如何巧用Android多進程，你不知道的點全總結！微信，微博等主流App都在用

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公衆號：JANiubility

前言
爲什麼要使用多進程？
爲什麼需要“跨進程通訊”？
跨進程通訊的方式有哪些？
使用AIDL實現一個多進程消息推送
實現思路
例子具體實現
知其然，知其所以然。
跨進程的回調接口
DeathRecipient
權限驗證
根據不同進程，做不同的初始化工作
總結
結語

前言

對於進程的概念，就不再囉嗦了，相信大家都能背出來。

爲什麼要使用多進程？

相信很多同學在實際開發中，基本都不會去給app劃分進程，而且，在Android中使用多進程，還可能需要編寫額外的進程通訊代碼，還可能帶來額外的Bug，這無疑加大了開發的工作量，在很多創業公司中工期也不允許，這導致了整個app都在一個進程中。

整個app都在一個進程有什麼弊端？

在Android中，虛擬機分配給各個進程的運行內存是有限制值的（這個值可以是32M，48M，64M等，根據機型而定），試想一下，如果在app中，增加了一個很常用的圖片選擇模塊用於上傳圖片或者頭像，加載大量Bitmap會使app的內存佔用迅速增加，如果你還把查看過的圖片緩存在了內存中，那麼OOM的風險將會大大增加，如果此時還需要使用WebView加載一波網頁，我就問你怕不怕！

微信，微博等主流app是如何解決這些問題的？

微信移動開發團隊在《Android內存優化雜談》一文中就說到：“對於webview，圖庫等，由於存在內存系統泄露或者佔用內存過多的問題，我們可以採用單獨的進程。微信當前也會把它們放在單獨的tools進程中”。

下面我們使用adb查看一下微信和微博的進程信息（Android 5.0以下版本可直接在“設置 -> 應用程序”相關條目中查看）：

進入adb shell後，使用 “ps | grep 條目名稱” 可以過濾出想要查看的進程。

可以看到，微信的確有一個tools進程，而新浪微博也有image相關的進程，而且它們當中還有好些其它的進程，比如微信的push進程，微博的remote進程等，這裏可以看出，他們不單單只是把上述的WebView、圖庫等放到單獨的進程，還有推送服務等也是運行在獨立的進程中的。一個消息推送服務，爲了保證穩定性，可能需要和UI進程分離，分離後即使UI進程退出、Crash或者出現內存消耗過高等情況，仍不影響消息推送服務。

可見，合理使用多進程不僅僅是有多大好處的問題，我個人認爲而且是很有必要的。

所以說，我們最好還是根據自身情況，考慮一下是否需要拆分進程。這也是本文的初衷：給大家提供一個多進程的參考思路，在遇到上述問題和場景的時候，可以考慮用多進程的方法來解決問題，又或者，在面試的時候，跟面試官聊到這方面的知識時候也不至於尷尬。

爲什麼需要“跨進程通訊”？

Android的進程與進程之間通訊，有些不需要我們額外編寫通訊代碼，例如：把選擇圖片模塊放到獨立的進程，我們仍可以使用startActivityForResult方法，將選中的圖片放到Bundle中，使用Intent傳遞即可。（看到這裏，你還不打算把你項目的圖片選擇弄到獨立進程麼？）

但是對於把“消息推送Service”放到獨立的進程，這個業務就稍微複雜點了，這個時候可能會發生Activity跟Service傳遞對象，調用Service方法等一系列複雜操作。

由於各個進程運行在相對獨立的內存空間，所以它們是不能直接通訊的，因爲程序裏的變量、對象等初始化後都是具有內存地址的，舉個簡單的例子，讀取一個變量的值，本質是找到變量的內存地址，取出存放的值。不同的進程，運行在相互獨立的內存（其實就可以理解爲兩個不同的應用程序），顯然不能直接得知對方變量、對象的內存地址，這樣的話也自然不能訪問對方的變量，對象等。此時兩個進程進行交互，就需要使用跨進程通訊的方式去實現。簡單說，跨進程通訊就是一種讓進程與進程之間可以進行交互的技術。

跨進程通訊的方式有哪些？

四大組件間傳遞Bundle;
使用文件共享方式，多進程讀寫一個相同的文件，獲取文件內容進行交互；
使用Messenger，一種輕量級的跨進程通訊方案，底層使用AIDL實現（實現比較簡單，博主開始本文前也想了一下是否要說一下這個東西，最後還是覺得沒有這個必要，Google一下就能解決的問題，就不囉嗦了）；
使用AIDL(Android Interface Definition Language)，Android接口定義語言，用於定義跨進程通訊的接口；
使用ContentProvider，常用於多進程共享數據，比如系統的相冊，音樂等，我們也可以通過ContentProvider訪問到；
使用Socket傳輸數據。

