Android 进程间通信的几种实现方式

Android 进程间通信的几种实现方式

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主要有4种方式：

这4种方式正好对应于android系统中4种应用程序组件：Activity、Content Provider、Broadcast和Service。

主要实现原理：

由于应用程序之间不能共享内存。为了在不同应用程序之间交互数据（跨进程通讯），Android SDK中提供了4种用于跨进程通讯的方式进行交互数据，实现进程间通信主要是使用sdk中提供的4组组件根据实际开发情况进行实现数据交互。

详细实现方式：

Acitivity实现方式

Activity的跨进程访问与进程内访问略有不同。虽然它们都需要Intent对象，但跨进程访问并不需要指定Context对象和Activity的 Class对象，而需要指定的是要访问的Activity所对应的Action（一个字符串）。有些Activity还需要指定一个Uri（通过 Intent构造方法的第2个参数指定）。 在android系统中有很多应用程序提供了可以跨进程访问的Activity，例如，下面的代码可以直接调用拨打电话的Activity。

Intent callIntent = new  Intent(Intent.ACTION_CALL, Uri.parse("tel:12345678" );  

startActivity(callIntent);

Content Provider实现方式

Android应用程序可以使用文件或SqlLite数据库来存储数据。Content Provider提供了一种在多个应用程序之间数据共享的方式（跨进程共享数据）

应用程序可以利用Content Provider完成下面的工作

1. 查询数据

2. 修改数据

3. 添加数据

4. 删除数据

Broadcast 广播实现方式

广播是一种被动跨进程通讯的方式。当某个程序向系统发送广播时，其他的应用程序只能被动地接收广播数据。这就象电台进行广播一样，听众只能被动地收听，而不能主动与电台进行沟通。在应用程序中发送广播比较简单。只需要调用sendBroadcast方法即可。该方法需要一个Intent对象。通过Intent对象可以发送需要广播的数据。

Service 实现方式

常用的使用方式之一：利用AIDL Service实现跨进程通信

这是我个人比较推崇的方式，因为它相比Broadcast而言，虽然实现上稍微麻烦了一点，但是它的优势就是不会像广播那样在手机中的广播较多时会有明显的时延，甚至有广播发送不成功的情况出现。

注意普通的Service并不能实现跨进程操作，实际上普通的Service和它所在的应用处于同一个进程中，而且它也不会专门开一条新的线程，因此如果在普通的Service中实现在耗时的任务，需要新开线程。

要实现跨进程通信，需要借助AIDL(Android Interface Definition Language)。Android中的跨进程服务其实是采用C/S的架构，因而AIDL的目的就是实现通信接口。

总结

跨进程通讯这个方面service方式的通讯远远复杂于其他几种通讯方式，实际开发中Activity、Content Provider、Broadcast和Service。4种经常用到，学习过程中要对没种实现方式有一定的了解。

Android 使用Messenger实现跨进程之间通信

以前讲到跨进程通信，我们总是第一时间想到AIDL(Android接口定义语言)，实际上，使用Messenger在很多情况下是比使用AIDL简单得多的。

大家看到Messenger可能会很轻易的联想到Message，然后很自然的进一步联想到Handler——没错，Messenger的核心其实就是Message以及Handler来进行线程间的通信。

以下是如何使用Messenger的步骤:

综上六步就能完成客户端与Service的跨进程双向通信过程:

客户端 - Service - 客户端

简单的例子（客户端向服务器端发送消息，服务器接收）：

服务端主要是返给客户端一个IBinder实例，以供服务端构造Messenger，并且处理客户端发送过来的Message。当然，不要忘了要在Manifests文件里面注册.

客户端就主要是发起与服务端的绑定，以及通过onServiceConnected()方法来过去服务端返回来的IBinder，借此构造Messenger，从而可以通过发送Message的方式与服务端进行交互。

服务器接收消息后回复消息给客户端

客户端修改：

客户端需要添加一个handler用于接收消息

服务端修改：

在服务端的handler获取客户端发送的msg.replyTo

Android跨进程通信

本文整理和引用他人的笔记，旨在个人复习使用。

参考链接：

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默认情况下，一个app只会运行在一个进程中，进程名为app的包名。

1. 分散内存的占用

Android系统对每个应用进程的内存占用是有限制的，占用内存越大的进程，被系统杀死的可能性就越大。使用多进程可以减少主进程占用的内存，避免OOM问题，降低被系统杀死的概率。

