Android IPC

以你之姓@ 2022-06-04 10:26 177阅读 0赞

> 选取总结自《Android开发艺术探索》。  
> 文本包含两部分，1、对知识点就行归纳汇总 2、讲解IPC知识点

另一篇博客以面试题形式对知识点进行了总结：[http://blog.csdn.net/feather\_wch/article/details/79190230][http_blog.csdn.net_feather_wch_article_details_79190230]

*  1-IPC简介
 *  2-Android中多进程模式
    
     *  1-开启多进程模式
 *  3-IPC基础概念介绍
    
     *  1-Serializable接口
     *  2-Parcelable
     *  3-Binder
        
         *  1-通过AIDL生成相应java文件
         *  2-Binder所在java文件的代码解析
            
             *  1-StubBinder解析
             *  2-Binder注意点
             *  3-Binder的两个重要方法
 *  4-Android中的IPC方法
    
     *  1-Bundle
     *  2-文件共享
     *  3-Messenger
        
         *  Messenger的使用实例
            
             *  1客户端
             *  2服务器端
             *  3AndroidManifest中注册Service
     *  4-AIDL
        
         *  1-AIDL进程间通信流程
            
             *  1-服务端
             *  2-客户端
         *  2-AIDL实例
            
             *  1-AIDL支持的数据类型
             *  2-AIDL编译报错
             *  3-远程服务端
             *  4-本地客户端
         *  3-AIDL实例3观察者模式
            
             *  1-代码按上列步骤所有代码可以直接复制
             *  2-RemoteCallbackList解除注册引发问题
                
                 *  RemoteCallbackList
         *  4-AIDL的注意点
         *  5-Binder意外死亡
            
             *  1-两者区别
             *  2-各自实现方法
         *  6-权限验证
     *  5-ContentProvider
        
         *  1-简介
         *  2-ContentProvider的使用
         *  3-实例宠物提供器
            
             *  1-DbOpenHelper
             *  2-PetProvider
             *  3-AndroidMainifest权限
             *  4-在客户端使用ContentProvider
     *  6-Socket
 *  5-Binder连接池
 *  6-选用合适的IPC方式

问题汇总：  
1、什么是IPC？

> Inter-Process Communication(进程间通信)

2、进程间通信是什么？

> 两个进程之间进行数据交换的过程

3、进程是什么？

> 一般指一个执行单元,也是系统分配资源的最小单位。

4、线程是什么？

> 是CPU调度的最小单元，而且是有限的系统资源。一个进程可以包含多个线程。

5、ANR导致的原因？如何避免？

> ANR-application not respongding是因为UI线程内部的耗时操作导致界面无响应。应该将耗时操作移到非UI线程即可。

6、什么时候需要用到多进程？

> 比如：当前应用需要从其他应用获取数据

7、开启多进程模式的方法

> 1.  给四大组件添加属性`android:process`
> 2.  特殊方法：通过JNI在native层去fork一个新的进程。

8、多进程会造成的问题：

> 1.  静态成员和单例模式完全失效
> 2.  线程同步机制完全失效
> 3.  SharedPreferences的可靠性下降(不支持两个进程同时读写)
> 4.  Application会多次创建

9、Serializable和Parcelable接口作用

> 1.  可以完成对象的序列化过程
> 2.  使用Intent和Binder传输数据时就需要Serializable或Parcelable
> 3.  需要把对象持久化到存储设备，或者通过网络传给其他客户端。

10、使用Serializable

> 1.这个类实现Serializable接口  
> 2.该类声明一个serialVersionUID

11、serialVersionUID的作用

> 1、序列化后的数据的ID只有和当前类的ID相同才能正常被反序列化。  
> 2、可以手动设置ID为1L，这样会自动根据当前类结构去生成它的hash值

12、两个特别注意点：

> 1、静态成员变量不属于对象，不会参与序列化过程  
> 2、用`transient`关键字标记的成员变量不会参与序列化过程。

13、java.io.ObjectOutputStream和ObjectInputStream用于对象序列化

14、系统中实现了Parcelable接口的类

> Intent、Bundle、Bitmap、List、Map  
> 里面的每个元素也都要可序列化

15、Parcelable和Serializable

> 1.  Serializable是java中的序列化接口，简单，但开销很大(需要大量IO操作)
> 2.  Parcelable是Android首推方法，使用麻烦，效率很高
> 3.  Parcelable主要用于内存序列化上
> 4.  Serializable适用于将对象序列化到存储设备或通过网络传输(Parcelable也可以只是较复杂)

16、Binder是什么？

> 1.  Binder是android的一个类，实现了IBinder接口
> 2.  IPC角度：Binder是android的一种跨进程通信方式
> 3.  Binder也可以看做一种虚拟的物理设备，设备驱动是/dev/binder，Linux中没有这种通信方式
> 4.  Android Framework角度：Binder是ServiceManager连接各种Manager(ActivityManager,WindowManager等)和相应ManagerService的桥梁
> 5.  Android应用层：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了服务端业务调用的Binder对象，通过该对象，客户端可以获取服务端提供的服务和数据，服务包括普通服务和基于AIDL的服务。

17、Binder主要用在哪？

> 1.  Service
> 2.  AIDL
> 3.  Messenger(底层AIDL)

18、AIDL文件的本质作用

> AIDL文件的本质就是系统提供了一种快速实现Binder的工具。

19、通过AIDL快速实现Binder的步骤

> 1.  新建Book.java(简单的类，没有实际功能，实现Parcelable接口)
> 2.  新建Book.aidl需要有parcelable Book;
> 3.  新建IBookManager.aidl,里面需要导入Book类`import xxx.Book;`
> 4.  选择android studio的build中make project

20、AIDL工具快速实现的Binder中的四个要点

> 1.  继承`IInterface`接口，本身也为接口
> 2.  声明了两个IBookManager.aidl中定义的getBookList和addBook方法(并且用两个id标识这两个方法，用于标识在transact中客户端请求的是哪个方法)
> 3.  声明一个内部类Stub，该Stub就是Binder类
> 4.  Stub的内部代理类Proxy，用于处理逻辑-客户端和服务端都位于一个进程时，方法调用不会走跨进程的transact过程，当位于不同进程时，方法调用走transact过程。

