第二章-IPC机制-Android中的各种IPC方式(Bundle、文件共享、Messenger)

我们了解了IPC的几个基础知识:序列化和Binder,本节详细分析各种跨进程通信方式。具体方式有很多,比如可以通过在Intent中附加extras来传递消息,或者通过共享文件的方式来共享数据,还可以采用Binder方式来跨进程通信,另外,ContentProvider天生就是支持跨进程访问的。通过Socket也可以实现IPC,上述的各种方法都能实现IPC,他们的使用方式和侧重点上有很大的区别,我们在这里都会一一展开。

1、使用Bundle

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2、使用文件共享

文件共享是一种不错的进程间通讯的方式,两个进程通过读/写同一个文件来交换数据,比如A进程把数据写入文件,B再去读取,我们知道,在Windows上,一个文件如果被加了排斥锁将会导致其他线程无法对其访问,甚至两个线程同时进度写的操作也是不允许的,尽管这可能出问题,通过文件交换数据很好使用,除了可以交换一些文本信息外,我们还可以序列化一个对象到文件里,引用的时候再恢复,下面就来展示下这种使用方法。

还是本章的例子,在onResume序列化一个对象到sd卡,第二个Activity去恢复,关键代码如下:

MainActivity.java

//保存对象到文件
private void persistToFile() {
    new Thread(new Runnable() {
        @Override
        public void run() {
            User user = new User("1", "hello world", false);
            File dir = new File(PATH);
            if (!dir.exists()) {
                dir.mkdir();
            }
            File cachedFile = new File(PATH);
            ObjectOutputStream objectOutputStream = null;
            try {
                objectOutputStream = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(cachedFile));
                objectOutputStream.writeObject(user);
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }).start();
}

SecondActivity.java

//从文件恢复对象
private void recoverFromFile() {
    new Thread(new Runnable() {
        @Override
        public void run() {
            User user = null;
            File cachedFile = new File(MainActivity.PATH);
            if(cachedFile.exists()){
                ObjectInputStream objectInputStream = null;
                try {
                    objectInputStream = new ObjectInputStream(new FileInputStream(cachedFile));
                    user = (User) objectInputStream.readObject();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                } catch (ClassNotFoundException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }).start();
}

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当然,SharedPreferences是个特例,众所周知,SharedPreferences是Android中提供的轻量级存储方案,它通过键值对的方式来存储数据,在底层实现上它采用XML文件来存储键值对,每个应用的SharedPreferences文件都可以在当前包所在的data目录下查看到。一般来说,它的目录位于/data/data/package
name/shared_prefs目录下,其中package
name表示的是当前应用的包名。从本质上来说,SharedPreferences也属于文件的一种,但是由于系统对它的读/写有一定的缓存策略,即在内存中会有一份SharedPreferences文件的缓存,因此在多进程模式下,系统对它的读/写就变得不可靠,当面对高并发的读/写访问Sharedpreferences有很大几率会丢失数据,因此,不建议在进程间通信中使SharedPreferences

3、使用Messenger(使用的不多)

Messenger可以翻译为信使,顾名思义,通过它可以在不同进程中传递Message对象,在Message中放入我们需要传递的数据,就可以轻松地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,为什么这么说呢,我们大致看一下Messenger这个类的构造方法就明白了。下面是Messenger的两个构造方法,从构造方法的实现上我们可以明显看出AIDL的痕迹,不管是IMessenger还是Stub.asInterface,这种使用方法都表明它的底层是AIDL。

2个构造方法

public Messenger(Handler target) {
    mTarget = target.getIMessenger();//从Handler中拿到Messenger对象,是一个Binder
}

public Messenger(IBinder target){
    mTarget = IMessenger.Stud.asInterface(target);//将target转化成Binder对象
}

Messenger的使用方法很简单,它对AIDL做了封装,使得我们可以更简便地进行进程间通信。同时,由于它一次处理一个请求,因此在服务端我们不用考虑线程同步的问题,这是因为服务端中不存在并发执行的情形。实现一个Messenger有如下几个步骤,分为服务端和客户端。

a、服务端进程

首先,我们需要在服务端创建一个Service来处理客户端的连接请求,同时创建一个Handler并通过它来创建一个Messenger对象,然后在Service的onBind中返回这个Messenger对象底层的Binder即可

看服务端的代码,这是服务端的典型代码,可以看到MessengerHandler用来处理客户端发送的消息,并从消息中取出客户端发来的文本信息,而mMessenger是一个Mwsswnger对象,他和MessengerHandler相关联,并在onBind方法中返回他里面的IBind对象

public class MessengerService extends Service {
    public static final String TAG = "MessengerService";

    //定义一个静态内部类,处理消息;
    private static class MessengerHandler extends Handler{
        @Override
        public void handleMessage(Message msg) {
            switch (msg.what) {
                case MSG_FROM_CLIENT:
                    Log.i(TAG,"receive msg from Client:" + msg.getData().getString("msg"));
                    break;
                default:
                super.handleMessage(msg);
            }
        }
    }

