android進程通信方式
Ⅰ Carson帶你學Android:全面剖析Binder跨進程通信原理
從而全方位地介紹 Binder ,希望你們會喜歡。
在本文的講解中,按照 大角度 -> 小角度 去分析 Binder ,即:
從而全方位地介紹 Binder ,希望你們會喜歡。
在講解 Binder 前,我們先了解一些 Linux 的基礎知識
具體請看文章: 操作系統:圖文詳解 內存映射
Binder 跨進程通信機制 模型 基於 Client - Server 模式
此處重點講解 Binder 驅動作用中的跨進程通信的原理:
原因:
所以,原理圖可表示為以下:
所以,在進行跨進程通信時,開發者只需自定義 Client & Server 進程 並 顯式使用上述3個步驟,最終藉助 Android 的基本架構功能就可完成進程間通信
注冊服務後, Binder 驅動持有 Server 進程創建的 Binder 實體
此時, Client 進程與 Server 進程已經建立了連接
Client 進程 根據獲取到的 Service 信息( Binder 代理對象),通過 Binder 驅動 建立與 該 Service 所在 Server 進程通信的鏈路,並開始使用服務
步驟1: Client 進程 將參數(整數a和b)發送到 Server 進程
步驟2: Server 進程根據 Client 進要求 調用 目標方法(即加法函數)
步驟3: Server 進程 將目標方法的結果(即加法後的結果)返回給 Client 進程
對比 Linux ( Android 基於 Linux )上的其他進程通信方式(管道、消息隊列、共享內存、
信號量、 Socket ), Binder 機制的優點有:
特別地,對於從模型結構組成的Binder驅動來說:
不定期分享關於 安卓開發 的干貨,追求 短、平、快 ,但 卻不缺深度 。
Ⅱ Android ParcelFileDescriptor實現進程間通信
一個通信通道,實現跨進程的的Socket網路通信。
具體的通信通道的圖如下。
android進程間通信是使用Binder來傳數據,而Binder傳輸的數據,有一個最為基本的要求,就是要實現Parcelable介面。
ParcelFileDescriptor是android提供的一個數據結構。
ParcelFileDescriptor是可以用於進程間Binder通信的FileDescriptor。支持stream 寫入和stream 讀出
我們可以使用
來將PacecelFileDescriptor 與File對應起來,以實現進程間的文件共享。
我們也可以使用
來建立一個pipe通信通道,ParcelFileDescriptor數組第一個元素是read端,第二個元素是write端,通過write端的AutoCloseOutputStream和read端的AutoCloseInputStream,我們就可以實現進程見的數據流傳輸了。
發送端:
1. 業務層調用getOutputStream向通信層發起請求
2. 通信層通過creatPipe 建立一個ParcelFileDescriptor數組,並將write端的pipe[1]返回給業務層
3. 業務層得到pipe[1](ParcelFileDescriptor)後,可以通過AutoCloseOutputStream寫入數據
4. 從通信層的pipe[0]的AutoCloseInputStream中讀出數據通過socket發送出去
接收端:
1. 業務層調用getInputStream向通信層發起請求
2. 通信層通過creatPipe 建立一個ParcelFileDescriptor數組,並將read端的pipe[0]返回給業務層
3. 業務層得到pipe 0 後,可以通過AutoCloseInputStream讀取數據。(如沒有數據,則阻塞,一直等到有數據為止)
4. socket中讀取數據,寫入到通信層的pipe[1]的AutoCloseOutputStream。(pipe[1]一旦寫入,第三步中pipe[2]就可以讀取出數據)
Ⅲ android 進程間通信 rabbitmq
https://github.com/Harry-III/RabbitMQ-Android
上手了RabbitMQ?再來看看它的交換機(Exchange)吧
RabbitMQ的java應用(1) -- Rabbit Java Client使用
RabbitMQ(三)入門 —— RabbitMQ的五種模式和四種交換機
本例子是改編自上面的github鏈接
1、android端不採用輪詢的方式請求伺服器,有點類似推送的感覺,能即時收到伺服器的信息
1、將rabbitmq放到單獨的進程中
2、重新定義一些方法
1、在多進程中通過 message.replyTo 方法將通信方式傳遞給 Service端
2、rabbitmq的管道創建是要在線程裡面,否則會報錯
3、如果有2個用戶都採用一個管道(管道名 A),當伺服器將信息都輸送到A管道後,哪個用戶處理消息快,哪個用戶得到的信息就多,所以最好就是每個用戶一個管道