21、Binder注意点

> 1.  客户端发起远程请求后，当前线程会被挂起直到服务器返回结果，因此不要在UI线程发起远程请求。
> 2.  服务端的Binder方法运行在Binder的线程池中，所以Binder方法是否耗时都要采用同步方法实现。

22、Binder遭遇服务端异常终止怎么办？

>  *  使用`linkToDeath`和`unlinkToDeath`。如果服务端异常终止，而会导致客户端调用失败，甚至可能客户端都不知道binder已经死亡，就会产生问题。
>  *  linkToDeath作用给Binder设置一个死亡代理，当Binder会收到通知，还可以重新发起连接请求从而恢复连接。
>  *  此外binder的isBinderAlive也可以判断Binder是否死亡。

23、Binder的工作流程：

> 1.  Client向Binder发起远程请求，Client同时挂起
> 2.  Binder向data(输入端对象)写入参数，并且通过Transact方法向服务端发起远程调用请求(RPC)
> 3.  Service端调用onTransact方法(运行在服务端线程池中)向reply(输出端对象)写入结果
> 4.  Binder获取reply数据，返回数据并且唤起Client

24、Android中的IPC方法(6种)

> 1-Bundle  
> 2-文件共享  
> 3-Messenger  
> 4-AIDL  
> 5-ContentProvider  
> 6-Socket

25、Bundle的作用

> Bundle能携带数据-实现了Parcelable接口，常用于传递数据，如Acitivity、Service和Receiver都支持在Intent中通过Bundle传递数据。

26、Bundle在直接传递数据外的一个特殊使用场景。

> 场景：A进程在完成计算后需要启动B进程的一个组件并且将结果传递给B进程，但是这个结果不支持放入Bundle，因此无法通过Intent传输。  
> 方案：A进程通过Intent启动进程B的service组件(如IntentService)进行计算，因为Service也在B进程中，目标组件就可以直接使用计算结果。

27、文件共享的特点：

> 1.  通过序列化在进程间传递对象
> 2.  只适合同步要求不高的进程间通信
> 3.  要妥善处理并发读写问题，高并发情况下很容易出现数据丢失。

28、Messenger是什么？

> 1.  轻量级的IPC方案
> 2.  底层实现是AIDL
> 3.  一次处理一个请求，因此在服务端不考虑线程同步问题。

29、ContentProvider的作用

> 1.  ContentProvider是Android中提供的专门用于不同应用间数据共享的方式。
> 2.  底层实现是Binder，但是使用比AIDL简单很多，系统进行了封装。

30、ContentProvider的使用

> 系统预置了许多ContentProvider，比如通讯录信息、日程表信息等。访问这些数据，只需要通过`ContentResolver`的query、update、insert和delete方法。

31、自定义ContentProvider的步骤

> 1.  继承ContentProvider
> 2.  实现：onCreate-创建的初始化工作
> 3.  getType-返回url请求对应的MIME类型(媒体类型)，比如图片、视频等。不关注该类型，可以返回null或者`“*/*”`
> 4.  query-查数据
> 5.  insert-插入数据
> 6.  update-更新数据
> 7.  delete-删除数据

32、ContentProvider六种方法原理：

> 1.  六种方法均运行在ContentProvider的进程中
> 2.  onCreate由系统回调并运行在主线程里
> 3.  其余五种方法由外界回调，并运行在Binder线程池中

33、ContentProvider存储方式

> 底层很像SQLite数据库，但是存储方式没有限制，可以使用数据，也可以使用普通文件，甚至可以采用内存中的对象存储数据。

34、AIDL使用流程

> 1.  创建一个Service和一个AIDL接口
> 2.  创建一个Binder(自定义)继承自AIDL接口中的Stub类，并实现其中抽象方法
> 3.  在Service的onBind方法中返回该Binder类的对象
> 4.  客户端绑定Service
> 5.  建立连接后就可以访问远程服务端的方法

35、大量业务模块都需要使用AIDL进行进程间通信，如何在不创建大量Service的情况下解决。

> 1.  可以将所有的AIDL放在一个Service中管理。
> 2.  服务端Service提供一个queryBinder接口，根据不同业务返回相应的Binder对象。
> 3.  就是使用Binder池

# 1-IPC简介 #

IPC指Inter-Process Communication(进程间通信)，也就是两个进程之间进行数据交换的过程。  
进程：一般指一个执行单元。  
线程：是CPU调度的最小单元，而且是有限的系统资源。一个进程可以包含多个线程。  
Android中主线程也就是UI线程，只有UI线程才能操作UI元素。如果将耗时操作放于主线程就会导致ANR(Application not responding)应用无响应。

# 2-Android中多进程模式 #

通过给四大组件添加`android:process`属性就可以开启多进程模式。开启多进程虽然简单，但是内部却暗藏杀机。

## 1-开启多进程模式 ##

正常情况都是一个应用中存在多个进程的情况，这里不涉及到两个应用间多进程的状况。  
1. 给四大组件添加属性`android:process`  
2. 特殊方法：通过JNI在native层去fork一个新的进程。

activity的`android：process`属性`=":remote"`和`"com.example.remote"`的区别。`:remote`是指在当前进程名前面加上当前的包名-`com.example:remote`，且该进程是当前应用的私有进程，其他应用的组件不能和该进程跑在同一个进程内。后者是属于全局进程，其他应用可以通过ShareUID的方式和它跑在同一个进程中。

多进程会造成的问题：  
1. 静态成员和单例模式完全失效  
2. 线程同步机制完全失效  
3. SharedPreferences的可靠性下降  
4. Application会多次创建

# 3-IPC基础概念介绍 #

Serializable和Parcelable接口作用  
1. 可以完成对象的序列化过程  
2. 使用Intent和Binder传输数据时就需要Serializable或Parcelable  
3. 需要把对象持久化到存储设备，或者通过网络传给其他客户端。