2. 实现多模块

一个成熟的应用一定是多模块化的。项目解耦，模块化，意味着开辟新的进程，有独立的JVM，带来数据解耦。模块之间互不干预，团队并行开发，同时责任分工也很明确。

3. 降低程序奔溃率

子进程崩溃不会影响主进程的运行，能降低程序的崩溃率。

4. 实现一些特殊功能

比如可以实现推送进程，使得主进程退出后，能离线完成消息推送服务。还可以实现守护进程，来唤醒主进程达到保活目的。还可以实现监控进程专门负责上报bug，进而提升用户体验。

android:process 属性的值以冒号开头的就是 私有进程 ，否则就是 公有进程 。当然命名还需要符合规范，不能以数字开头等等。

1. 前台进程

2. 可见进程

3. 服务进程

4. 后台进程

5. 空进程

Android 会将进程评定为它可能达到的最高级别。另外服务于另一进程的进程其级别永远不会低于其所服务的进程。

创建新的进程时会创建新的Application对象，而我们通常在Application的onCreate方法中只是完成一些全局的初始化操作，不需要多次执行。

解决思路：获取当前进程名，判断是否为主进程，只有主进程的时候才执行初始化操作

获取当前进程名的两种方法：

Application中判断是否是主进程（方法1例子）：

Serializable 和 Parcelable是数据序列化的两种方式，Android中只有进行序列化过后的对象才能通过intent和Binder传递。

通常序列化后的对象完成传输后，通过反序列化获得的是一个新对象，而不是原来的对象。

Serializable是java接口，位于java.io的路径下。Serializable的原理就是把Java对象序列化为二进制文件后进行传递。Serializable使用起来非常简单，只需直接实现该接口就可以了。

Parcelable是Google为了解决Serializable效率低下的问题，为Android特意设计的一个接口。Parcelable的原理是将一个对象完全分解，分解成可以传输的数据类型（如基本数据类型）再进行传递。

通常需要存到本地磁盘的数据就使用Serializable，其他情况就使用效率更高的Parcelable。

IPC 即 Inter-Process Communication (进程间通信)。Android 基于 Linux，而 Linux 出于安全考虑，不同进程间不能之间操作对方的数据，这叫做“进程隔离”。

每个进程的虚拟内存空间（进程空间）又被分为了 用户空间和内核空间 ， 进程只能访问自身用户空间，只有操作系统能访问内核空间。

由于进程只能访问自身用户空间，因此在传统的IPC中，发送进程需要通过copy_from_user（系统调用）将数据从自身用户空间拷贝到内核空间，再由接受进程通过copy_to_user从内核空间复拷贝到自身用户空间，共需要拷贝2次，效率十分低下。Android采用的是Binder作为IPC的机制，只需复制一次。

Binder翻译过来是粘合剂，是进程之间的粘合剂。

Binder IPC通信的底层原理是 通过内存映射（mmap），将接收进程的用户空间映射到内核空间 ，有了这个映射关系，接收进程就能通过用户空间的地址获得内核空间的数据，这样只需发送进程将数据拷贝到内核空间就可完成通讯。

一次完整的Binder IPC通信：

从IPC的角度看，Binder是一种跨进程通信机制（一种模型），Binder 是基于 C/S 架构的，这个通信机制中主要涉及四个角色：Client、Server、ServiceManager和Binder驱动。

Client、Server、ServiceManager都是运行在用户空间的进程，他们通过系统调用（open、mmap 和 ioctl）来访问设备文件/dev/binder，从而实现与Binder驱动的交互。Binder驱动提供进程间通信的能力（负责完成一些底层操作，比如开辟数据接受缓存区等），是Client、Server和ServiceManager之间的桥梁。

Client、Server就是需要进行通信两个的进程，通信流程：

细心的你一定发现了，注册服务和获得服务本身就是和ServiceManager进行跨进程通信。其实和ServiceManager的通信的过程也是获取Binder对象（早已创建在Binder驱动中，携带了注册和查询服务等接口方法）来使用，所有需要和ServiceManager通信的进程，只需通过0号引用，就可以获得这个Binder对象了。

AIDL内部原理就是基于Binder的，可以借此来分析Binder的使用。

AIDL是接口定义语言，简短的几句话就能定义好一个复杂的、内部有一定功能的java接口。

先看看ICallBack.aidl文件，这里定义了一个接口，表示了服务端提供的功能。

被定义出来的java接口继承了IInterface接口，并且内部提供了一个Stub抽象类给服务端（相当于封装了一下，服务端只需继承这个类，然后完成功能的里面具体的实现）。