本項目 github
RabbitMQClient .java
RabbitMQUtil .java
Ⅳ Android:AIDL進程間通信基本框架
在某些業務場景下,我們需要在應用中單獨開啟一個進程進行一些操作。比如性能監控,如果讓原始業務和性能監控本身的業務跑在同一個進程下,那麼就會導致性能統計的數據的失真。
而進程間通信,一般採用AIDL機制的客戶端與服務端通信。
AIDL只能傳遞如下幾類數據:
當傳遞自定義 Parcelable 時,有三處地方需要注意:
當傳遞其他 aidl 介面時,同樣必須要 import 這個 aidl 文件
編寫完 aidl 文件後,make一下工程,會在 build 下的 generated 下的 source 下的 aidl 目錄生成對應的介面類文件。aidl 介面其實就是 API 介面,通過實現對應介面類的 Stub 子類來實現具體的 API 邏輯;通過對應介面類的 Stub 子類的 asInterface 方法得到具體的實現類,調用具體的 API 方法。
一個基本的客戶端服務端的通信結構一般包括如下功能
客戶端的功能
服務端的功能
客戶端的相關功能實現比較簡單,麻煩的是服務端的功能。因為 AIDL 介面定義的都是服務端的介面,是由客戶端來調用的。而想要實現服務端反向調用客戶端則需要通過其他手段實現。
想要實現服務端主動連接客戶端,最好的辦法就是 服務端發送廣播,客戶端收到廣播後再主動連接服務端 ,通過這種方式變相地實現服務端主動連接客戶端的功能
想要實現服務端主動斷開客戶端,除了上面 發送廣播是一種實現方式外,還可以通過 android 的系統API RemoteCallbackList,用包名作為key值來注冊遠程回調介面的方式,讓服務端持有客戶端的回調介面,服務端調用回調介面,客戶端在回調介面中實現主動斷開服務端 ,通過這種方式變數地實現服務端主動斷開客戶端的功能。而採用後者會顯得更加優雅
既然所有的操作歸根結底都是由客戶端來完成的,那麼客戶端必須得有如下的功能模塊:
服務端必須得有的功能模塊:
那麼,整體的通信流程就是如下的步驟:
首先是通信的 aidl 介面定義
然後是客戶端的連接操作與斷開連接操作,包括廣播接收者的注冊以及回調介面的實現
然後是客戶端的拉取數據和推送數據操作
接著是服務端的 iBinder 介面的實現,完成回調介面的注冊、業務子線程的開啟和關閉、數據的推送和數據的拉取操作
然後是服務端的主動連接和主動斷開連接操作
最後是服務端的 onUnbind 方法的實現,對回調介面進行反注冊
服務端模仿 FloatViewPlugin 自定義插件,實現 IServicePlugin 介面,定製個性化的懸浮窗插件
客戶端在 Appliaction 的 onCreate方法中初始化
在 MainActivity 上實現連接、斷開、數據通信
Ⅳ android開發中跨進程通信有幾種方式
在android SDK中提供了4種用於跨進程通訊的方式,Activity、Content Provider、Broadcast和Service。
介紹
Activity可以跨進程調用其他應用程序;
Content Provider可以跨進程訪問其他應用程序中的數據;
Broadcast可以向android系統中所有應用程序發送廣播;
Content Provider返回的是Cursor對象,而Service返回的是Java對象,這種可以跨進程通訊的服務叫AIDL服務;
Ⅵ Android 進程間通信的幾種實現方式
Android 進程間通信的幾種實現方式
主要有4種方式:
這4種方式正好對應於android系統中4種應用程序組件:Activity、Content Provider、Broadcast和Service。
主要實現原理:
由於應用程序之間不能共享內存。為了在不同應用程序之間交互數據(跨進程通訊),AndroidSDK中提供了4種用於跨進程通訊的方式進行交互數據,實現進程間通信主要是使用sdk中提供的4組組件根據實際開發情況進行實現數據交互。
詳細實現方式:
Acitivity實現方式
Activity的跨進程訪問與進程內訪問略有不同。雖然它們都需要Intent對象,但跨進程訪問並不需要指定Context對象和Activity的 Class對象,而需要指定的是要訪問的Activity所對應的Action(一個字元串)。有些Activity還需要指定一個Uri(通過 Intent構造方法的第2個參數指定)。 在android系統中有很多應用程序提供了可以跨進程訪問的Activity,例如,下面的代碼可以直接調用撥打電話的Activity。
IntentcallIntent=newIntent(Intent.ACTION_CALL,Uri.parse("tel:12345678");
startActivity(callIntent);
Content Provider實現方式
Android應用程序可以使用文件或SqlLite資料庫來存儲數據。Content Provider提供了一種在多個應用程序之間數據共享的方式(跨進程共享數據)