## 1-Serializable接口 ##

Serializable接口为对象提供了标准的序列化和反序列化操作。Android使用serializable接口实现序列化需要两步：1.这个类实现Serializable接口 2.该类声明一个serialVersionUID(`private static final long serialVersionUID=8711368828010083044L`)。 甚至可以不申明ID，但是这个ID会对反序列化产生影响。

serialVersionUID的作用：  
1、序列化后的数据的ID只有和当前类的ID相同才能正常被反序列化。  
2、可以手动设置ID为1L，这样会自动根据当前类结构去生成它的hash值

两个特别注意点：  
1、静态成员变量不属于对象，不会参与序列化过程  
2、用`transient`关键字标记的成员变量不会参与序列化过程。

java.io.ObjectOutputStream和ObjectInputStream用于对象序列化

## 2-Parcelable ##

1、系统中实现了Parcelable接口的类

> Intent、Bundle、Bitmap、List、Map  
> 里面的每个元素也都要可序列化

2、Parcelable和Serializable

## 3-Binder ##

1、Binder是什么？

2、Binder主要用在哪？

> 1.  Service
> 2.  AIDL
> 3.  Messenger(底层AIDL)

### 1-通过AIDL生成相应java文件 ###

因为AIDL涉及到Binder的核心，所以通过AIDL实例进行讲解。  
先通过系统自动生成Binder文件，步骤如下：  
1、新建Book.java(简单的类，没有实际功能，实现Parcelable接口)

public class Book implements Parcelable{ 
        public int bookId;
    
        public Book(int bookId){
            this.bookId = bookId;
        }
        private Book(Parcel in){
            bookId = in.readInt();
        }
    
        public static final Creator<Book> CREATOR = new Creator<Book>() {
            @Override
            public Book createFromParcel(Parcel in) {
                return new Book(in);
            }
    
            @Override
            public Book[] newArray(int size) {
                return new Book[size];
            }
        };
    
        @Override
        public int describeContents() {
            return 0;
        }
    
        @Override
        public void writeToParcel(Parcel parcel, int i) {
            parcel.writeInt(bookId);
        }
    }

2、新建Book.aidl

package com.example.administrator.featherdemos.aidl;
    
    parcelable Book;

3、新建IBookManager.aidl

package com.example.administrator.featherdemos.aidl;
    
    //关键：导入Book.java
    import com.example.administrator.featherdemos.aidl.Book;
    
    interface IBookManager {
        List<Book> getBookList();
        void addBook(in Book book);
    }

4、选择android studio的build中make project

> 系统就会自动生成对应java文件`IBookManager`，位于目录`app\build\generated\source\aidl\debug\包下`

### 2-Binder所在java文件的代码解析 ###

要点如下:  
1. 继承`IInterface`接口，本身也为接口  
2. 声明了两个IBookManager.aidl中定义的getBookList和addBook方法(并且用两个id标识这两个方法，用于标识在transact中客户端请求的是哪个方法)  
3. 声明一个内部类Stub，该Stub就是Binder类  
4. Stub的内部代理类Proxy，用于处理逻辑-客户端和服务端都位于一个进程时，方法调用不会走跨进程的transact过程，当位于不同进程时，方法调用走transact过程。

#### 1-Stub(Binder)解析 ####

1、DESCRIPTOR

> Binder的唯一标识,一般用类名表示

2、asInterface(android.os.IBinder obj)

> 将服务端Binder对象转换成客户端所需AIDL接口类型对象(xxx.aidl.IBookManager)。如果客户端和服务端位于同一进程，此方法返回就是服务端的Stub对象本身，否则返回系统封装后的Stub.proxy

3、asBinder

> 返回当前Binder对象

4、onTransact(int code, android.os.Parcel data, android.os.Parcel reply, int flags)

> 1.  运行在服务端的Binder线程池。
> 2.  通过code确定Client请求的目标方法，从data中取得方法所需参数，执行目标方法。执行完毕后就向reply中写入返回值。
> 3.  如果此方法返回false客户端就请求失败，我们可以用此来进行权限验证。

5、Proxy的getBookList

> 运行在客户端。  
> 创建方法所需的data(输入)、reply(输出)和list(返回)对象。把该方法的参数信息写入data，调用transact方法发起RPC远程过程调用请求，同时当前线程挂起。服务端的onTransact会被调用，到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中的数据。

6、Proxy的addBook

> 运行在客户端。过程和getBookList类似，但是没有返回值。

#### 2-Binder注意点 ####

1、客户端发起远程请求后，当前线程会被挂起直到服务器返回结果，因此不要在UI线程发起远程请求。

2、服务端的Binder方法运行在Binder的线程池中，所以Binder方法是否耗时都要采用同步方法实现。

> AIDL文件的本质就是系统提供了一种快速实现Binder的工具，仅此而已。

#### 3-Binder的两个重要方法 ####

linkToDeath和unlinkToDeath。用于解决，如果服务端异常终止，而会导致客户端调用失败，甚至可能客户端都不知道binder已经死亡，就会产生问题。

linkToDeath作用给Binder设置一个死亡代理，当Binder会收到通知，还可以重新发起连接请求从而恢复连接。

此外binder的isBinderAlive也可以判断Binder是否死亡。

# 4-Android中的IPC方法 #

## 1-Bundle ##

1、Bundle的作用

> Bundle能携带数据-实现了Parcelable接口，常用于传递数据，如Acitivity、Service和Receiver都支持在Intent中通过Bundle传递数据。

2、Bundle在直接传递数据外的一个特殊使用场景。

## 2-文件共享 ##

两个进程通过读/写同一个文件进行数据交换。也可以通过序列化在进程间传递对象。

文件共享的特点：  
1. 通过序列化在进程间传递对象  
2. 只适合同步要求不高的进程间通信  
3. 要妥善处理并发读写问题，高并发情况下很容易出现数据丢失。

