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【漫画技术】Android跨进程通信

LoftySoul / 3223人阅读

摘要:单进程通信在很久以前,小猪仔从生到死都是在猪圈中生活的,没有外来者的入侵。那么,跨进程通信中,我们也需要拥有同样功能的船,它就是,通过的中转,进程之间就能顺利的进行数据交换了。

【免费】全网独家:这是一份非常值得珍藏的Android知识体系!!!

类型 描述 用时
选题 silencezwm 0.5小时
写作时间 2017年10月25日 5.5小时
审稿 silencezwm、Mya婷婷 2小时
校对上线 silencezwm 1小时

Tips:4个环节,共计约9小时的精心打磨完成上线,同时也非常感谢参与审稿的同学。

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  1. 看漫画,涨薪资(¥) >>>【小猪的传奇一生】:

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  1. 该漫画描述了小猪仔出生后,就生活在猪圈中,快乐的成长着。有一天,小猪长大了,屠宰场的老板就会通过船将肥猪运输过来进行屠宰,然后将猪肉销往世界各地。

看完该漫画后,是不是觉得小猪仔的一生有点小悲凉,要怪就怪可恶的人类,无肉不欢,哈哈。

精彩的漫画背后,总隐藏着一丝丝技术的小知识。本文将为你介绍“Android跨进程通信”的相关知识,通过本文的学习,你可以了解到:

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  1. 一、单进程通信与多进程通信之间的区别

    二、跨进程通信常见的五种实现方式

  2. 三、跨进程通信的注意事项

一、单进程通信与多进程通信之间的区别

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  1. 概念普及:IPC(Inter-Process Communication)机制,即进程间通信或者跨进程通信机制,是指两个进程之间进行数据交换的过程。
1.1、单进程通信

在很久以前,小猪仔从生到死都是在猪圈中生活的,没有外来者的入侵。同样的,在Android开发中,默认情况下,程序运行后,都只是运行在一个以项目包名创建的主进程中(就好比猪圈),例如

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  1. 项目包名为:com.silencezwm.ipcdemo
  2. 默认进程名:com.silencezwm.ipcdemo

单进程通信就如:不同品类的猪仔(Android中不同的组件)在相同的猪圈(在同一进程中)中生活(运行)。

1.2、多进程通信

突然有一天,河流的右边来了一个商人,他发现河对岸有不少肥猪在游荡。于是,他发现了一个发家致富的机会,他在这里建了一个屠宰场。然后经常通过船将对岸的肥猪运送过来,进行屠宰,赚的盆满钵满。

这个就类似Android程序,本来只有一个进程在运行,但是因为产品提了个奇葩的需求,使得我们程序猿们不得不多开一个进程来实现该需求。

程序猿们一顿牢骚后,最后还是动手干活了。

他们在AndroidManifest.xml文件中相应的组件添加了android:process属性,并指定进程名。然后打开了两个Activity,但是BActivity被指定运行在新的进程,当程序跑起来后,此时可以看到有两个进程正在运行,如图:

我们知道,在单进程中通信,组件间是可以随意进行通信,因为它们都处于同一个内存空间。那多进程之间是怎样通信的呢?

漫画中,屠宰场的老板通过船将河对岸的肥猪运送过来,就因为船的存在,该老板就可以跨越河流到达对岸。那么,Android跨进程通信中,我们也需要拥有同样功能的船,它就是Binder,通过Binder的中转,进程之间就能顺利的进行数据交换了。

二、跨进程通信常见的五种实现方式

五种常见的实现方式可分为两大类:四大组件的跨进程通信和AIDL。

2.1、四大组件

Activity、Service、BroadcastReceiver、Content Provider四大组件只需要在AndroidManifest.xml文件相应的组件中添加android:process属性,并指定进程名。程序运行起来后,它们就会运行在不同的进程中,它们之间的通信,官方已经给我们做了非常好的封装,所以使用起来也非常方便,这里就不多做解释了。

2.2、AIDL

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  1. 概念普及:AIDL(Android interface definition Language),即Android接口定义语言。

