Android进程间通讯IPC

 

1、IPC的说明

IPC是Inter-Process Communication的缩写，含义为进程间通讯或跨进程通讯，是指两个进程之间进行数据交换的过程。

IPC不是Android独有的，任何一个操做系统都须要有相应的IPC机制，好比Windows上能够经过剪贴板，管道和邮槽来进行进程间通讯；Linux上能够经过命名管道、共享内容、信号量等进行进程间通讯。

对于Android来讲，它是一种基于Linux内核的移动操做系统，但它的进程间通讯方式并不能彻底继承自Linux；相反，它有本身的进程间通讯方式。

在Android中能够经过Binder轻松的实现进程间通讯。Android还支持Socket，经过Socket能够实现任意两个终端之间的通讯，同一设备的两个进程经过Socket通讯天然也是能够的。

 

2、Android中IPC的使用

首先，只有面对多进程的状况才须要考虑进程间通讯。多进程的状况分为两种：

第一种是一个应用由于某些缘由，自身须要采用多进程模式来实现，好比有些模块须要运行在单独的进程中、或者为了加大一个应用的可以使用内存，须要经过多进程来获取多份内存空间。

另外一种是当前应用须要向其余的应用获取数据，因此必须采用跨进程的方式来获取数据，好比使用系统的ContentProvider去查询数据。

经过给四大组件在AndroidMenifest中指定android:process属性，能够轻易地开启多进程模式。

 

3、Android中IPC带来的问题

两个应用共享数据：Android系统会为每一个应用分配一个惟一的UID，具备相同UID的应用才能共享数据。两个应用经过ShareUID跑在同一个进程是有要求的，须要这两个应用有相同的ShareUID而且签名相同才能够。在这种状况下，他们能够相互访问对方的私有数据，好比data目录，组件信息等，无论他们是否跑在同一个进程。

Android系统为每一个应用分配了一个独立的虚拟机，或者说为每个进程都分配一个独立的虚拟机，不一样的虚拟机在内存分配上有不一样的地址空间，这就致使在不一样的虚拟机中访问同一个对象会产生多分副本。全部运行在不一样进程中的四大组件，只要它们之间须要经过内存来共享数据，都会共享失败，这也是多进程带来的主要影响。

通常来讲，使用多进程会形成以下的问题：

（1）静态成员和单例模式彻底失效（不一样的虚拟机中访问同一个对象会产生多分副本）

（2）线程同步机制彻底失效（不在同一块内存，无论是所对象仍是锁全局类都没法保证线程同步）

（3）SharePreferences的可靠性降低（不支持两个进程同时写操做）

（4）Application会屡次建立（由于建立新进程会分配独立虚拟机，至关于启动一个新的应用）

虽然说不能直接的共享内存，可是经过跨进程通讯仍是能够实现数据交互。

 

4、Android中各类IPC方式

一、使用Bundle

四大组件中三大组件Activity、Service、Receiver都支持在Intent中传递Bundle数据。

因为Bundle实现了Parcelable接口，因此它能够很方便的在不一样的进程间传输数据。固然咱们传输的数据必须可以被序列化，好比基本类型、实现了Parcelable接口的对象、实现了Serializable接口的对象以及一些Android支持的特殊对象。

二、使用文件共享

两个进程经过读写同一个文件来交换数据，好比A进程把数据写入文件，B进程经过读取这个文件来获取数据。

Android系统基于Linux，使得并发读写文件能够没有限制的进行，甚至两个线程同时对文件读写操做都是容许的，尽管可能出问题，所以文件共享方式适合在对数据同步要求不高的进程间进行通讯。

SharedPreferences也属于文件的一种，可是因为系统对它的读写有必定的缓存策略，即在内存中会有一份SharedPreferences文件的缓存；所以在多进程模式下，系统对它的读写就变得不可靠，会有很大概率丢失数据，不建议在进程间通讯中使用SharedPreferences。

三、使用Messenger

Messenger能够理解为信使，经过它能够再不一样进程中传递Message对象，在Message中放入咱们须要传递的数据，就能够实现数据的进程间传递了。

Messenger是一种轻量级的IPC方案，它的底层实现是AIDL。因为它一次处理一个请求，所以在服务端不须要考虑线程同步的问题，由于服务端不存在并发执行的情形。

四、使用AIDL

AIDL是 Android Interface definition language的缩写，它是一种android内部进程通讯接口的描述语言。AIDL能够处理发送到服务器端大量的并发请求（不一样与Messenger的串行处理方式），也能够实现跨进程的方法调用。