應用程序可以利用Content Provider完成下面的工作
1. 查詢數據
2. 修改數據
3. 添加數據
4. 刪除數據
Broadcast 廣播實現方式
廣播是一種被動跨進程通訊的方式。當某個程序向系統發送廣播時,其他的應用程序只能被動地接收廣播數據。這就象電台進行廣播一樣,聽眾只能被動地收聽,而不能主動與電台進行溝通。在應用程序中發送廣播比較簡單。只需要調用sendBroadcast方法即可。該方法需要一個Intent對象。通過Intent對象可以發送需要廣播的數據。
Service實現方式
常用的使用方式之一:利用AIDL Service實現跨進程通信
這是我個人比較推崇的方式,因為它相比Broadcast而言,雖然實現上稍微麻煩了一點,但是它的優勢就是不會像廣播那樣在手機中的廣播較多時會有明顯的時延,甚至有廣播發送不成功的情況出現。
注意普通的Service並不能實現跨進程操作,實際上普通的Service和它所在的應用處於同一個進程中,而且它也不會專門開一條新的線程,因此如果在普通的Service中實現在耗時的任務,需要新開線程。
要實現跨進程通信,需要藉助AIDL(Android Interface Definition Language)。Android中的跨進程服務其實是採用C/S的架構,因而AIDL的目的就是實現通信介面。
總結
跨進程通訊這個方面service方式的通訊遠遠復雜於其他幾種通訊方式,實際開發中Activity、Content Provider、Broadcast和Service。4種經常用到,學習過程中要對沒種實現方式有一定的了解。
Ⅶ Android跨進程通信
本文整理和引用他人的筆記,旨在個人復習使用。
參考鏈接:
https://blog.csdn.net/fanleiym/article/details/83894399
https://github.com/274942954/AndroidCollection/blob/master/Docs/Android%E7%9F%A5%E8%AF%86%E7%82%B9%E6%B1%87%E6%80%BB.md#%E8%BF%9B%E7%A8%8B%E7%94%9F%E5%91%BD%E5%91%A8%E6%9C%9F
https://www.kaelli.com/4.html
https://carsonho.blog.csdn.net/article/details/73560642?utm_medium=distribute.pc_relevant.none-task-blog--1.e_weight&depth_1-utm_source=distribute.pc_relevant.none-task-blog--1.e_weight
默認情況下,一個app只會運行在一個進程中,進程名為app的包名。
1. 分散內存的佔用
Android系統對每個應用進程的內存佔用是有限制的,佔用內存越大的進程,被系統殺死的可能性就越大。使用多進程可以減少主進程佔用的內存,避免OOM問題,降低被系統殺死的概率。
2. 實現多模塊
一個成熟的應用一定是多模塊化的。項目解耦,模塊化,意味著開辟新的進程,有獨立的JVM,帶來數據解耦。模塊之間互不幹預,團隊並行開發,同時責任分工也很明確。
3. 降低程序奔潰率
子進程崩潰不會影響主進程的運行,能降低程序的崩潰率。
4. 實現一些特殊功能
比如可以實現推送進程,使得主進程退出後,能離線完成消息推送服務。還可以實現守護進程,來喚醒主進程達到保活目的。還可以實現監控進程專門負責上報bug,進而提升用戶體驗。
android:process 屬性的值以冒號開頭的就是 私有進程 ,否則就是 公有進程 。當然命名還需要符合規范,不能以數字開頭等等。
1. 前台進程
2. 可見進程
3. 服務進程
4. 後台進程
5. 空進程
Android 會將進程評定為它可能達到的最高級別。另外服務於另一進程的進程其級別永遠不會低於其所服務的進程。
創建新的進程時會創建新的Application對象,而我們通常在Application的onCreate方法中只是完成一些全局的初始化操作,不需要多次執行。
解決思路:獲取當前進程名,判斷是否為主進程,只有主進程的時候才執行初始化操作
獲取當前進程名的兩種方法:
Application中判斷是否是主進程(方法1例子):
Serializable 和 Parcelable是數據序列化的兩種方式,Android中只有進行序列化過後的對象才能通過intent和Binder傳遞。
通常序列化後的對象完成傳輸後,通過反序列化獲得的是一個新對象,而不是原來的對象。
Serializable是java介面,位於java.io的路徑下。Serializable的原理就是把Java對象序列化為二進制文件後進行傳遞。Serializable使用起來非常簡單,只需直接實現該介面就可以了。
Parcelable是Google為了解決Serializable效率低下的問題,為Android特意設計的一個介面。Parcelable的原理是將一個對象完全分解,分解成可以傳輸的數據類型(如基本數據類型)再進行傳遞。