## 3-Messenger ##

1、Messenger是什么？

> 1.  轻量级的IPC方案
> 2.  底层实现是AIDL
> 3.  一次处理一个请求，因此在服务端不考虑线程同步问题。

### Messenger的使用实例 ###

通过messenger在两个进程之间互相发送消息。

#### 1、客户端 ####

MessengerActivity.java

public class MessengerActivity extends Activity { 
    
        private static final String TAG = "MessengerActivity";
    
        private Messenger mMessenger;
    
        private ServiceConnection mServiceConnection = new ServiceConnection() {
            @Override
            public void onServiceConnected(ComponentName componentName, IBinder iBinder) {
                mMessenger = new Messenger(iBinder); //
                Message msg = Message.obtain(null, Constant.MSG_FROM_CLIENT);
                //bundle携带消息
                Bundle data = new Bundle();
                data.putString("msg", "This is Client!");
                //给msg绑定bundle
                msg.setData(data);
    
                //**将用于服务端回复的msger发送给服务端**
                msg.replyTo = mGetReplyMessenger;
                try {
                    //发送消息
                    mMessenger.send(msg);
                } catch (RemoteException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
    
            @Override
            public void onServiceDisconnected(ComponentName componentName) {
    
            }
        };
    
        @Override
        protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
            super.onCreate(savedInstanceState);
            setContentView(R.layout.activity_messenger);
            //绑定并启动服务
            Intent intent = new Intent(this, MessengerService.class);
            bindService(intent, mServiceConnection, Context.BIND_AUTO_CREATE);
        }
    
        @Override
        protected void onDestroy() {
            //解除服务
            unbindService(mServiceConnection);
            super.onDestroy();
        }
    
        /**------------------- * 接受Service回复消息 * ------------------*/
        private final Messenger mGetReplyMessenger = new Messenger(new MessengerHandler());
        private static class MessengerHandler extends Handler{ 
            @Override
            public void handleMessage(Message msg) {
                switch (msg.what){
                    case Constant.MSG_FROM_SERVICE:
                        Log.i(TAG, "recv msg from service:" + msg.getData().getString("reply"));
                        break;
                    default:
                        super.handleMessage(msg);
                        break;
                }
            }
        }
    }

主要完成两方面功能：  
1. 绑定并启动位于新进程的服务，通过msg发送消息  
2. 设置接受新进程服务发送来的消息

#### 2、服务器端 ####

MessengerService.java

public class MessengerService extends Service { 
    
        private static final String TAG = "MessengerService";
        private final Messenger mMessenger = new Messenger(new MessengerHandler());
    
        private static class MessengerHandler extends Handler{ 
            @Override
            public void handleMessage(Message msg) {
                switch (msg.what){
                    case Constant.MSG_FROM_CLIENT:
                        //接收到Client消息
                        Log.i(TAG, "receive msg from client: " + msg.getData().getString("msg"));
                        /*--------------------------------------------- * 回复数据给Client * --------------------------------------------*/
                        Messenger clientMessenger = msg.replyTo; //获取到服务器传来的msger
                        Message message = Message.obtain(null, Constant.MSG_FROM_SERVICE); //设置msg
                        Bundle bundle = new Bundle();
                        bundle.putString("reply", "This is Service!");
                        message.setData(bundle);
                        //发送消息
                        try {
                            clientMessenger.send(message);
                        } catch (RemoteException e) {
                            e.printStackTrace();
                        }
    
                        break;
                    default:
                        super.handleMessage(msg);
                }
            }
        }
    
        public MessengerService() {
        }
    
        @Override
        public IBinder onBind(Intent intent) {
            return mMessenger.getBinder();
        }
    }

功能：接收消息，并通过client传送来的messenger回复消息。

#### 3、AndroidManifest中注册Service ####

`android:process=":remote"`代表另开一个Service进程。

## 4-AIDL ##

Messenger缺点：  
1. 以串行的方式处理客户端发送的消息，如果大量的消息同时发送到服务端，服务端仍然只能一个个处理，如果有大量的并发请求，Messenger就无法胜任。  
2. 如果需要跨进程调用服务端的方法，这种情形Messenger就无法做到。

### 1-AIDL进程间通信流程 ###

使用AIDL进行进程间通信的流程，分为服务端和客户端两个方面。

#### 1-服务端 ####

1.  创建一个Service来监听客户端的连接请求。
2.  创建一个AIDL文件。
3.  将暴露给客户端的接口在该AIDL文件中声明。
4.  最后在Service中实现这个AIDL接口即可。

#### 2-客户端 ####

1.  绑定服务端的Service
2.  将服务端返回的Binder对象转成AIDL接口所属的类型
3.  最后就可以调用AIDL中的方法。

### 2-AIDL实例 ###

这里先要创建你需要的接口文件：  
ITuringManager.aidl(这里功能就是获取图灵机列表，以及增加一个图灵机)

package com.example.administrator.featherdemos;
    
    import com.example.administrator.featherdemos.TuringMachine;
    
    interface ITuringManager {
        List<TuringMachine> getTuringMachineList();
        void addTuringMachine(in TuringMachine machine);
    }

实现TuringMachine.java(也就是接口文件导入的类，需要实现Parcelable接口)：

package com.example.administrator.featherdemos;
    //import ....需要的包
    public class TuringMachine implements Parcelable{ 
        int machineId;
        String description;
    
        protected TuringMachine(Parcel in) {
            machineId = in.readInt();
            description = in.readString();
        }
    
        public TuringMachine(int id, String description){
            this.machineId = id;
            this.description = description;
        }
    
        public static final Creator<TuringMachine> CREATOR = new Creator<TuringMachine>() {
            @Override
            public TuringMachine createFromParcel(Parcel in) {
                return new TuringMachine(in);
            }
    
            @Override
            public TuringMachine[] newArray(int size) {
                return new TuringMachine[size];
            }
        };
    
        @Override
        public int describeContents() {
            return 0;
        }
    
        @Override
        public void writeToParcel(Parcel parcel, int i) {
            parcel.writeInt(machineId);
            parcel.writeString(description);
        }
    }

因为使用到的类(例如TuringMachine.java)按规定需要一个对应aidl文件-TuringMachine.aidl:

package com.example.administrator.featherdemos;
    
    parcelable TuringMachine;

> ITuringMachine.aidl和TuringMachine.aidl需要在aidl文件夹下的包内  
> TuringMachine.java要在java文件夹下的包内。

#### 1-AIDL支持的数据类型 ####

*  基本数据类型(int、long、char、boolean、double等)
 *  String和CharSequence
 *  List：只支持ArrayList，且里面所有元素必须是AIDL支持的数据。
 *  Map：只支持HashMap，且里面所有元素必须是AIDL支持的数据，包括key和value
 *  Parcelable：所有实现Parcelable接口的对象
 *  AIDL：所有AIDL接口都可以在AIDL中使用

#### 2-AIDL编译报错 ####

\`Error:Execution failed for task ‘:app:compileDebugAidl’.