要想应用AIDL技术,就至少需要有两个进程存在,A进程通过定义的AIDL接口文件与B进程进行通信,具体的实现步骤如下:

1、准备两个进程:新建一个项目 IPCDemo,然后新建一个Module IPCClient,这样我们就准备好了两个进程,完成后的项目结构如图:

2、创建AIDL文件:在服务端IPCDemo中新建一个AIDL接口文件:IMyAidlInterface.aidl,其中会默认实现basicTypes方法,然后我们再定义一个login方法,IMyAidlInterface.aidl完整代码如下;

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  1. package com.silencezwm.ipcdemo;
  2. /**
  3. * 定义的AIDL接口文件
  4. */
  5. interface IMyAidlInterface {
  6. /**
  7. * AIDL默认实现的方法
  8. */
  9. void basicTypes(int anInt, long aLong, boolean aBoolean, float aFloat,double aDouble, String aString);
  10. /**
  11. * 定义了一个登录方法,包含用户名、密码两个参数
  12. */
  13. void login(String username, String password);
  14. }

3、build项目:此时,Android Studio会自动为你生成一个继承自IInterface的java文件,IMyAidlInterface.java完整代码如下;

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  1. package com.silencezwm.ipcdemo;
  2. /**
  3. * 定义的AIDL接口文件
  4. */
  5. public interface IMyAidlInterface extends android.os.IInterface {
  6. /**
  7. * Local-side IPC implementation stub class.
  8. */
  9. public static abstract class Stub extends android.os.Binder implements com.silencezwm.ipcdemo.IMyAidlInterface {
  10. private static final java.lang.String DESCRIPTOR = "com.silencezwm.ipcdemo.IMyAidlInterface";
  11. /**
  12. * Construct the stub at attach it to the interface.
  13. */
  14. public Stub() {
  15. this.attachInterface(this, DESCRIPTOR);
  16. }
  17. /**
  18. * Cast an IBinder object into an com.silencezwm.ipcdemo.IMyAidlInterface interface,
  19. * generating a proxy if needed.
  20. */
  21. public static com.silencezwm.ipcdemo.IMyAidlInterface asInterface(android.os.IBinder obj) {
  22. if ((obj == null)) {
  23. return null;
  24. }
  25. android.os.IInterface iin = obj.queryLocalInterface(DESCRIPTOR);
  26. if (((iin != null) && (iin instanceof com.silencezwm.ipcdemo.IMyAidlInterface))) {
  27. return ((com.silencezwm.ipcdemo.IMyAidlInterface) iin);
  28. }
  29. return new com.silencezwm.ipcdemo.IMyAidlInterface.Stub.Proxy(obj);
  30. }
  31. @Override
  32. public android.os.IBinder asBinder() {
  33. return this;
  34. }
  35. @Override
  36. public boolean onTransact(int code, android.os.Parcel data, android.os.Parcel reply, int flags) throws android.os.RemoteException {
  37. switch (code) {
  38. case INTERFACE_TRANSACTION: {
  39. reply.writeString(DESCRIPTOR);
  40. return true;
  41. }
  42. case TRANSACTION_basicTypes: {
  43. data.enforceInterface(DESCRIPTOR);
  44. int _arg0;
  45. _arg0 = data.readInt();
  46. long _arg1;
  47. _arg1 = data.readLong();
  48. boolean _arg2;
  49. _arg2 = (0 != data.readInt());
  50. float _arg3;
  51. _arg3 = data.readFloat();
  52. double _arg4;
  53. _arg4 = data.readDouble();
  54. java.lang.String _arg5;
  55. _arg5 = data.readString();
  56. this.basicTypes(_arg0, _arg1, _arg2, _arg3, _arg4, _arg5);