通常需要存到本地磁碟的數據就使用Serializable,其他情況就使用效率更高的Parcelable。
IPC 即 Inter-Process Communication (進程間通信)。Android 基於 Linux,而 Linux 出於安全考慮,不同進程間不能之間操作對方的數據,這叫做「進程隔離」。
每個進程的虛擬內存空間(進程空間)又被分為了 用戶空間和內核空間 , 進程只能訪問自身用戶空間,只有操作系統能訪問內核空間。
由於進程只能訪問自身用戶空間,因此在傳統的IPC中,發送進程需要通過_from_user(系統調用)將數據從自身用戶空間拷貝到內核空間,再由接受進程通過_to_user從內核空間復拷貝到自身用戶空間,共需要拷貝2次,效率十分低下。Android採用的是Binder作為IPC的機制,只需復制一次。
Binder翻譯過來是粘合劑,是進程之間的粘合劑。
Binder IPC通信的底層原理是 通過內存映射(mmap),將接收進程的用戶空間映射到內核空間 ,有了這個映射關系,接收進程就能通過用戶空間的地址獲得內核空間的數據,這樣只需發送進程將數據拷貝到內核空間就可完成通訊。
一次完整的Binder IPC通信:
從IPC的角度看,Binder是一種跨進程通信機制(一種模型),Binder 是基於 C/S 架構的,這個通信機制中主要涉及四個角色:Client、Server、ServiceManager和Binder驅動。
Client、Server、ServiceManager都是運行在用戶空間的進程,他們通過系統調用(open、mmap 和 ioctl)來訪問設備文件/dev/binder,從而實現與Binder驅動的交互。Binder驅動提供進程間通信的能力(負責完成一些底層操作,比如開辟數據接受緩存區等),是Client、Server和ServiceManager之間的橋梁。
Client、Server就是需要進行通信兩個的進程,通信流程:
細心的你一定發現了,注冊服務和獲得服務本身就是和ServiceManager進行跨進程通信。其實和ServiceManager的通信的過程也是獲取Binder對象(早已創建在Binder驅動中,攜帶了注冊和查詢服務等介面方法)來使用,所有需要和ServiceManager通信的進程,只需通過0號引用,就可以獲得這個Binder對象了。
AIDL內部原理就是基於Binder的,可以藉此來分析Binder的使用。
AIDL是介面定義語言,簡短的幾句話就能定義好一個復雜的、內部有一定功能的java介面。
先看看ICallBack.aidl文件,這里定義了一個介面,表示了服務端提供的功能。
被定義出來的java介面繼承了IInterface介面,並且內部提供了一個Stub抽象類給服務端(相當於封裝了一下,服務端只需繼承這個類,然後完成功能的裡面具體的實現)。
參考: https://www.cnblogs.com/sqchen/p/10660939.html
(以下是添加了回調的最終實現,可以看參考鏈接一步一步來)
為需要使用的類,創建aidl文件。
系統會自動在main文件下生成aidl文件夾,並在該文件夾下創建相應目錄。
在java相同路徑下創建Student類,這里不能使用@Parcelize註解,否則會報錯
創建IStudentService.aidl,定義了一個介面,該介面定義了服務端提供的功能。創建完後rebuild一下項目 (每次創建和修改定義介面文件都要rebuild一下)
創建在服務端的StudentService
可以看見有回調,說明客戶端也提供了介面給服務端來回調(雙向通信,此時客戶端的變成了服務端),即ICallBack.aidl
客戶端是通過Binder驅動返回的Binder調用StudentService里的具體實現方法
AIDL使用注意:
Messenger可以在不同進程中傳遞 Message 對象,在Message中放入我們需要傳遞的數據,就可以輕松地實現數據的進程間傳遞了。Messenger 是一種輕量級的 IPC 方案,是對AIDL的封裝,底層實現是 AIDL。
使用詳見: https://blog.csdn.net/qq951127336/article/details/90678698
Ⅷ Android IPC機制
IPC是指兩個進程之間進行數據交互的過程,即:跨進程通信。
進程是一個執行單,在移動設備上指一個程序或者一個應用。一個進程可以有多個線程,也可以只有一個線程,即主線程。在Android里邊,主線程也叫作UI線程,要是在主線程執行大量耗時任務,就會造成界面無法響應,ANR問題,解決這類問題,把耗時操作放在子線程就好。
在Android中,最有特色的進程間通信就是Binder,Binder輕松的實現了進程間的通信。
給四大組件 Activity、Service、Receiver、ContentProvider 在AndroidMenifeist中指定 android:process 屬性,可以指定其運行的進程。