接下來本文將重點介紹使用AIDL進行多進程通訊，因爲AIDL是Android提供給我們的標準跨進程通訊API，非常靈活且強大（貌似面試也經常會問到，但是真正用到的也不多…）。上面所說的Messenger也是使用AIDL實現的一種跨進程方式，Messenger顧名思義，就像是一種串行的消息機制，它是一種輕量級的IPC方案，可以在不同進程中傳遞Message對象，我們在Message中放入需要傳遞的數據即可輕鬆實現進程間通訊。但是當我們需要調用服務端方法，或者存在併發請求，那麼Messenger就不合適了。而四大組件傳遞Bundle，這個就不需要解釋了，把需要傳遞的數據，用Intent封裝起來傳遞即可，其它方式不在本文的討論範圍。

下面開始對AIDL的講解，各位道友準備好渡劫了嗎？

使用AIDL實現一個多進程消息推送

像圖片選擇這樣的多進程需求，可能並不需要我們額外編寫進程通訊的代碼，使用四大組件傳輸Bundle就行了，但是像推送服務這種需求，進程與進程之間需要高度的交互，此時就繞不過進程通訊這一步了。
下面我們就用即時聊天軟件爲例，手動去實現一個多進程的推送例子，具體需求如下：

UI和消息推送的Service分兩個進程；
UI進程用於展示具體的消息數據，把用戶發送的消息，傳遞到消息Service，然後發送到遠程服務器；
Service負責收發消息，並和遠程服務器保持長連接，UI進程可通過Service發送消息到遠程服務器，Service收到遠程服務器消息通知UI進程；
即使UI進程退出了，Service仍需要保持運行，收取服務器消息。

實現思路

先來整理一下實現思路：

創建UI進程（下文統稱爲客戶端）；
創建消息Service（下文統稱爲服務端）；
把服務端配置到獨立的進程(AndroidManifest.xml中指定process標籤）；
客戶端和服務端進行綁定（bindService）；
讓客戶端和服務端具備交互的能力。(AIDL使用）；

例子具體實現

爲了閱讀方便，下文中代碼將省略非重點部分，可以把本文完整代碼Clone到本地再看文章：

https://github.com/V1sk/AIDL

Step0. AIDL調用流程概覽

開始之前，我們先來概括一下使用AIDL進行多進程調用的整個流程：

客戶端使用bindService方法綁定服務端；
服務端在onBind方法返回Binder對象；
客戶端拿到服務端返回的Binder對象進行跨進程方法調用；

整個AIDL調用過程概括起來就以上3個步驟，下文中我們使用上面描述的例子，來逐步分解這些步驟，並講述其中的細節。

Step1.客戶端使用bindService方法綁定服務端

1.1 創建客戶端和服務端，把服務端配置到另外的進程

創建客戶端 -> MainActivity；
創建服務端 -> MessageService;
把服務端配置到另外的進程 -> android:process=”:remote”

上面描述的客戶端、服務端、以及把服務端配置到另外進程，體現在AndroidManifest.xml中，如下所示：

開啓多進程的方法很簡單，只需要給四大組件指定android:process標籤。

1.2 綁定MessageService到MainActivity

創建MessageService：

此時的MessageService就是剛創建的模樣，onBind中返回了null，下一步中我們將返回一個可操作的對象給客戶端。

客戶端MainActivity調用bindService方法綁定MessageService

這一步其實是屬於Service組件相關的知識，在這裏就比較簡單地說一下，啓動服務可以通過以下兩種方式：

使用bindService方法 -> bindService(Intent service, ServiceConnection conn, int flags)；
使用startService方法 -> startService(Intent service);

bindService & startService區別：

Stpe2.服務端在onBind方法返回Binder對象

2.1 首先，什麼是Binder?