> java.lang.RuntimeException: com.android.ide.common.process.ProcessException: Error while executing process D:\\androidstudio2.3\\android-sdk\\build-tools\\25.0.0\\aidl.exe with arguments …`在`ITuringManager.aidl`中使用的方法参数，需要根据方向加上`in\\out\\inout`如`void addTuringMachine(in TuringMachine machine);\`

#### 3-远程服务端 ####

ITuringMachineManagerService.java

*  AIDL中List只能用ArrayList，这里为何使用了CopyOnWriteArrayList(并非继承自ArrayList)？
    
    > Binder会根据List规范去访问数据，并且生成一个新的ArrayList传给客户端，因此没有违反数据类型的规定。
 *  ConcurrentHashMap也是类似功能

该Service用android：process属性使其运行在新进程中，已达到进程间通信的效果。

#### 4-本地客户端 ####

public class TuringActivity extends AppCompatActivity { 
    
        private static final String TAG = TuringActivity.class.getName();
    
        //Service连接：从服务端获取本地AIDL接口对象，并调用远程服务端的方法。
        private ServiceConnection mServiceConnection = new ServiceConnection() {
            @Override
            public void onServiceConnected(ComponentName componentName, IBinder iBinder) {
                //Binder的asInterface()将binder对象转换为客户端需要的AIDL接口对象
                ITuringManager iTuringManager = ITuringManager.Stub.asInterface(iBinder);
                try {
                    //获取服务端的List
                    ArrayList<TuringMachine> turingMachineArrayList
                            = (ArrayList<TuringMachine>) iTuringManager.getTuringMachineList();
    
                    for(TuringMachine machine : turingMachineArrayList){
                        Log.i(TAG, "onServiceConnected: "+machine.getMachineId() + "-" + machine.getDescription());
                    }
                } catch (RemoteException e){
                    e.printStackTrace();
                }
            }
    
            @Override
            public void onServiceDisconnected(ComponentName componentName) {
    
            }
        };
    
        @Override
        protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
            super.onCreate(savedInstanceState);
            setContentView(R.layout.activity_turing);
    
            //绑定远程服务端的 Service 并启动
            Intent intent = new Intent(this, ITuringMachineManagerService.class);
            bindService(intent, mServiceConnection, Context.BIND_AUTO_CREATE);
        }
    
        @Override
        protected void onDestroy() {
            unbindService(mServiceConnection); //解绑
            super.onDestroy();
        }
    }

### 3-AIDL实例3：观察者模式 ###

在上面创建图灵机的实例上，我们想在添加机器时，工厂会主动通知所有监听者，本实例就来实现这种观察者模式。

在上面代码基础上有如下步骤：  
1、建立观察者接口(Observer)-ITMachineObserver.aidl  
2、在ITuringManager.aidl中增加注册和解注册功能(register\\unregister)  
3、在服务端ITuringMachineManagerService中的binder对象里实现额外增加的注册和解注册功能。  
4、在客户端中的binder对象里实现观察者接口中的更新方法。

使用：  
1、客户端中通过从服务端获得的Binder对象，调用register/unregister等方法  
2、服务端中通过Client客户端注册的Observer去调用客户端Binder中的更新方法

#### 1-代码:按上列步骤(所有代码可以直接复制) ####

ITMachineObserver.aidl

package com.example.administrator.featherdemos;
    
    import com.example.administrator.featherdemos.TuringMachine;
    
    interface ITMachineObserver {
        void inform(in TuringMachine machine);
    }

ITuringManager.aidl

package com.example.administrator.featherdemos;
    
    import com.example.administrator.featherdemos.TuringMachine;
    import com.example.administrator.featherdemos.ITMachineObServer;
    
    interface ITuringManager {
        List<TuringMachine> getTuringMachineList();
        void addTuringMachine(in TuringMachine machine);
        void registerListener(in ITMachineObserver observer);
        void unregisterListener(in ITMachineObserver observer);
    }

ITuringMachineManagerService:

> 只修改了private Binder mBinder = new ITuringManager.Stub()的内容

public class ITuringMachineManagerService extends Service { 
    
        /** * CopyOnWriteArrayList支持并发读/写： * 1. AIDL在服务端的Binder线程池中执行，因此当多个客户端同时连接的时候，会存在多个线程同时访问的情况。 * 2. CopyOnWriteArrayList能进行自动的线程同步。 */
        private CopyOnWriteArrayList<TuringMachine> mTuringMachineList = new CopyOnWriteArrayList<>();
        private CopyOnWriteArrayList<ITMachineObserver> mObserverList = new CopyOnWriteArrayList<>();
    
        private Binder mBinder = new ITuringManager.Stub(){
    
            @Override
            public List<TuringMachine> getTuringMachineList() throws RemoteException {
                return mTuringMachineList;
            }
    
            @Override
            public void addTuringMachine(TuringMachine machine) throws RemoteException {
                mTuringMachineList.add(machine);
                for(ITMachineObserver observer : mObserverList){
                    observer.inform(machine);
                }
            }
    
            @Override
            public void registerListener(ITMachineObserver observer) throws RemoteException {
                mObserverList.add(observer);
            }
    