: 開頭的線程是當前應用的私有進程,其它應用不可以和它跑在同一個進程中,而不以 : 開頭的屬於全局進程,其他應用通過ShareUID方式可以和它跑在一個進程中。
Android為了每一個應用(進程)都分配了獨立的虛擬機,不同的虛擬機在內存分配上有不同的地址空間。
多進程會造成如下幾個反面方面的問題:
為了解決這些問題,系統提供了跨進程通信方法,雖然不能直接共享內存,但是可以實現數據共享。Intent來傳遞數據,共享文件,基於Binder的Messenger,ContentProvider,AIDL和Socket。
當我們需要通過Intent和Binder傳輸數據,或者我們需要把對象持久化到存儲設備上,再或者通過網路傳輸給其它客戶端時,Serializable和Parcelable介面可以完成對象的序列化過程。
Serialzable是java提供的序列化介面,是一個空介面,為對象同序列化和反序列化操作。
想讓一個類對象實現序列化,只需要這個類實現Serialzable介面,並聲明一個serialVersionUID即可,serialVersionUID可以聲明成1L或者IDE根據當前類介面自動生成它的hash值。
沒有serialVersionUID不影響序列化,但是可能會影響反序列化。序列化時,系統當前類的serialVersionUID寫入序列化文件中,當反序列化時,回去檢測文件中的serialVersionUID,看它是否和當前類的serialVersionUID一致,如果不一致,無法完成反序列化。
Seriallizable用起來簡單但是開銷大,序列化和反序列過程需要大量的I/O操作,而Parcelable是Android序列化方式,更適合Android平台,效率更高。Parcelable主要用於內存序列化上,而Seriallizable更適用於序列化到本地存儲設備,或者將對象序列化後通過網路傳輸到別的客戶端。
Activity、Service、Receiver都支持在 Intent中傳遞Bundle數據,Bundle實現了Pareclable介面,所以它可以方便地在不同進程間傳輸。
Android基於Linux,使得其並發讀寫文件可以沒有限制的進行,兩個進程可以通過讀寫一個文件來交換數據。共享數據對文件格式沒有要求,雙反約定就行。使用文件共享很有可能出問題。
SharedPreferences是個特例,雖然也是屬於文件的一種,但是由於系統對它的讀寫有一定的緩存策略,即在內存中會有一份SharedPreferences文件的緩存,因此在多進程模式下,系統對他的讀寫變得不可靠,高並發的時候,很大可能會丟失數據。
Messenger可以在不同的進程中傳遞Message對象,在Message中存入我們需要傳遞的數據,就可以實現數據的跨進程傳遞。它是一種輕量級的IPC方案,底層實現是AIDL。
Messenger對AIDL做了封裝,使得我們可以更便捷的實現跨進程通信,它一次只處理一個請求,在服務端不用考慮線程同步問題,在服務端不存在並發執行的情形。實現一個Messenger有如下幾個步驟:
在服務端創建一個Service,同時創建一個Handler,並通過它來創建一個Messenger對象,然後再Service的onBind中返回這個Messenger對象底層Binder即可。
綁定服務端Service,綁定成功後用服務端返回的IBinder對象創建一個Messenger。通過這個對象就可以向服務端發消息了。如果需要服務端回應客戶端,就需要和服務端一樣,創建一個Handler,並通過它來創建一個Messenger對象,然後把這個Messenger對象通過Message的replyTo參數傳給服務端,服務端可以通過這個replyTo參數回應客戶端。
首先要創建一個Service用來監聽客戶端的連接請求,然後創建一個AIDL文件,將暴露給客戶端的介面在這個AIDL文件中聲明,最後在Service中實現AIDL介面即可。
綁定服務端的Service,將服務端返回的Binder對象轉成AIDL介面所屬的類型,接著就可可以範文AIDL里邊的方法了。
在AIDL文件中,並不是所有的額數據類型都是可以使用的。
以上6種數據就是AIDL所支持的所有類型,其中自定義的Parecelable對象和AIDL對象必須顯示的import,不管是否和當前的AIDL文件位於同一個包。
AIDL文件中用到了自定義的Parcelable對象,必須新建一個同名的AIDL文件,在其中聲明它為parcelable類型。
AIDL中除了基礎數據類型,其它類型參數都需要標上方向:in、out、inout,in是輸入型參數,out是輸出型參數,inout是輸入輸出型參數。
上面是遠程服務端示例,AIDL方法在服務端的Binder線程池中執行,因此各個客戶端同時連接的時候,會存在多個線程同時訪問的情形,所以要在AIDL中處理線程同步,這個CopyOnWriteArrayList支持並發的讀寫。