在Android中使用方法：建立一个Service和一个AIDL接口，接着建立一个类继承自AIDL接口中的Stub类并实现Stub中的抽象方法，在Service的onBind方法中返回这个类的对象，而后客户端绑定服务端Service，创建链接后就能够访问远程服务器了。

五、使用ContentProvider

ContentProvider是Android中提供的专门用于不一样应用间进行数据共享的方式，天生适合进程间通讯。

ContentProvider的底层实现也是Binder，可是它的使用过程比AIDL简单的多，由于系统作了封装，使得无需关心细节便可轻松实现IPC。ContentProvider主要以表格的形式组织数据，和数据库很相似，但ContentProvider对底层的数据存储方式没有任何要求，既可使用Sqlite数据库，也可使用文件方式，甚至可使用内存中的一个对象来存储。

六、使用Socket

Socket套接字，是网络通讯中的概念，分为流式套接字和用户数据奥套接字两种，对应于网络的传输控制层中的TCP和UDP协议。

两个进程能够经过Socket来实现信息的传输，Socket自己能够支持传输任意字节流。

===选择合适的IPC方式===，以下表

名称	优势	缺点	适用场景
Bundle	简单易用	只能传输Bundle支持的数据类型	四大组件的进程间通讯
文件共享	简单易用	不适合高并发场景，而且没法作到进程间 即时通讯	无并发访问清醒，交换简单的数据，实时性不搞的场景
AIDL	功能强大，支持一对多并发通讯，支持实时通讯	使用稍复杂，须要处理好线程同步	一对多通讯且有RPC需求
Messenger	功能通常，支持一对多串行通讯，支持实时通讯	不能很好的处理高并发情形，不支持RPC，数据经过Message进行传输，所以只能传输Bundle支持的数据类型	低并发的一对多即时通讯，无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， 可经过Call方法扩展其余操做	能够理解为受约束的AICL，主要提供数据的CRUD数据	一对多的进程间数据共享
Socket	功能强大，能够经过网络传输字节流，支持一对多并发实时通讯	实现细节稍微繁琐，不支持直接的RPC	网络数据交换

RPC(Remote Procedure Call，远程过程调用)是种C/S的编程模式，出于一种类比的愿望，在一台机器上运行的主程序，能够调用另外一台机器上准备好的子程序。

经过RPC能够充分利用非共享内存的多处理器环境，能够简便地将你的应用分布在多台工做站上，应用程序就像运行在一个多处理器的计算机上同样。

 

 5、Binder介绍

Binder是Android系统进程间通讯方式之一。Linux已经拥有的进程间通讯IPC手段包括： 管道（Pipe）、信号（Signal）、跟踪（Trace）、插口（Socket）、报文队列（Message）、共享内存（Share Memory）和信号量（Semaphore）。

Binder框架定义了四个角色：Server，Client，ServiceManager以及Binder驱动。

其中Server，Client，ServiceManager运行于用户空间，驱动运行于内核空间。Binder就是一种把这四个组件粘合在一块儿的粘结剂了，其中，核心组件即是Binder驱动程序了，Service Manager提供了辅助管理的功能，Client和Server正是在Binder驱动和Service Manager提供的基础设施上，进行Client-Server之间的通讯。这四个角色的关系和互联网相似：Server是服务器，Client是客户终端，ServiceManager是域名服务器（DNS），驱动是路由器。

Binder的理解：

一、从IPC角度来讲，Binder是Android中的一种跨进程通讯方式，该方式在Linux中没有；

二、从Android Framework角度来讲，Binder是ServiceManager链接各类Manager和相应ManagerService的桥梁；

三、从Android应用层来讲，Binder是客户端和服务端进行通许in的媒介，当BindService的时候，服务端会返回一个包含了服务端业务调用的Binder对象，经过这个Bind而对象，客户端就能够获取服务端提供的服务或者数据，这里的服务包括普通服务和基于AIDL的服务。

 

在Android开发中，Binder主要用在Service中，包括AIDL和Messenger，普通服务中的Binder不涉及进程间通讯。

直观来说，Binder是Android中的一个类，实现了IBinder接口。

Binder的工做机制：

当客户端发起远程请求时，因为当前线程会被挂起直至服务端进程返回数据，因此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；

因为服务端的Binder方法运行在Binder的线程池中，因此Binder方法无论是否耗时都应该采用同步的方式去实现，由于它已经运行在一个线程中了。

 

6、具体实例

进程间通讯Demo实例