要說Binder，首先要說一下IBinder這個接口，IBinder是遠程對象的基礎接口，輕量級的遠程過程調用機制的核心部分，該接口描述了與遠程對象交互的抽象協議，而Binder實現了IBinder接口，簡單說，Binder就是Android SDK中內置的一個多進程通訊實現類，在使用的時候，我們不用也不要去實現IBinder，而是繼承Binder這個類即可實現多進程通訊。

2.2 其次，這個需要在onBind方法返回的Binder對象從何而來？

在這裏就要引出本文中的主題了——AIDL
多進程中使用的Binder對象，一般通過我們定義好的 .adil 接口文件自動生成，當然你可以走野路子，直接手動編寫這個跨進程通訊所需的Binder類，其本質無非就是一個繼承了Binder的類，鑑於野路子走起來麻煩，而且都是重複步驟的工作，Google提供了 AIDL 接口來幫我們自動生成Binder這條正路，下文中我們圍繞 AIDL 這條正路繼續展開討論（可不能把人給帶偏了是吧)

2.3 定義AIDL接口

很明顯，接下來我們需要搞一波上面說的Binder，讓客戶端可以調用到服務端的方法，而這個Binder又是通過AIDL接口自動生成，那我們就先從AIDL搞起，搞之前先看看注意事項，以免出事故：

AIDL支持的數據類型：

Java 編程語言中的所有基本數據類型（如 int、long、char、boolean 等等）
String和CharSequence
Parcelable：實現了Parcelable接口的對象
List：其中的元素需要被AIDL支持，另一端實際接收的具體類始終是 ArrayList，但生成的方法使用的是 List 接口
Map：其中的元素需要被AIDL支持，包括 key 和 value，另一端實際接收的具體類始終是 HashMap，但生成的方法使用的是 Map 接口

其他注意事項：

在AIDL中傳遞的對象，必須實現Parcelable序列化接口；
在AIDL中傳遞的對象，需要在類文件相同路徑下，創建同名、但是後綴爲.aidl的文件，並在文件中使用parcelable關鍵字聲明這個類；
跟普通接口的區別：只能聲明方法，不能聲明變量；
所有非基礎數據類型參數都需要標出數據走向的方向標記。可以是 in、out 或 inout，基礎數據類型默認只能是 in，不能是其他方向。

下面繼續我們的例子，開始對AIDL的講解~

2.4 創建一個AIDL接口，接口中提供發送消息的方法（Android Studio創建AIDL：項目右鍵 -> New -> AIDL -> AIDL File），代碼如下：

一個比較尷尬的事情，看了很多文章，從來沒有一篇能說清楚in、out、inout這三個參數方向的意義，後來在stackoverflow上找到能理解答案（https://stackoverflow.com/questions/4700225/in-out-inout-in-a-aidl-interface-parameter-value），我翻譯一下大概意思：

被“in”標記的參數，就是接收實際數據的參數，這個跟我們普通參數傳遞一樣的含義。在AIDL中，“out” 指定了一個僅用於輸出的參數，換而言之，這個參數不關心調用方傳遞了什麼數據過來，但是這個參數的值可以在方法被調用後填充（無論調用方傳遞了什麼值過來，在方法執行的時候，這個參數的初始值總是空的），這就是“out”的含義，僅用於輸出。而“inout”顯然就是“in”和“out”的合體了，輸入和輸出的參數。區分“in”、“out”有什麼用？這是非常重要的，因爲每個參數的內容必須編組（序列化，傳輸，接收和反序列化）。in/out標籤允許Binder跳過編組步驟以獲得更好的性能。

上述的MessageModel爲消息的實體類，該類在AIDL中傳遞，實現了Parcelable序列化接口，代碼如下：

手動實現Parcelable接口比較麻煩，安利一款AS自動生成插件android-parcelable-intellij-plugin
創建完MessageModel這個實體類，別忘了還有一件事要做：”在AIDL中傳遞的對象，需要在類文件相同路徑下，創建同名、但是後綴爲.aidl的文件，並在文件中使用parcelable關鍵字聲明這個類“。代碼如下：

對於沒有接觸過aidl的同學，光說就能讓人懵逼，來看看此時的項目結構壓壓驚：

我們剛剛新增的3個文件：

MessageSender.aidl -> 定義了發送消息的方法，會自動生成名爲MessageSender.Stub的Binder類，在服務端實現，返回給客戶端調用
MessageModel.java -> 消息實體類，由客戶端傳遞到服務端，實現了Parcelable序列化
MessageModel.aidl -> 聲明瞭MessageModel可在AIDL中傳遞，放在跟MessageModel.java相同的包路徑下

OK，相信此時懵逼已解除~

2.5 在服務端創建MessageSender.aidl這個AIDL接口自動生成的Binder對象，並返回給客戶端調用，服務端MessageService代碼如下：