AIDL所支持的是一個抽象的List,只是一個介面,因此雖然服務端返回的是CopyOnWriteArrayList,當時Binder會按照List規范去範文數據並最終形成一個ArrayList傳遞給客戶端。
ServiceConnection 的回調方法在UI線程中運行,服務端的方法有可能很久才能執行完畢,需要考慮ANR的問題。
服務的方法本省就運行再Binder線程池中,本身可以執行大量耗時操作,不要去服務端方法中開縣城去進行非同步任務。
客戶端
服務端
RemoteCallbackList是系統提供專門用於刪除跨進程listener的,它的內部有一個Map結構,用來保存所有的AIDL回調,這個Map的key就是Binder類型,value是CallBack類型。
客戶端解注冊的時候,我們只需要遍歷服務端所有的listener,找出那個和接注冊listener具有相同的Binder對象的服務端listener並把它刪除即可。
RemoteCallbackList的beginBroadcast和finishBroadcast必須配對使用。
ContentProvider是Android專門提供不同應用間進行數據共享的方式。底層實現一樣是Binder。
系統預置了許多ContentProvider,比如通訊錄,日程信息表,只需要通過ContentResolver的query、update、insert、delete方法即可。
Ⅸ android開發中跨進程通信有幾種方式
Android進程間通信的幾種方式 定義多進程
第一:Android應用中使用多進程只有一個辦法(用NDK的fork來做除外),就是在AndroidManifest.xml中聲明組件時,用android:process屬性來指定。
不知定process屬性,則默認運行在主進程中,主進程名字為包名。
android:process = package:remote,將運行在package:remote進程中,屬於全局進程,其他具有相同shareUID與簽名的APP可以跑在這個進程中。
android:process = :remote ,將運行在默認包名:remote進程中,而且是APP的私有進程,不允許其他APP的組件來訪問。
第二:多進程引發的問題
靜態成員和單例失效:每個進程保持各自的靜態成員和單例,相互獨立。
線程同步機制失效:每個進程有自己的線程鎖。
SharedPreferences可靠性下降:不支持並發寫,會出現臟數據。
Application多次創建:不同進程跑在不同虛擬機,每個虛擬機啟動會創建自己的Application,自定義Application時生命周期會混亂。
綜上,不同進程擁有各自獨立的虛擬機,Application,內存空間,由此引發一系列問題。
第三: 進程間通信
Bundle/Intent傳遞數據:
可傳遞基本類型,String,實現了Serializable或Parcellable介面的數據結構。Serializable是Java的序列化方法,Parcellable是Android的序列化方法,前者代碼量少(僅一句),但I/O開銷較大,一般用於輸出到磁碟或網卡;後者實現代碼多,效率高,一般用戶內存間序列化和反序列化傳輸。
文件共享:
對同一個文件先後寫讀,從而實現傳輸,Linux機制下,可以對文件並發寫,所以要注意同步。順便一提,Windows下不支持並發讀或寫。
Messenger:
Messenger是基於AIDL實現的,服務端(被動方)提供一個Service來處理客戶端(主動方)連接,維護一個Handler來創建Messenger,在onBind時返回Messenger的binder。
雙方用Messenger來發送數據,用Handler來處理數據。Messenger處理數據依靠Handler,所以是串列的,也就是說,Handler接到多個message時,就要排隊依次處理。
AIDL:
AIDL通過定義服務端暴露的介面,以提供給客戶端來調用,AIDL使伺服器可以並行處理,而Messenger封裝了AIDL之後只能串列運行,所以Messenger一般用作消息傳遞。
通過編寫aidl文件來設計想要暴露的介面,編譯後會自動生成響應的java文件,伺服器將介面的具體實現寫在Stub中,用iBinder對象傳遞給客戶端,客戶端bindService的時候,用asInterface的形式將iBinder還原成介面,再調用其中的方法。
ContentProvider:
系統四大組件之一,底層也是Binder實現,主要用來為其他APP提供數據,可以說天生就是為進程通信而生的。自己實現一個ContentProvider需要實現6個方法,其中onCreate是主線程中回調的,其他方法是運行在Binder之中的。自定義的ContentProvider注冊時要提供authorities屬性,應用需要訪問的時候將屬性包裝成Uri.parse("content://authorities")。還可以設置permission,readPermission,writePermission來設置許可權。 ContentProvider有query,delete,insert等方法,看起來貌似是一個資料庫管理類,但其實可以用文件,內存數據等等一切來充當數據源,query返回的是一個Cursor,可以自定義繼承AbstractCursor的類來實現。