  57. reply.writeNoException();
  58. return true;
  59. }
  60. case TRANSACTION_login: {
  61. data.enforceInterface(DESCRIPTOR);
  62. java.lang.String _arg0;
  63. _arg0 = data.readString();
  64. java.lang.String _arg1;
  65. _arg1 = data.readString();
  66. this.login(_arg0, _arg1);
  67. reply.writeNoException();
  68. return true;
  69. }
  70. }
  71. return super.onTransact(code, data, reply, flags);
  72. }
  73. private static class Proxy implements com.silencezwm.ipcdemo.IMyAidlInterface {
  74. private android.os.IBinder mRemote;
  75. Proxy(android.os.IBinder remote) {
  76. mRemote = remote;
  77. }
  78. @Override
  79. public android.os.IBinder asBinder() {
  80. return mRemote;
  81. }
  82. public java.lang.String getInterfaceDescriptor() {
  83. return DESCRIPTOR;
  84. }
  85. /**
  86. * AIDL默认实现的方法
  87. */
  88. @Override
  89. public void basicTypes(int anInt, long aLong, boolean aBoolean, float aFloat, double aDouble, java.lang.String aString) throws android.os.RemoteException {
  90. android.os.Parcel _data = android.os.Parcel.obtain();
  91. android.os.Parcel _reply = android.os.Parcel.obtain();
  92. try {
  93. _data.writeInterfaceToken(DESCRIPTOR);
  94. _data.writeInt(anInt);
  95. _data.writeLong(aLong);
  96. _data.writeInt(((aBoolean) ? (1) : (0)));
  97. _data.writeFloat(aFloat);
  98. _data.writeDouble(aDouble);
  99. _data.writeString(aString);
  100. mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_basicTypes, _data, _reply, 0);
  101. _reply.readException();
  102. } finally {
  103. _reply.recycle();
  104. _data.recycle();
  105. }
  106. }
  107. /**
  108. * 定义了一个登录方法,包含用户名、密码两个参数
  109. */
  110. @Override
  111. public void login(java.lang.String username, java.lang.String password) throws android.os.RemoteException {
  112. android.os.Parcel _data = android.os.Parcel.obtain();
  113. android.os.Parcel _reply = android.os.Parcel.obtain();
  114. try {
  115. _data.writeInterfaceToken(DESCRIPTOR);
  116. _data.writeString(username);
  117. _data.writeString(password);
  118. mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_login, _data, _reply, 0);
  119. _reply.readException();
  120. } finally {
  121. _reply.recycle();
  122. _data.recycle();
  123. }
  124. }
  125. }
  126. static final int TRANSACTION_basicTypes = (android.os.IBinder.FIRST_CALL_TRANSACTION + 0);
  127. static final int TRANSACTION_login = (android.os.IBinder.FIRST_CALL_TRANSACTION + 1);
  128. }
  129. /**
  130. * AIDL默认实现的方法
  131. */
  132. public void basicTypes(int anInt, long aLong, boolean aBoolean, float aFloat, double aDouble, java.lang.String aString) throws android.os.RemoteException;
  133. /**
  134. * 定义了一个登录方法,包含用户名、密码两个参数
  135. */
  136. public void login(java.lang.String username, java.lang.String password) throws android.os.RemoteException;
  137. }