    //定义一个Messenger对象,将处理消息的Handler带上,客户端拿到Messenget对象也就可以将消息发送到这个handler处理了。
    private final Messenger mMessenger = new Messenger(new MessengerHandler());

    @Override
    public IBinder onBind(Intent intent) {
        return mMessenger.getBinder();//返回Messenger里面的Binder对象
    }
}

然后注册下这个Service,让其在独立进程中运行

 <service android:name=".MessengerService"
          android:process=":remote"/>

b、客户端进程

客户端进程中,首先要绑定服务端的Service,绑定成功后用服务端返回的IBinder对象创建一个Messenger,通过这个Messenger就可以向服务端发送消息了,发消息类型为
Message对象
。如果需要服务端能够回应客户端,就和服务端一样,我们还需要创建一个Handler并创建一个新的Messenger,并把这个Messenger对象通过Message的replyTo参数传递给服务端,服务端通过这个replyTo参数就可以回应客户端。这听起来可能还是有点抽象,不过看了下面的两个例子,读者肯定就都明白了。首先,我们来看一个简单点的例子, 这个例子中服务端无法回应客户端。

接下来我们看看客户端,客户端比较简单

public class MessengerActivity extends AppCompatActivity {
    public static final String TAG = "MessengerActivity";

    private Messenger mService;//定义一个客户端的Messenger对象

    private ServiceConnection mConnection = new ServiceConnection() {
        @Override
        public void onServiceConnected(ComponentName name, IBinder service) {
            //步骤2:绑定成功后,根据服务端返回的binder对象创建Messenger对象。
            mService =  new Messenger(service);
            
            Message msg = Message.obtain(null,MSG_FROM_CLIENT);
            Bundle data = new Bundle();
            data.putString("msg","hell this is client");
            msg.setData(data);
            try {
                mService.send(msg);//步骤3:使用Messenger发送一个文本消息。
            } catch (RemoteException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }

        @Override
        public void onServiceDisconnected(ComponentName name) {

        }
    };

    @Override
    protected void onCreate( Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_messenger);

        //步骤1:绑定服务
        Intent intent = new Intent(this,MessengerService.class);
        bindService(intent,mConnection, Context.BIND_AUTO_CREATE);
    }

    @Override
    protected void onDestroy() {
        super.onDestroy();
        //步骤4:解绑服务
        unbindService(mConnection);
    }
}

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下面演示如何在服务器端回一个消息给客户端

上面的例子演示了如何在服务端接收客户端中发送的消息,但是有时候我们还需要能回应客户端,下面就介绍如何实现这种效果。还是采用上面的例子,但是稍微做一下修改,每当客户端发来一条消息,服务端就会自动回复一条“嗯,你的消息我已经收到,稍后回复你。”,这很类似邮箱的自动回复功能。

服务端修改:

服务端只需要修改MessengerHandler,当收到消息后,会立即回复一条消息给客户端。

private static class MessengerHandler extends Handler{
    @Override
    public void handleMessage(Message msg) {
        switch (msg.what) {
            case MSG_FROM_CLIENT:
                Log.i(TAG,"receive msg from Client:" + msg.getData().getString("msg"));
                
                //下面是增加的修改的内容,从客户端msg的replyTo中拿到客户端的Messenger
                Messenger messenger = msg.replyTo;
                Message reply = Message.obtain(null,MSG_FROM_SERVER);
                Bundle bundle = new Bundle();
                bundle.putString("reply","收到你的消息,等下回复");
                try {
                    messenger.send(reply);//回应客户端
                } catch (RemoteException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                break;
            default:
                super.handleMessage(msg);
        }
    }
}

客户端修改1:

接着我们来看看客户端的修改,为了接受服务端的恢复,客户端也需要准备一个接收消息的Messenger和handler,如下所示:

//客户端需要定义一个接受消息的Messenger和Handler
private Messenger mGetReplyMessenger = new Messenger(new MessengerHandler());

private static class MessengerHandler extends Handler{
    @Override
    public void handleMessage(Message msg) {
        switch (msg.what){
            case MSG_FROM_SERVER:
                Log.i(TAG,"receive msg from Server:" + msg.getData().getString("reply"));
                break;
            default:
                super.handleMessage(msg);
        }
    }
}

客户端修改2:

除了上述的修改,还有关键的一点,当客户端发送消息的时候,需要把接收服务端回复的Messenger通过Message的replyTo参数传递给服务端,如下:

private ServiceConnection mConnection = new ServiceConnection() {
    @Override
    public void onServiceConnected(ComponentName name, IBinder service) {
        mService =  new android.os.Messenger(service);
        Message msg = Message.obtain(null,MSG_FROM_CLIENT);
        Bundle data = new Bundle();
        data.putString("msg","hell this is client");
        //注意这句话
        msg.replyTo  = mGetReplyMessenger;
        msg.setData(data);
        try {
            mService.send(msg);
        } catch (RemoteException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    @Override
    public void onServiceDisconnected(ComponentName name) {

    }
};

通过上述的修改,我们再次运行,就达到了自动回复的效果了;

到这里,我们采用Messenger进程通讯的例子就说完了,我们画一张工作原理图,这样更加便于理解:
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