Socket:
學過計算機網路的對Socket不陌生,所以不需要詳細講述。只需要注意,Android不允許在主線程中請求網路,而且請求網路必須要注意聲明相應的permission。然後,在伺服器中定義ServerSocket來監聽埠,客戶端使用Socket來請求埠,連通後就可以進行通信。
Ⅹ Android通信方式篇(七)-Binder機制(Native層(下))
本篇文章針對向ServiceManager注冊服務 和 獲取服務兩個流程來做總結。在這兩個過程中,ServiceManager都扮演的是服務端,與客戶端之間的通信也是通過Binder IPC。
在此之前先了解下Binder的進程與線程的關系:
用戶空間 :ProcessState描述一個進程,IPCThreadState對應一個進程中的一個線程。
內核空間 :binder_proc描述一個進程,統一由binder_procs全局鏈表保存,binder_thread對應進程的一個線程。
ProcessState與binder_proc是一一對應的。
Binder線程池 :每個Server進程在啟動時會創建一個binder線程池,並向其中注冊一個Binder線程;之後Server進程也可以向binder線程池注冊新的線程,或者Binder驅動在探測到沒有空閑binder線程時會主動向Server進程注冊新的的binder線程。對於一個Server進程有一個最大Binder線程數限制15,(#define DEFAULT_MAX_BINDER_THREADS 15)。對於所有Client端進程的binder請求都是交由Server端進程的binder線程來處理的。我的理解是:binder線程是進程進行binder ipc時的一條數據處理路徑。
MediaPlayerService向ServiceManager注冊過程如下:
相關類:
整個過程總結如下:
1 獲取BpServiceManager 與 BpBinder
由defaultServiceManager()返回的是BpServiceManager,同時會創建ProcessState對象和BpBinder對象。然後通過BpBinder執行transact,把真正工作交給IPCThreadState來處理。
2 BpBinder transact
Binder代理類調用transact()方法,真正工作還是交給IPCThreadState來進行transact工作。
3 通過IPCThreadState 包裝並轉換數據並進行transact事務處理
每個線程都有一個IPCThreadState,每個IPCThreadState中都有一對Parcel變數:mIn、mOut。相當於兩根數據管道:
最後執行talkWithDriver。
writeTransactionData:將BC Protocol + binder_transaction_data結構體 寫入mOut, 然後執行waitForResponse:
由talkWithDriver將數據進一步封裝到binder_write_read結構體,通過ioctl(BINDER_WRITE_READ)與驅動通信。同時等待驅動返回的接收BR命令,從mIn取出返回的數據。
mIn包裝的數據結構(注冊服務handle = 0 ,code 為ADD_SERVICE_TRANSACTION):
4 Binder Driver
把binder_write_read結構體write_buffer里數據取出來,分別得到BC命令和封裝好數據的事務binder_transaction_data, 然後根據handler,在當前binder_proc中,找到相應的binder_ref,由binder_ref再找到目標binder_node實體,由目標binder_node再找到目標進程binder_proc。然後就是插入數據:當binder驅動可以找到合適的線程,就會把binder_transaction節點插入到servciemanager的線程的todo隊列中,如果找不到合適的線程,就把節點之間插入servciemanager的binder_proc的todo隊列。
5 ServiceManager
經過Binder Driver的處理,數據已經到了ServiceManager進程,在BR_TRANSACTION的引導下,在binder_loop()中執行binder_parser()取出數據,執行do_add_service()操作,最終向 svcinfo 列表中添加已經注冊的服務(沒有數據的返回)。最後發送 BR_REPLY 命令喚醒等待的線程,通知注冊成功。結束MediaPlayerService進程 waitForResponse()的狀態,整個注冊過程結束。