            @Override
            public void unregisterListener(ITMachineObserver observer) throws RemoteException {
                mObserverList.remove(observer);
            }
        };
    
        public ITuringMachineManagerService() {
            mTuringMachineList.add(new TuringMachine(1, "Old Machine 1949"));
            mTuringMachineList.add(new TuringMachine(2, "Old Machine 1949-2"));
        }
    
        @Override
        public IBinder onBind(Intent intent) {
            return mBinder;
        }
    }

TuringActivity:

> 1.  private ITMachineObserver mITMachineObserver获得观察者的Binder对象，并实现接口方法
> 2.  调用iTuringManager.registerListener(mITMachineObserver)在服务端进行注册

public class TuringActivity extends AppCompatActivity{ 
    
        private static final String TAG = TuringActivity.class.getName();
    
        //Service连接：从服务端获取本地AIDL接口对象，并调用远程服务端的方法。
        private ServiceConnection mServiceConnection = new ServiceConnection() {
            @Override
            public void onServiceConnected(ComponentName componentName, IBinder iBinder) {
                //Binder的asInterface()将binder对象转换为客户端需要的AIDL接口对象
                ITuringManager iTuringManager = ITuringManager.Stub.asInterface(iBinder);
                try {
                    iTuringManager.addTuringMachine(new TuringMachine(10, "Machine 2008"));
    
                    //获取服务端的List
                    ArrayList<TuringMachine> turingMachineArrayList
                            = (ArrayList<TuringMachine>) iTuringManager.getTuringMachineList();
    
                    for(TuringMachine machine : turingMachineArrayList){
                        Log.i(TAG, "onServiceConnected: "+machine.getMachineId() + "-" + machine.getDescription());
                    }
    
                    iTuringManager.registerListener(mITMachineObserver);
    
                    iTuringManager.addTuringMachine(new TuringMachine(3, "New Machine 2018!"));
                } catch (RemoteException e){
                    e.printStackTrace();
                }
            }
    
            @Override
            public void onServiceDisconnected(ComponentName componentName) {
    
            }
        };
    
        @Override
        protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
            super.onCreate(savedInstanceState);
            setContentView(R.layout.activity_turing);
    
            //绑定远程服务端的 Service 并启动
            Intent intent = new Intent(this, ITuringMachineManagerService.class);
            bindService(intent, mServiceConnection, Context.BIND_AUTO_CREATE);
        }
    
        @Override
        protected void onDestroy() {
            unbindService(mServiceConnection); //解绑
            super.onDestroy();
        }
    
        private ITMachineObserver mITMachineObserver = new ITMachineObserver.Stub() {
            @Override
            public void inform(TuringMachine machine) throws RemoteException {
                Log.i(TAG, "inform: get a new machine-"+machine.getDescription());
            }
        };
    
    }

#### 2-RemoteCallbackList:解除注册引发问题 ####

在onDestory时，我们可以解除在服务端的注册：

@Override
        protected void onDestroy() {
            //确保远程服务的Binder任然存活，就进行unregister
            if(mRemoteITuringManager != null && mRemoteITuringManager.asBinder().isBinderAlive()){
                try {
                    mRemoteITuringManager.unregisterListener(mITMachineObserver);
                    Log.i(TAG, "onDestroy: unregister!");
                } catch (RemoteException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            unbindService(mServiceConnection); //解绑
            super.onDestroy();
        }

然而在服务端却无法在列表中找到该`Observer`：因为已经是两个不同的对象了！对象的跨进程传输本身是反序列化的过程，而对象在服务端和客户端早已不是同一个对象。

##### RemoteCallbackList #####

系统专门提供用于删除跨进程Listener的接口。该类本身是一个泛型，支持任何AIDL接口。

*  工作原理  
    内部有一个Map结构，key是Ibinder，value是Callback类型。该结构能保存所有AIDL回调。将Listener的信息存入CallBack，如下：

IBinder key = listener.asBinder();
    Callback value = new Callback(key, cookie);

虽然每次跨进程Client的同一个对象，会在服务端生成多个对象。但是这些对象本身的Binder都是同一个。

> 以Binder作为Key，这样Listener对应着唯一Binder。

*  流程  
    客户端解注册，服务端会遍历所有listener，找出那个和解注册的listener具有相同Binder的listener，并删除。
 *  特点
    
    1.  客户端终止后，会自动移除客户端注册的所有listener
    2.  自动实现线程同步，无需额外操作。

Service服务端代码做出如下变换：

private RemoteCallbackList<ITMachineObserver> mObserverList = new RemoteCallbackList<>();

@Override
            public void registerListener(ITMachineObserver observer) throws RemoteException {
                mObserverList.register(observer);
            }
    
            @Override
            public void unregisterListener(ITMachineObserver observer) throws RemoteException {
                Log.i("ITuringService", "unregisterListener: size-"+mObserverList.getRegisteredCallbackCount());
                mObserverList.unregister(observer);
                Log.i("ITuringService", "unregisterListener: size-"+mObserverList.getRegisteredCallbackCount());
            }

inform: 需要按照RemoteCallbackList的方法进行遍历。

@Override
            public void addTuringMachine(TuringMachine machine) throws RemoteException {
                mTuringMachineList.add(machine);
    
                final int count = mObserverList.beginBroadcast();
                //进行通知
                for (int i = 0; i < count; i++){
                    mObserverList.getBroadcastItem(i).inform(machine);
                }
                mObserverList.finishBroadcast();
            }

打印出解除前后的Listener数量，结果符合预期!