参考：

（以下是添加了回调的最终实现，可以看参考链接一步一步来）

为需要使用的类，创建aidl文件。

系统会自动在main文件下生成aidl文件夹，并在该文件夹下创建相应目录。

在java相同路径下创建Student类，这里不能使用@Parcelize注解，否则会报错

创建IStudentService.aidl，定义了一个接口，该接口定义了服务端提供的功能。创建完后rebuild一下项目 （每次创建和修改定义接口文件都要rebuild一下）

创建在服务端的StudentService

可以看见有回调，说明客户端也提供了接口给服务端来回调（双向通信，此时客户端的变成了服务端），即ICallBack.aidl

客户端是通过Binder驱动返回的Binder调用StudentService里的具体实现方法

AIDL使用注意：

Messenger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，是对AIDL的封装，底层实现是 AIDL。

使用详见：

Android ParcelFileDescriptor实现进程间通信

一个通信通道，实现跨进程的的Socket网络通信。

具体的通信通道的图如下。

android进程间通信是使用Binder来传数据，而Binder传输的数据，有一个最为基本的要求，就是要实现Parcelable接口。

ParcelFileDescriptor是android提供的一个数据结构。

ParcelFileDescriptor是可以用于进程间Binder通信的FileDescriptor。支持stream 写入和stream 读出

我们可以使用

来将PacecelFileDescriptor 与File对应起来，以实现进程间的文件共享。

我们也可以使用

来建立一个pipe通信通道，ParcelFileDescriptor数组第一个元素是read端，第二个元素是write端，通过write端的AutoCloseOutputStream和read端的AutoCloseInputStream，我们就可以实现进程见的数据流传输了。

发送端：

1. 业务层调用getOutputStream向通信层发起请求

2. 通信层通过creatPipe 建立一个ParcelFileDescriptor数组，并将write端的pipe[1]返回给业务层

3. 业务层得到pipe[1]（ParcelFileDescriptor）后，可以通过AutoCloseOutputStream写入数据

4. 从通信层的pipe[0]的AutoCloseInputStream中读出数据通过socket发送出去

接收端：

1. 业务层调用getInputStream向通信层发起请求

2. 通信层通过creatPipe 建立一个ParcelFileDescriptor数组，并将read端的pipe[0]返回给业务层

3. 业务层得到pipe 0 后，可以通过AutoCloseInputStream读取数据。（如没有数据，则阻塞，一直等到有数据为止）

4. socket中读取数据，写入到通信层的pipe[1]的AutoCloseOutputStream。（pipe[1]一旦写入，第三步中pipe[2]就可以读取出数据）

Binder机制概述

Android进程间通讯是通过Binder机制来实现的,Android是基于linux系统因此有必要了解Linux系统进程相关知识.

Linux系统中(其他系统也是这样)不同进程之间不允许直接操作或访问另一进程.也就是进程隔离.

为了保证用户进程不能直接访问内核,操作系统从逻辑上将虚拟空间划分为用户空间和内核空间.内核程序运行在内核空间(kernel space),应用程序运行在用户空间(user space).为了安全,他们之间是隔离的,即使用户程序奔溃了,也不会影响内核.内核空间数据是可以共享的,用户空间不可以.

用户空间访问内核空间只能通过系统调用,系统调用是用户空间访问内核空间的唯一方式,保证所有资源访问在内核控制下,避免了用户对系统资源的越权访问,提高了系统安全性和稳定性.

copy_from_user:将用户空间数据拷贝到内核空间

copy_to_user:将内核空间数据拷贝到用户空间

由于用户进程不能直接访问硬件地址,所以系统提供了一种机制:内存映射(Memory Map).在Linux中通过调用函数mmap实现内存映射,将用户空间一块内存地址映射到内核空间.映射关系建立后,对用户空间内存的修改可以反应到内核空间.内存映射可减少拷贝次数.

如果没有内存映射,用户进程需要访问硬盘文件时,需要在内核空间创建一片页缓存,将硬盘文件数据拷贝到页缓存然后用户进程在拷贝页缓存数据,需要两次拷贝.通过内存映射后硬盘文件可以和内核的虚拟内存直接映射,减少一次拷贝.

如图

inter-process-communication进程间通信,指进程间交换数据的过程.