獲取服務的過程與注冊類似,首先 ServiceManager 向 Binder 驅動發送 BC_TRANSACTION 命令攜帶 CHECK_SERVICE_TRANSACTION 命令,同時獲取服務的線程進入等待狀態 waitForResponse()。Binder 驅動收到請求命令向 ServiceManager 的發送 BC_TRANSACTION 查詢已注冊的服務,會區分請求服務所屬進程情況。
查詢到直接響應 BR_REPLY 喚醒等待的線程。若查詢不到將與 binder_procs 鏈表中的服務進行一次通訊再響應。
以startService為例來簡單總結下執行流程:
3.1 從方法執行流程來看:
Client :
1 AMP.startService 標記方法以及通過Parcel包裝數據;
2 BinderProxy.transact 實際調用native的 android_os_BinderProxy_transact 傳遞數據;
3 獲取BpServiceManager 與 BpBinder 同時會創建ProcessState。然後通過BpBinder執行transact,把真正工作交給IPCThreadState來處理;
4 IPC.transact 主要執行writeTransactionData,將上層傳來的數據重新包裝成binder_transaction_data,並將BC Protocol + binder_transaction_data結構體 寫入mOut;
5 IPC waitForResponse talkWithDriver + 等待返回數據;
6 talkWithDriver 將數據進一步封裝成binder_write_read,通過ioctl(BINDER_WRITE_READ)與驅動通信;
Kernel :
7 binder ioctl 接收BINDER_WRITE_READ ioctl命令;
8 binder_ioctl_write_read 把用戶空間數據ubuf拷貝到內核空間bwr;
9 binder_thread_write 當bwr寫緩存有數據,則執行binder_thread_write;當寫失敗則將bwr數據寫回用戶空間並退出;
10 binder_transaction 找到目標進程binder_proc並插入數據到目標進程的線程todo隊列,最終執行到它
時,將發起端數據拷貝到接收端進程的buffer結構體;
11 binder_thread_read 根據binder_transaction結構體和binder_buffer結構體數據生成新的binder_transaction_data結構體,寫入bwr的read_buffer,當bwr讀緩存有數據,則執行binder_thread_read;當讀失敗則再將bwr數據寫回用戶空間並退出;最後,把內核數據bwr拷貝到用戶空間ubuf。
12 binder_thread_write + binder_ioctl BR命令和數據傳遞
Server:
13 IPC.executeCommand 解析kernel傳過來的binder_transaction_data數據,找到目標BBinder並調用其transact()方法;
14 IPC.joinThreadPool 採用循環不斷地執行getAndExecuteCommand()方法, 處理事務。當bwr的讀寫buffer都沒有數據時,則阻塞在binder_thread_read的wait_event過程. 另外,正常情況下binder線程一旦創建則不會退出.
15 BBinder.transact 到Binder.exeTransact 調用 AMN.onTransact
16 AMN.onTransact 把數據傳遞到AMS.starService去執行
17 AMS.starService Server處理了Client的請求了
然後原路replay回去,talkWithDriver 到Kernel ,然後找到Client進程,把數據拷貝到read_buffer里,最終喚醒IPC,把反饋傳遞回AMP.startService。完成啟動服務。
3.2 從通信協議流程來看:
非oneWay:
oneway:
oneway與非oneway區別: 都是需要等待Binder Driver的回應消息BR_TRANSACTION_COMPLETE. 主要區別在於oneway的通信收到BR_TRANSACTION_COMPLETE則返回,而不會再等待BR_REPLY消息的到來. 另外,oneway的binder IPC則接收端無法獲取對方的pid.
3.3 從數據流來看
從用戶空間開始:
進入驅動後:
回到用戶空間:
參考:
http://gityuan.com/2016/09/04/binder-start-service/
http://gityuan.com/2015/11/28/binder-summary/
http://gityuan.com/2015/11/14/binder-add-service/
http://gityuan.com/2015/11/15/binder-get-service/