### 4-AIDL的注意点 ###

1.  Client客户端调用远程方法，该方法运行在服务端的Binder线程池中，Client会被挂起。
2.  服务端的方法执行过于耗时，会导致Client长时间阻塞，若该线程是UI线程，会导致ANR。
3.  客户端的onServiceConnected和onServiceDisconnected方法都运行在UI线程中，不可以进行耗时操作
4.  服务端的方法本身就在服务端的Binder线程池中，所以服务端方法本身就可以执行大量耗时操作，不要再开线程进行异步操作。
5.  远程方法因为运行在Binder线程池中，如果要操作UI要通过Handler切换到UI线程(服务端通过远程方法去操作Cilent客户端的控件)

### 5-Binder意外死亡？ ###

两种解决方法：  
1. 给Binder设置DeathRecipient监听，Binder死亡时回调binderDied  
2. 在onServiceDisconnected中重连远程服务。

#### 1-两者区别 ####

1.  onServiceDisconnected在客户端UI线程中被回调
2.  binderDied在客户端的Binder线程池中被回调(无法操作UI)

#### 2-各自实现方法 ####

binderDied，linkToDeath和unlinkToDeath实现

//设置Binder死亡代理
        private IBinder.DeathRecipient mDeathRecipient = new IBinder.DeathRecipient(){
    
            @Override
            public void binderDied() {
                //远程服务端die，就不重新连接
                if(mRemoteITuringManager == null){
                    return;
                }
                mRemoteITuringManager.asBinder().unlinkToDeath(mDeathRecipient, 0);
                mRemoteITuringManager = null;
                //重新绑定远程Service
                //绑定远程服务端的 Service 并启动
                Intent intent = new Intent(TuringActivity.this, ITuringMachineManagerService.class);
                bindService(intent, mServiceConnection, Context.BIND_AUTO_CREATE);
            }
        };

客户端的onServiceConnected中`iBinder.linkToDeath(mDeathRecipient, 0);`

//Binder的asInterface()将binder对象转换为客户端需要的AIDL接口对象
    ITuringManager iTuringManager = ITuringManager.Stub.asInterface(iBinder);
    
    try {
           //设置死亡代理
           iBinder.linkToDeath(mDeathRecipient, 0);
    } catch (RemoteException e) {
           e.printStackTrace();
    }

onServiceDisconnected是ServiceConnection的内部方法，在服务端Service断开后就会调用，可以进行操作。

### 6-权限验证 ###

1、第一种方法：

> 直接在onBind中进行权限验证，比如可以使用permission验证等等。如果验证不通过则bind服务就失败。

2、在服务端onTransact中验证

> 验证失败直接返回false，可以通过uid和pid验证，这样就可以验证包名也可以和第一种方法一样，验证permission。

具体内容，参考开发艺术探索，目前不感兴趣，不深入探究。

## 5-ContentProvider ##

### 1-简介 ###

ContentProvider是Android中提供的专门用于不同应用间数据共享的方式。  
底层实现是Binder，但是使用比AIDL简单很多，系统进行了封装。

### 2-ContentProvider的使用 ###

系统预置了许多ContentProvider，比如通讯录信息、日程表信息等。访问这些数据，只需要通过`ContentResolver`的query、update、insert和delete方法。

1、自定义ContentProvider的步骤  
1. 继承ContentProvider  
2. 实现：onCreate-创建的初始化工作  
3. getType-返回url请求对应的MIME类型(媒体类型)，比如图片、视频等。不关注该类型，可以返回null或者`“*/*”`  
4. query-查数据  
5. insert-插入数据  
6. update-更新数据  
7. delete-删除数据

2、ContentProvider六种方法原理：  
1. 六种方法均运行在ContentProvider的进程中  
2. onCreate由系统回调并运行在主线程里  
3. 其余五种方法由外界回调，并运行在Binder线程池中

3、ContentProvider存储方式

> 底层很像SQLite数据库，但是存储方式没有限制，可以使用数据，也可以使用普通文件，甚至可以采用内存中的对象存储数据。

### 3-实例：宠物提供器 ###

你要去一个宠物商店购买宠物，这里就需要宠物提供器提供你想要的宠物：PetProvider。  
这里有两个app工程，第一个app用于提供Provider功能，主要包含两个文件：DbOpenHelper和PetProvider两个文件（底层使用数据库存储数据）。

#### 1-DbOpenHelper ####

继承自SQLiteOpenHelper。

public class DbOpenHelper extends SQLiteOpenHelper{ 
    
        private static final String DB_NAME = "pet_provider.db";
        public static final String PET_TABLE_NAME = "pet";
        public static final String MASTER_TABLE_NAME = "master";
    
        private static final int DB_VERSION = 1;
    
        private static final String CREATE_PET_TABLE = "create table if not exists "
                + PET_TABLE_NAME + "(_id integer primary key, name text)";
        private static final String CREATE_MASTER_TABLE = "create table if not exists "
                + MASTER_TABLE_NAME + "(_id integer primary key, name text, sex int)";
    
        public DbOpenHelper(Context context) {
            //创建数据库(name和版本)
            super(context, DB_NAME, null, DB_VERSION);
        }
    
        @Override
        public void onCreate(SQLiteDatabase sqLiteDatabase) {
            //创建数据库
            sqLiteDatabase.execSQL(CREATE_MASTER_TABLE);
            sqLiteDatabase.execSQL(CREATE_PET_TABLE);
        }
    
        @Override
        public void onUpgrade(SQLiteDatabase sqLiteDatabase, int oldVersion, int newVersion) {
           //TODO ignored
        }
    }

#### 2-PetProvider ####

继承自ContentProvider：将表的uri和uricode相绑定，overide五种方法并底层使用数据库实现。

public class PetProvider extends ContentProvider{ 
        private static final String TAG = PetProvider.class.getSimpleName();
    