Linux提供了很多进程间通讯的机制,主要有管道(pipe)、消息队列(Message)、信号(sinal)、信号量(semophore)、套接字(socket)等

内核程序在内核空间分配并开辟一块内核缓冲区,发送进程将数据通过copy_from_user拷贝到内核空间的数据缓冲区,内核空间通过copy_to_user将数据拷贝到接收进程,这样就实现了一次进程间通信.如图

Linux的IPC机制有两个问题:

1.数据通过用户空间-内核空间-用户空间,经过两次拷贝,效率不高

2.接收进程无法预先知道数据大小,只能尽可能大创建数据缓冲区,或通过api消息头获取消息体的大小,浪费了空间或时间.

Android进程间通信通过Binder实现,下面介绍Binder机制通信原理,为什么是Binder

内核程序创建一个数据接收缓存区,同时创建一个内核缓冲区.并建立内核缓冲区和数据接收缓冲区内存映射,以及数据内核缓冲区和接收进程用户空间的映射关系.发送进程通过copy_from_user将数据拷贝到内核数据接收缓冲区,因为内核数据接收缓冲区和内核缓冲区以及接收进程用户空间存在映射关系,相当于将数据发送到了接收进程.完成了一次进程间通信.如图

Binder机制是c/s架构的,由Client、server、ServiceManager和Binder组成.client、server和serviceManager都是独立的进程,由于Linux进程隔离的原因,所以需要借助Binder进行通信.

Binder通信主要有三个步骤:注册服务、获取服务、使用服务.如下图

从上一条Binder实现原理示例图中可以看到,Binder可分为Java Binder、Native Binder和Kernal Binder.应用开发需要了解Java Binder和Navive Binder.这里只介绍Binder基本原理.具体可查看文章结尾的链接.

感谢

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Android：AIDL进程间通信基本框架

在某些业务场景下，我们需要在应用中单独开启一个进程进行一些操作。比如性能监控，如果让原始业务和性能监控本身的业务跑在同一个进程下，那么就会导致性能统计的数据的失真。

而进程间通信，一般采用AIDL机制的客户端与服务端通信。

AIDL只能传递如下几类数据：

当传递自定义 Parcelable 时，有三处地方需要注意：

当传递其他 aidl 接口时，同样必须要 import 这个 aidl 文件

编写完 aidl 文件后，make一下工程，会在 build 下的 generated 下的 source 下的 aidl 目录生成对应的接口类文件。aidl 接口其实就是 API 接口，通过实现对应接口类的 Stub 子类来实现具体的 API 逻辑；通过对应接口类的 Stub 子类的 asInterface 方法得到具体的实现类，调用具体的 API 方法。

一个基本的客户端服务端的通信结构一般包括如下功能

客户端的功能

服务端的功能

客户端的相关功能实现比较简单，麻烦的是服务端的功能。因为 AIDL 接口定义的都是服务端的接口，是由客户端来调用的。而想要实现服务端反向调用客户端则需要通过其他手段实现。

想要实现服务端主动连接客户端，最好的办法就是 服务端发送广播，客户端收到广播后再主动连接服务端 ，通过这种方式变相地实现服务端主动连接客户端的功能

想要实现服务端主动断开客户端，除了上面 发送广播是一种实现方式外，还可以通过 android 的系统API RemoteCallbackList，用包名作为key值来注册远程回调接口的方式，让服务端持有客户端的回调接口，服务端调用回调接口，客户端在回调接口中实现主动断开服务端 ，通过这种方式变量地实现服务端主动断开客户端的功能。而采用后者会显得更加优雅

既然所有的操作归根结底都是由客户端来完成的，那么客户端必须得有如下的功能模块：

服务端必须得有的功能模块：

那么，整体的通信流程就是如下的步骤：

首先是通信的 aidl 接口定义

然后是客户端的连接操作与断开连接操作，包括广播接收者的注册以及回调接口的实现

然后是客户端的拉取数据和推送数据操作

接着是服务端的 iBinder 接口的实现，完成回调接口的注册、业务子线程的开启和关闭、数据的推送和数据的拉取操作

然后是服务端的主动连接和主动断开连接操作

最后是服务端的 onUnbind 方法的实现，对回调接口进行反注册

服务端模仿 FloatViewPlugin 自定义插件，实现 IServicePlugin 接口，定制个性化的悬浮窗插件

客户端在 Appliaction 的 onCreate方法中初始化

在 MainActivity 上实现连接、断开、数据通信

当前题目：android进程间通信,android进程间通信可以通过什么技术
本文来源：http://myzitong.com/article/dscjjec.html