4、新建Service:继续在服务器端src/main/java/包名目录下新建一个Service,并在配置文件中注册,然后设置其action值为com.silencezwm.ipcdemo,以供客户端进行调用,并在Service内部创建一个内部类继承静态抽象类IMyAidlInterface.Stub,AidlService.java完整代码如下:

</>复制代码

  1. package com.silencezwm.ipcdemo;
  2. import android.app.Service;
  3. import android.content.Intent;
  4. import android.os.IBinder;
  5. import android.os.RemoteException;
  6. import android.util.Log;
  7. public class AidlService extends Service {
  8. private static final String TAG = AidlService.class.getName();
  9. public AidlService() {
  10. }
  11. @Override
  12. public IBinder onBind(Intent intent) {
  13. return new MyBinder();
  14. }
  15. class MyBinder extends IMyAidlInterface.Stub {
  16. @Override
  17. public void basicTypes(int anInt, long aLong, boolean aBoolean, float aFloat, double aDouble, String aString) throws RemoteException {
  18. Log.d(TAG, "=====:basicTypes");
  19. }
  20. @Override
  21. public void login(String username, String password) throws RemoteException {
  22. Log.d(TAG, "=====:login" + username + "==" + password);
  23. }
  24. }
  25. }

5、拷贝aidl目录文件:至此,服务端的代码编写完成,接下来我们只需要完成客户端的调用代码即可。相当简单,首先把服务端aidl整个文件夹拷贝到客户端src/main目录下(至于拷贝的原因,稍后会进行阐述),然后build项目。此时,客户端、服务端就同时拥有AIDL相同的代码;

6、绑定服务端Service:在客户端你想要的地方通过服务端Service所在地的包名以及action来进行绑定,然后将Service连接成功后返回的IBinder对象,通过IMyAidlInterface.Stub.asInterface方法转换为我们定义的aidl对象,然后根据该对象调用我们所定义的方法即可完成整个通信过程,客户端MainActivity.java调用代码如下:

</>复制代码

  1. package com.silencezwm.ipcclient;
  2. import android.content.ComponentName;
  3. import android.content.Context;
  4. import android.content.Intent;
  5. import android.content.ServiceConnection;
  6. import android.os.Bundle;
  7. import android.os.IBinder;
  8. import android.os.RemoteException;
  9. import android.support.v7.app.AppCompatActivity;
  10. import android.view.View;
  11. import android.widget.Button;
  12. import com.silencezwm.ipcdemo.IMyAidlInterface;
  13. public class MainActivity extends AppCompatActivity implements View.OnClickListener {
  14. private Button mBtnLogin;
  15. private IMyAidlInterface mIMyAidlInterface;
  16. @Override
  17. protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
  18. super.onCreate(savedInstanceState);
  19. setContentView(R.layout.activity_main);
  20. mBtnLogin = (Button) findViewById(R.id.btn_login);
  21. mBtnLogin.setOnClickListener(this);
  22. }
  23. @Override
  24. public void onClick(View view) {
  25. switch (view.getId()) {
  26. case R.id.btn_login:
  27. Intent intent = new Intent();
  28. // 服务端AndroidManifest.xml文件该Service所配置的action
  29. intent.setAction("com.silencezwm.ipcdemo");
  30. // Service所在的包名
  31. intent.setPackage("com.silencezwm.ipcdemo");
  32. bindService(intent, new ConnectCallBack(), Context.BIND_AUTO_CREATE);
  33. break;
  34. }
  35. }
  36. class ConnectCallBack implements ServiceConnection{
  37. // 服务连接成功回调
  38. @Override
  39. public void onServiceConnected(ComponentName componentName, IBinder iBinder) {
  40. mIMyAidlInterface = IMyAidlInterface.Stub.asInterface(iBinder);
  41. login();
  42. }
  43. // 服务断开连接回调
  44. @Override
  45. public void onServiceDisconnected(ComponentName componentName) {
  46. mIMyAidlInterface = null;
  47. }
  48. }
  49. private void login() {
  50. try {
  51. mIMyAidlInterface.login("silencezwm", "123456");
  52. } catch (RemoteException e) {
  53. e.printStackTrace();
  54. }
  55. }
  56. }

7、结果验证:收获的季节来了,先将服务端程序跑起来,之后将客户端程序跑起来,点击登录按钮,不出意外的话,我们已经绑定了服务端的Service,并调用了login方法,将数据传递到服务端了,来看看Log的打印信息:

回顾AIDL整个实现过程,其实并不复杂。此时,聪明的人往往都会有一个疑问:

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  1. 客户端的数据到底是如何传递到服务端的呢?

接下来,我们就来一探究竟,以下的代码主要涉及到自动生成的IMyAidlInterface.java文件。

在客户端调用代码中,我们知道,一旦绑定Service成功后,会返回一个IBinder对象,调用IMyAidlInterface.Stub.asInterface(iBinder)方法将该对象转换为了我们所定义的AIDL接口对象,该方法具体做了什么呢?来看看:

</>复制代码

  1. private static final java.lang.String DESCRIPTOR = "com.silencezwm.ipcdemo.IMyAidlInterface";
  2. public Stub() {
  3. this.attachInterface(this, DESCRIPTOR);
  4. }
  5. public static com.silencezwm.ipcdemo.IMyAidlInterface asInterface(android.os.IBinder obj) {
  6. if ((obj == null)) {
  7. return null;
  8. }
  9. android.os.IInterface iin = obj.queryLocalInterface(DESCRIPTOR);
  10. if (((iin != null) && (iin instanceof com.silencezwm.ipcdemo.IMyAidlInterface))) {
  11. return ((com.silencezwm.ipcdemo.IMyAidlInterface) iin);
  12. }
  13. return new com.silencezwm.ipcdemo.IMyAidlInterface.Stub.Proxy(obj);
  14. }

上面这段代码中,首先Stub构造方法被调用,跟着attachInterface方法被调用:

</>复制代码

  1. private IInterface mOwner;
  2. private String mDescriptor;
  3. ...
  4. public void attachInterface(IInterface owner, String descriptor) {
  5. mOwner = owner;
  6. mDescriptor = descriptor;
  7. }

相当好理解,就是进行接口对象和字符串标识符的赋值。接下来在asInterface方法中,会根据标识符去IBinder的本地去查找是否有该对象,也就是调用obj.queryLocalInterface(DESCRIPTOR)方法,继续源码中Binder.java

</>复制代码

  1. public IInterface queryLocalInterface(String descriptor) {
  2. if (mDescriptor.equals(descriptor)) {
  3. return mOwner;
  4. }
  5. return null;
  6. }

意思就是如果本地存在这个标识符的IInterface对象,那就直接返回之前构造方法中初始化的mOwner对象,否则返回null,因为我们这里涉及到了跨进程通信,所以这里会直接返回null。代码继续往下走,很显然,以下这段代码会调用:

</>复制代码

  1. return new com.silencezwm.ipcdemo.IMyAidlInterface.Stub.Proxy(obj);

代码字面意思就是返回IBinder的代码对象,如下:

</>复制代码

  1. private android.os.IBinder mRemote;
  2. Proxy(android.os.IBinder remote) {
  3. mRemote = remote;
  4. }

到这里,我们就拿到了一个IBinder的代理对象,通过代理对象,我们就可以调用之前所定义的login方法啦,代码:

</>复制代码

  1. @Override
  2. public void login(java.lang.String username, java.lang.String password) throws android.os.RemoteException {
  3. android.os.Parcel _data = android.os.Parcel.obtain();
  4. android.os.Parcel _reply = android.os.Parcel.obtain();
  5. try {
  6. _data.writeInterfaceToken(DESCRIPTOR);
  7. _data.writeString(username);
  8. _data.writeString(password);
  9. mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_login, _data, _reply, 0);
  10. _reply.readException();
  11. } finally {
  12. _reply.recycle();
  13. _data.recycle();
  14. }
  15. }

这里就涉及到了一个重要的类Parcel,Parcel天生具备跨进程传输数据能力。在文章开头的漫画中,可不是直接把猪仔赶上船就行的,万一猪仔乱跑掉河里去了怎么办,所以屠宰场老板就准备了些猪笼。首先将猪仔赶进猪笼中,待船靠岸后,打开猪笼,将猪仔放出来即可。我们这里的Parcel就好比猪笼,我们把需要传递的数据写入Parcel中,然后到达目标进程后,将Parcel中的数据读出即可,所以可以将Parcel称为数据传输载体。Parcel支持的数据类型非常之多,足以满足我们日常开发所需。

现在你知道客户端的数据是如何传递到服务端了吗?

三、跨进程通信的注意事项

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  1. 3.1、客户端与服务端aidl文件以及包名必须一致,否则无法正常通信。

    3.2、在绑定服务端Service的时候,intent最好设置目标Service所在的包名,如intent.setPackage("com.silencezwm.ipcdemo"),当SDK版本大于14的时候,你会碰到这个错误 java.lang.IllegalArgumentException: Service Intent must be explicit:。

  2. 3.3、跨进程传递实体类必须进行序列化,不信你试试看。

  3. 3.4Parcel所占用的内存,会随着你传递的数据量大小而相应变化。

好啦,本篇“Android跨进程通信”的相关介绍就到这里了,感谢你的到来!

【免费】全网独家:这是一份非常值得珍藏的Android知识体系!!!

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