binder对象转成AIDL接口所属的类型，接着皆可以调用AIDL中的方法了。


public class MainActivity extends Activity {
    private IRemoteService remoteService;
    @Override
    public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
    }
     
    ServiceConnection conn = new ServiceConnection() {
         
        @Override
        public void onServiceDisconnected(ComponentName name) {
        }
         
        @Override
        public void onServiceConnected(ComponentName name, IBinder service) {
            remoteService = IRemoteService.Stub.asInterface(service);
            try {
                int pid = remoteService.getPid();
                int currentPid = Process.myPid();
                System.out.println("currentPID: " 
                                    + currentPid +"  remotePID: " + pid);
                remoteService.basicTypes(12, 1223, true, 12.2f, 12.3, 
                                   "我们的爱，我明白");
            } catch (RemoteException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println("bind success! " 
                           + remoteService.toString());
        }
    };
         
    /**
     * 监听按钮点击
     * @param view
     */
    public void buttonClick(View view) {
        System.out.println("begin bindService");
        Intent intent = new Intent("duanqing.test.aidl");
        bindService(intent, conn, Context.BIND_AUTO_CREATE);
    }
 
    @Override
    protected void onDestroy() {
        super.onDestroy();
        unbindService(conn);
    }
}

这样就实现了AIDL进行进程间通信了，是不是也很简单，不过这个看似简单，其实底层Android为我们做了很多的事情，核心就是Binder，感兴趣的读者可以学习一下Binder原理。

注意：onReceiver()方法中尽量不要做耗时操作，如果onReceiver()方法不能再10秒之内完成事件的处理，Android会认为该进程无响应，也就弹出我们熟悉的ANR对话框。如果我们需要在接收到广播消息后进行耗时的操作，我们可以考虑通过Intent启动一个Server来完成操作，不应该启动一个新线程来完成操作，因为BroadcastReceiver生命周期很短，可能新建线程还没有执行完，BroadcastReceivert已经销毁了，而如果BroadcastReceivert结束了，它所在的进程中虽然还有启动的新线程执行任务，可是由于该进程中已经没有任何组件，因此系统会在内存紧张的情况下回收该进程，这就导致BroadcastReceivert启动的子线程不能执行完成。

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