Android的跨进程通信

Dear 丶 2022-07-16 15:09 142阅读 0赞

# **Android系统的跨进程简介** #

## **为什么不能直接跨进程通信？** ##

为了安全考虑，应用之间的内存是无法互相访问的，各自的数据都存在于自身的内存区域内。

## **如何跨进程通信？** ##

要想跨进程通信，就要找到一个大家都能访问的地方，例如硬盘上的文件，多个进程都可以读写该文件，通过对该文件进行读写约定好的数据，来达到通信的目的。

Android中的跨进程通信采用的是Binder机制，其底层原理是共享内存。

# **Binder机制** #

*  Android中的跨进程通信采用的是Binder机制。
 *  Binder在linux层面属于一个驱动，但是这个驱动不是去驱动一个硬件，而且驱动一小段内存。
 *  不同的应用通过对一块内存区域进行数据的读、写操作来达到通信的目的。
 *  不同的应用在同一内存区域读写数据，为了告知其他应用如何理解写入的数据，就需要一个说明文件，这就是AIDL。当两个应用持有相同的AIDL文件，就能互相理解对方的的意图，就能做出相应的回应，达到通信的目的。

# **系统服务** #

## **什么是系统服务？** ##

由android系统提供的服务，以供应用程序调用，来操作手机。如果应用能直接操作手机，后果将不堪设想，为了安全性和统一性，所有手机操作都将由系统来完成，应用通过发送消息给系统服务来请求操作。系统服务就是系统开放给应用端的操作接口，类似于Web服务开放出来的接口。

我们通过context. getSystemService可以获取到系统服务的代理对象，该代理对象内部有一个系统服务的远程对象引用。代理对象和系统服务有相同的api接口，我们调用代理对象，代理对象会调用远程对象，远程对象通知系统服务，这样操作起来就像直接访问系统服务一样轻松。

# **系统服务和应用端的通信机制** #

![系统服务和应用端的通信机制][SouthEast]

*  系统服务XxxService

是一个Binder类的子类，一旦创建后，就开启一个线程死循环用来检测某段内存是否有数据写入

*  Binder驱动

自身创建时，创建一个XxxRemote远程对象，存放到Binder驱动中，XxxRemote远程对象可以和XxxService系统服务通信

*  应用端

通过context. getSystemService()获取XxxServiceProxy对象，该对象内部引用了XxxRemote对象， XxxServiceProxy和XxxService具有相同的API，我们调用XxxServiceProxy时，XxxServiceProxy就调用XxxRemote并等待XxxRemote返回。XxxRemote会往某段内存中写入数据，写完后就开始监视该内存区域，Binder驱动会把XxxRemote写入的数据拷贝到XxxService监视着的内存区域，当XxxService一旦发现有数据，就读取并进行处理，处理完毕后，就写入该区域，这是Binder驱动又会把该数据拷贝到XxxRemote监视的内存区域，当XxxService发现内存区域有数据读取该区域数据，并把内容返回给XxxServiceProxy。这样就完成了一次进程间的通信。

所以一个系统服务会产生两个Binder对象，一个是运行在系统中的系统服务本身，一个是存放到Binder驱动中的远程对象。所不同的是系统服务Binder对象对开启一个线程监听消息，远程对象不会，它是运行在调用者的线程中。

客户端也可以不使用系统服务的远程Binder对象，而是自己创建一个Binder对象，通过Binder驱动和系统服务进行关联，这样的好处客户端可以随时通知系统服务，系统服务也可以随时通知客户端，而不是像上面所说的系统服务只能被动的等着客户端调用。

# **Binder间的通信机制** #

![SouthEast 1][]

Binder对象都有各自的内存区域，当Binder1想要向Binder2发送数据时，就会把数据写入自己的内存区域，然后通知Binder驱动，Binder驱动会把数据拷贝到Binder2的内存区域，然后通知Binder2进行读取，Binder读取完毕后，将把数据写入binder2的内存区域，然后通知Binder驱动，Binder驱动将会把数据拷贝到Binder1的内存区域中。这样就完成了一次通信。

如果Binder1是系统服务，Binder2是系统服务的远程对象，这样任何应用程序在获取了Binder2的引用后，都可以和Binder1进行通信。但是缺点也很明显，只能由应用端请求系统服务，系统服务不能主动去联系应用端。WifiManagerService之类的就是采用这种方式。

还有一种方式是Binder1是系统服务，Binder2是应用端创建的Binder对象，他们两者通过Binder驱动进行连接后，应用端可以主动调系统服务，系统服务也可以主动调用应用端。WindowManagerService就是采用的这种方式。

## IPC ##

进程间通信或跨进程通信，是指两个进程间进行数据交换的过程。

PRC：远程过程调用

## 多进程 ##

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。而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。

*  Intent
 *  Bundle
 *  共享文件
 *  SharedPrefrence
 *  ContentProvider
 *  Messenger
 *  AIDL
 *  Binder
 *  Socket

![进程间通信][SouthEast 2]

### Android中的多进程模式 ###

*  一个应用中存在多个进程的情况
 *  多个应用间的多进程

android:process=":remote" 私有进程
    android:process="com.google.googleplay.remote" 全局进程

## 序列化 ##

序列化，反序列化，持久化

### Serializable ###

Java提供的一个序列化接口

序列化流

*  ObjectInputStream
 *  ObjectOutputStream

### Parcelable ###

Android提供的序列化接口

## Binder ##

实现IBinder接口，是Android的一种跨进程通信方式，是客户端和服务端进行通信的媒介

*  IBinder
 *  Binder
 *  Stub

当客户端发起远程请求时，由于当前线程会被挂起直至服务端进程返回数据，所有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；由于服务端的Binder运行在Binder的线程池中，所以Binder方法不管是否耗时都采用同步的方式去实现，因为它已经运行在一个线程中了

![Binder工作原理][Binder]

Binder死亡代理

*  linkToDeath()
 *  unlinkToDeath()

### 共享文件 ###

一个进程序列化对象到sd上的一个文件，另一个进程反序列化sd上的一文件

### Messenger ###

底层实现是AIDL，一次处理一个请求，不用考虑线程同步的问题，主要作用是传递消息

![Messenger工作原理][Messenger]

### AIDL ###

*  只支持方法，不支持静态常量
 *  AIDL的包结构在服务端和客户端要保持一致

RemoteCallbackList

*  实现了同步功能

[SouthEast]: /images/20220709/e6b6a7992a964548ae6fdd2eb8236a72.png
[SouthEast 1]: /images/20220709/8c700f397ea247ee89d64cb6ecda3675.png
[SouthEast 2]: /images/20220709/9822569734034895ad5cacd89151337a.png
[Binder]: /images/20220709/1d4684f5a4e748e0b2cfa6e876862120.png
[Messenger]: /images/20220709/cc61d65f2f13409b8856f1bf53f8e6e8.png