IPC 簡介

IPC 是 Inter-Process Communication 的縮寫，含義為進程間通信或跨進程通信，是指兩個進程之間進行數據交換的過程。

IPC 的場景

• 一個應用由于自身需要，采用多進程方式實現。例如：某個模塊需要運行在單獨的進程中。
• 兩個應用交換數據。

應用使用多進程會導致的問題

• 靜態成員和單例模式失效
  Android 為每個進程分配獨立的虛擬機，不同的虛擬機分配了不同的內存空間，一個進程中對靜態變量的修改只對本進程有效。
• 線程同步機制失效
  不論鎖對象還是全局類都無法保證線程同步，因為在不同進程中鎖的不是同一個對象。
• SharedPreferences 的可靠性降低
  兩個進程并發寫 SharedPreferences ，可能會發生數據丟失的情況。
• Application 會多次創建
  每個進程運行在獨立的虛擬機上，會創建獨立的 Application 實例。

IPC 方式

1.Bundle

四大組件之三 Activity、Service 和 BroadcastReceiver 均支持在 Intent 中傳遞 Bundle 數據。

當我們需要向其他進程傳輸數據時，可以通過 Intent 將需要傳遞的數據傳遞給目標進程的組件。

要求：需要傳遞的數據能夠被序列化，例如基本類型、實現了 Parcelable 或 Serializable 接口的類的實例、Android 支持的特殊對象。

Bundle 不支持的類型無法通過這種方式進行進程間通信。

2. 文件共享

兩個進程通過讀寫同一個文件來交換數據。

除了可以交換文本信息外，也可以傳遞序列化的對象。

適用場景：對數據同步要求不高的進程間通信，需要妥善處理并發讀寫問題。

SharedPreferences 是使用 XML 文件來存儲鍵值對的，但是 Android 系統會在內存中對它進行緩存，在多進程模式下，系統對它的讀寫就不再可靠。當面對高并發的讀寫訪問時，SharedPreferences 很可能會丟失數據。所以，不建議在進程間通信中使用 SharedPreferences，可以考慮使用 MMKV。

MMKV for Android 多進程訪問支持的設計與實現

3. Messenger

Messenger 信使，它可以在不同進程間傳遞 Message 對象。在 Message 對象中放入需要傳遞的數據，就可以輕松地實現進程間傳遞數據的目標。

Messenger 是一種輕量級的 IPC 方案，底層實現是 AIDL 。

Message 中能使用的載體有 what(int)、arg1(int)、arg2(int)、Bundle 和 replyTo(Messenger) 。

Messenger 的使用

1. 服務端進程

• 創建一個 Service 來處理客戶端的連接請求
• 創建一個 Handler，并通過它來創建一個 Messenger 對象
• 在 Service 的 onBind 中返回 Messenger 對象底層的 IBinder

2. 客戶端進程

• 綁定服務端的 Service，用服務端返回的 IBinder 對象創建一個 Messenger
• 用 Messenger 向服務端發送消息，消息的類型為 Message

通過以上操作，就可以完成客戶端向服務端的單向通信了。如需支持服務端響應客戶端：

1. 客戶端進程

• 創建一個 Handler，并通過它創建一個新的 Messenger 對象
• 將新創建的 Messenger 對象通過 Message 的 replyTo 參數傳遞給服務端進程

2. 服務端進程

• 取出客戶端通過 replyTo 參數的傳遞過來的 Messenger 對象
• 使用 Messenger 對象回應客戶端

Messenger的工作原理.png

4. AIDL

使用 AIDL 進行進程間通信的流程

1. 服務端

• 創建一個 Service，用來監聽客戶端的連接請求
• 創建一個 AIDL 文件，用來聲明暴露給客戶端的接口
• 在 Service 中實現 AIDL 文件中聲明的接口

2. 客戶端

• 綁定服務端的 Service
• 將服務端返回的 Binder 對象轉成 AIDL 接口所屬的類型
• 調用 AIDL 中的方法

AIDL 支持的數據類型

• 基本數據類型
• String 和 CharSequence
• ArrayList，集合中的每個元素必須被 AIDL 支持
• HashMap，集合中的每個元素必須被 AIDL 支持，包括 key 和 value
• Parcelable：所有實現了 Parcelable 接口的類
• AIDL：所有的 AIDL 接口

5. ContentProvider

ContentProvider 是 Android 提供的不同應用間數據共享的方式，底層實現是 Binder。

Android 系統預置了許多 ContentProvider，比如通訊錄信息、日程表信息等，要跨進程訪問這些信息，只需要通過 ContentResolver 的 query()、update()、insert() 和 delete() 方法即可。

ContentProvider 主要以表格的形式組織數據，和數據庫相似。它還支持文件文件數據，例如圖片、視頻等。Android 提供的 MediaStore 就是文件類型的 ContentProvider。

雖然 ContentProvider 的底層數據看起來很像一個 SQLite 數據庫，但是它對數據的存儲方法并沒有任何要求，我們既可以使用 SQLite 數據庫，也可以使用普通的文件，甚至可以采用內存中的一個對象來進行數據的存儲。

自定義 ContentProvider

• 繼承 ContentProvider 類，實現 6 個抽象方法：onCreate()、query()、update()、insert()、delete() 和 getType() 。
• 建立數據存儲系統，比較常用的使用 SQLite 數據庫。
• 注冊 ContentProvider，在 AndroidManifest 文件中聲明。

ContentProvider 的抽象方法

• onCreate() : ContentProvider 的初始化。
• getType() : 返回一個 Uri 請求所對應的 MIME 類型。
• query()、update()、insert() 和 delete(): 數據的增刪改查。
• 6 個方法均運行在 ContentProvider 的進程中，onCreate() 由系統回調并運行在主線程里，其他 5 個方法均由外界回調并運行在 Binder 線程池中。

6. Socket

Socket，套接字，是網絡通信中的概念。分為流式套接字和用戶數據報套接字兩種，分別對應網絡的傳輸控制層中的 TCP 和 UDP。

通過 Socket 不僅能實現進程間的通信，還可以實現設備間的通信，前提是通信的設備的 IP 地址互相可見。

IPC 方式比較

附

測試設備參數

• 型號：vivo Y66L
• 操作系統：Funtouch OS 3.0（Android 6.0.1）

參考資料

任玉剛.Android 開發藝術探索[M].電子工業出版社:北京,2015:35-121.

示例代碼

• XuMeng-0/android-study
• singwhatiwanna/android-art-res