Android藝術|IPC機制學習

IPC機制學習

文章目錄

1）IPC基礎及概念
2）Binder機制
3）IPC方式

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IPC基礎及概念

• 1.多進程模式
  • 進程與線程
    • 進程，一般指一個執行單元，在PC和移動設備上指一個程序或應用
    • 線程，CPU調度的最小單元
    • 一個進程可包含多個線程，即一個應用程序上可以同時執行多個任務
    • 開啓多進程的方式
      • 在AndroidMnifest中給四大組件指定屬性android:process
      • 進程名的命名規則：
        • 以"："開頭的進程，屬於當前應用的私有進程
        • 完整命名，屬於全局進程
    • 查看進程信息的方法
      • 通過DDMS視圖查看進程信息
    • 多進程造成的影響
      • 靜態變量和單例模式失效
      • 線程同步機制失效
      • SharedPreference的不可靠性下降
      • Applcation多次創建
        • Android系統會爲新的進程分配獨立的虛擬機，相當於系統又把這個應用重新啓動了一次
• 2.序列化
  • 含義
    • 將一個對象轉換成可存儲或傳輸的狀態，序列化後的對象可以在網絡上進行傳輸，也可以存儲到本地
    • 需要通過Intent和Binder等傳輸類對象就必須完成對象的序列化過程。
    • 靜態成員變量屬於類，不屬於對象，所以它和和用transient關鍵字標記的成員變量不參與序列化。
  • 實現方式

    • Serializable

      • Java的序列化接口，將一個對象轉換成可存儲或可傳輸的狀態
      • 簡單但效率較低，開銷大
      • 適合將對象序列化到存儲設備或者將對象序列化到網絡設備傳輸
      • 序列化後的數據中的serialVersionUID要和當前類的serialVersionUID相同才能正常的序列化

    • Parcelable

      • Android的序列化接口，將一個對象進行分解，且分解後的每一部分都是傳遞可支持的數據類型
      • 高效但比較麻煩
      • 用在內存的序列化

Binder機制

• 1.概念
  • 是一個類，實現IBinder接口
  • 是Android中的一種跨進程通信的方式
  • ServiceManager連接各種Manager和相應的ManagerService的橋樑
• 2.優點
  • a.傳輸效率高、可操作性強。傳輸效率主要影響因素是內存拷貝的次數，拷貝次數越少，傳輸速率越高
    • 對於消息隊列、Socket和管道來說，數據先從發送方的緩存區拷貝到內核開闢的緩存區中，再從內核緩存區拷貝到接收方的緩存區，一共兩次拷貝
    • 對於Binder來說，數據從發送方的緩存區拷貝到內核的緩存區，而接收方的緩存區與內核的緩存區是映射到同一塊物理地址的，節省了一次數據拷貝的過程
  • b.實現C/S架構方便
  • c.安全性高
• 3.角色
  • Server,Client,ServiceManager和Binder驅動
    • ServiceManager：服務的管理者，將Binder名字轉換爲Client中對該Binder的引用，使得Client可以通過Binder名字獲得Server中Binder實體的引用
    • Server和Client：服務端與客戶端，在Binder驅動和Service Manager提供的基礎設施上，進行Client-Server之間的通信
• 4.工作原理
  • 服務器端：在服務端創建好了一個Binder對象後，內部就會開啓一個線程用於接收Binder驅動發送的消息，收到消息後會執行onTranscat()，並按照參數執行不同的服務端代碼。
  • Binder驅動：在服務端成功Binder對象後，Binder驅動也會創建一個mRemote對象（也是Binder類），客戶端可藉助它調用transcat()即可向服務端發送消息。
  • 客戶端：客戶端要想訪問Binder的遠程服務，就必須獲取遠程服務的Binder對象在Binder驅動層對應的mRemote引用。當獲取到mRemote對象的引用後，就可以調用相應Binder對象的暴露給客戶端的方法。

IPC方式

• 跨進程通信，兩個進程之間進行數據交換的過程
• 應用場景：
  • 某些模塊因特殊原因要運行在單獨線程中
  • 爲加大一個應用可使用的內存，需要用過多進程來獲取多份內存空間
• 1.使用Bundle
  • 支持在Activity、Service和Receiver之間通過Intent.putExtra()傳遞Bundle數據。
• 2.文件共享
  • 無併發訪問情形，交換簡單的數據實時性不高的場景
• 3.AIDL
  • 如果在一個進程中要調用另一個進程中對象的方法，可使用AIDL生成可序列化的參數，AIDL會生成一個服務端對象的代理類，通過它客戶端實現間接調用服務端對象的方法。
  • AIDL的本質是系統提供了一套可快速實現Binder的工具
• 4.Messager
  • 輕量級的IPC方案，通過它可在不同進程中傳遞Message對象
• 5.ContentProvider
  • 是Android提供的專門用來進行不同應用間數據共享的方式
  • 除了onCreat()運行在UI線程中，其他的query()、update()、insert()、delete()和getType()都運行在Binder線程池中。
• 6.Socket
  • 不僅可以跨進程，還可以跨設備通信
  • 流套接字
    • 基於TCP協議，採用流的方式提供可靠的字節流服務。
  • 數據報套接字
    • 基於UDP協議，採用數據報文提供數據打包發送的服務。
    • 不能在主線程中訪問網絡

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參考

《Android開發藝術與探索》
關於Android多進程
要點提煉|開發藝術之IPC