        private SQLiteDatabase mDb;
        /** * privoder的数据访问通过uri来实现，因此自定义Provider也采用此方法： * 用UriMatcher将Content_Uri和code相关联,这样通过uri就能知道访问哪个数据库表 */
        private static final String AUTHORITIES = "customPrivoderName";
        private static final String PET_CONTENT_URI = "content://"+AUTHORITIES+"/pet";
        private static final String MASTER_CONTENT_URI = "content://"+AUTHORITIES+"/master";
        private static final int PET_CONTENT_CODE = 0;
        private static final int MASTER_CONTENT_CODE = 1;
        private static final UriMatcher sUrilMatcher = new UriMatcher(UriMatcher.NO_MATCH);
        static{
            sUrilMatcher.addURI(AUTHORITIES, "pet", PET_CONTENT_CODE); //指明authorites+路径：pet和CODE对应
            sUrilMatcher.addURI(AUTHORITIES, "master", MASTER_CONTENT_CODE);
        }
        /** * 根据uri获得相应的table name */
        private String getTableName(Uri uri){
            String tableName = null;
            switch (sUrilMatcher.match(uri)){
                case PET_CONTENT_CODE:
                    tableName = DbOpenHelper.PET_TABLE_NAME;
                    break;
                case MASTER_CONTENT_CODE:
                    tableName = DbOpenHelper.MASTER_TABLE_NAME;
                    break;
                default:break;
            }
            return tableName;
        }
        @Override
        public boolean onCreate() {
            Log.i(TAG,"onCreate()");
            //创建数据库
            mDb = new DbOpenHelper(getContext()).getReadableDatabase();
            return true;
        }
    
        @Override
        public Cursor query(Uri uri, String[] projection, String selection, String[] selectionArgs, String sortOrder) {
            Log.i(TAG,"query():"+uri);
            String tableName = getTableName(uri);
            if(tableName == null){
                throw new IllegalArgumentException("Unsupported URI:" + uri);
            }
            return mDb.query(tableName, projection, selection, selectionArgs, null, null, sortOrder, null);
        }
    
        @Override
        public String getType(Uri uri) {
            Log.i(TAG,"getType()");
            return null;
        }
    
        @Override
        public Uri insert(Uri uri, ContentValues contentValues) {
            Log.i(TAG,"insert()");
            String tableName = getTableName(uri);
            if(tableName == null){
                throw new IllegalArgumentException("Unsupported URI:" + uri);
            }
            mDb.insert(tableName, null, contentValues);
            getContext().getContentResolver().notifyChange(uri, null);
            return uri;
        }
    
        @Override
        public int delete(Uri uri, String selection, String[] selectionArgs) {
            Log.i(TAG,"delete()");
            String tableName = getTableName(uri);
            if(tableName == null){
                throw new IllegalArgumentException("Unsupported URI:" + uri);
            }
            int count = mDb.delete(tableName, selection, selectionArgs);
            if(count > 0){
                getContext().getContentResolver().notifyChange(uri, null);
            }
            return count;
        }
    
        @Override
        public int update(Uri uri, ContentValues contentValues, String selection, String[] selectionArgs) {
            Log.i(TAG,"update()");
            String tableName = getTableName(uri);
            if(tableName == null){
                throw new IllegalArgumentException("Unsupported URI:" + uri);
            }
            int row = mDb.update(tableName, contentValues, selection, selectionArgs);
            if(row > 0){
                getContext().getContentResolver().notifyChange(uri, null);
            }
            return row;
        }
    }

#### 3-AndroidMainifest权限 ####

<provider android:authorities="customPrivoderName" android:name=".PetProvider" android:exported="true" >
            </provider>

#### 4-在客户端使用ContentProvider ####

客户端是另一个app，主要使用自定义Provider代码如下(增删改查)：

增：

ContentValues values = new ContentValues();
    values.put("_id", 1);
    values.put("name", "dog");
    getContentResolver().insert(uri, values);

删：

//删除
    getContentResolver().delete(uri, "_id=?", new String[]{
       "2"});

改：

//更新
    ContentValues values = new ContentValues();
    values.put("_id", 3);
    values.put("name", "fox");
    getContentResolver().update(uri, values, "_id=?",new String[]{
       "1"});

查找：

Cursor petCursor = getContentResolver().query(uri, new String[]{
       "_id", "name"}, null, null, null);
    if(petCursor != null){
       while(petCursor.moveToNext()){
           Log.i("MainActivity", ""+petCursor.getInt(0));
           Log.i("MainActivity", ""+petCursor.getString(1));
       }
       petCursor.close();
    }

## 6-Socket ##

详情看书，实践项目中socket用得比较少，而且也比较简单，因此不多研究。

# 5-Binder连接池 #

1、AIDL使用流程

2、大量业务模块都需要使用AIDL进行进程间通信，如何在不创建大量Service的情况下解决。

> 1.  可以将所有的AIDL放在一个Service中管理。
> 2.  服务端Service提供一个queryBinder接口，根据不同业务返回相应的Binder对象。
> 3.  就是使用Binder池

# 6-选用合适的IPC方式 #

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>名称</th> 
   <th>优点</th> 
   <th>缺点</th> 
   <th>适用场景</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>Bundle</td> 
   <td>简单易用</td> 
   <td>只能传输Bundle支持的数据类型</td> 
   <td>四大组件间的进程间通信</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>文件共享</td> 
   <td>简单易用</td> 
   <td>不适合高并发场景，无法做到进程间的即时通信</td> 
   <td>无并发访问情形，交换简单数据实时性不高的场景</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>AIDL</td> 
   <td>功能强大，支持一对多并发通信，支持实时通信</td> 
   <td>适用稍复杂，需要处理好线程同步</td> 
   <td>一对多通信且有RPC需求</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Messenger</td> 
   <td>功能一般，支持一对多串行通信，支持实时通信</td> 
   <td>不能很好处理高并发情形，不支持RPC，数据通过Message传输因此只能传输Bundle支持的数据类型</td> 
   <td>低并发的一对多即时通信，无RPC需求，或者无须要返回结果的RPC需求</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>ContentProvider</td> 
   <td>在数据源访问方面功能强大，支持一对多并发数据共享，可通过Call方法扩展其他操作</td> 
   <td>可以理解为受约束的AIDL，主要提供数据源的CRUD操作</td> 
   <td>一对多的进程间的数据共享</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Socket</td> 
   <td>功能强大，可以通过网络传输字节流，支持一对多并发实时通信</td> 
   <td>实现细节稍微繁琐，不支持直接的RPC</td> 
   <td>网络数据交换</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

[http_blog.csdn.net_feather_wch_article_details_79190230]: http://blog.csdn.net/feather_wch/article/details/79190230