本文為Android開發藝術探索的筆記，僅供學習
1 IPC 含義就是進程間通信或者跨進程通信
線程是CPU調度的最小單位，同時線程也是一種有限的系統資源。
進程一般指的是一個執行單元，在PC和移動設備上指一個程序或者是一個應用。
一個進程可以有很多個線程，但只有一個線程的時候即為主線程，在android里也稱為UI線程。UI線程里才能去操作界面元素。很多時候，一個進程需要執行大量耗時任務，如果這些任務放在主線程里，就會造ANR(應用程序無響應)。解決這個問題就需要用到線程，需要建立子線程通過Handle去操作些耗時操作或更新UI。
2 多進程模式分析
2.1 android中的多進程模式
想要使用多進程，只需在四大組件的XML文件里使用android:process的屬性即可。
<activity
android:name=".MainActivity"
android:configChanges="orientation|screenSize"
android:label="@string/app_name"
android:launchMode="standard" >
<intent-filter>
<action android:name="android.intent.action.MAIN" />
</intent-filter>
</activity>
<activity
android:name=".SecondActivity"
android:configChanges="screenLayout"
android:label="@string/app_name"
android:process=":remote" />
<activity
android:name=".ThirdActivity"
android:configChanges="screenLayout"
android:label="@string/app_name"
android:process="com.ryg.chapter_2.remote" />
讓我們來看看這三個Activity分別對應的進程是什么
可以看到有三個進程，分別表示在xml里聲明的三個Activity，一次對應MainActivity，SecondActivity，ThirdActivity
SecondActivity的進程名字是com.ryg.chapter_2：remote ，：的前面部分是當前進程是在的包名。
ThirdActivity所對應的進程com.ryg.chapter_2 .remote ，這個命名方式是完整的命名方式，不會附加包名。
以：開頭的進程是私有進程，其他應用組件是不會和它跑在同一個進程里的，而不是以：開頭的則是全局進程其他應用可以通過ShareUID的方式，可以跑在同一個進程里。
注：Android的系統會給每一個應用分配一個唯一的UID，具有相同的UID才能共享數據。若兩個相同的UID想要跑在同一個進程里是有要求的，必須要有相同簽名可以。這種情況下，他們可以互相訪問私有數據，還可以共享數據。
2.2 多進程模式的運行機制
首先舉個例子好讓大家理解，在上面的基礎上，我們再添加一個類，并且聲明一個全局變量如下圖
public class UserManager{ public int sUserId = 1;}
那么我們需要在MainActivity中去修改sUserId ，把值改為2 并且打印出來，在SecondActivity將sUserId打印出來，結果
按照常理來說SecondActivity應該輸出2，因為MainActivity已經把值改為2了，而事實卻是相反的，因為Android中每一個進程，都會為其分配一個DVM（虛擬機）,所以每一個進程都是相對獨立的，而MainActivity修改的值，僅對同一進程有效。SecondActivity和MainActivity并不在同一個進程中，所以MainActivity修改的值SecondActivity會接收不到。
所以這就是多進程帶來的主要影響有以下幾點
- 靜態成員和單例模式完全失效
- 線程同步機制完全失效
- SharePreferences的可靠性降低
- Application會被多次創建
第一個影響就是上面的例子，第二個影響也一樣，既讓都不在同一個虛擬機中，不再同一個進程中線程又怎么去同步呢。第三個影響就是Sharepreferences本生不支持兩個進程同事去寫，這樣有一點的幾率會造成數據的丟失。第四個影響每一個應用對于一個進程，對于一個虛擬機，對于一個Application，所以開啟多個進程會開啟多個虛擬機開啟多個Application 是一樣的道理。
3 IPC的基礎概念
主要包括三個，serializable接口，parcelable接口以及binder
3.1 serializable的接口
Serializable 是java提供的一個序列化的接口，就是對對象進行序列化和反序列化的操作。首先想要實現序列化的操作需要讓類去實現Serialezable接口并聲明一個serialVersionUID即可，事實上serialVersionUID并不是必須的，不聲明serialVersionUID也可以實現序列化。
public class User implements Serializable {
private static final long serialVersionUID = 519067123721295773L;
public int UserId;
public String username;
public boolean isMale;
}
就完成對象的序列化操作，幾乎所有的工作都讓系統去自動完成。
如何對對象進行序列化和反序列化的操作，只需采用ObjectInputStream和ObjectOutputStream
//序列化的過程
String CHAPTER_2_PATH = Environment.getExternalStorageDirectory().getPath()
+ "/singwhatiwanna/chapter_2/";
String CACHE_FILE_PATH = CHAPTER_2_PATH + "usercache";
User user = new User(1, "hello world", false);
File dir = new File(MyConstants.CHAPTER_2_PATH);
if (!dir.exists()) {
dir.mkdirs();
}
File cachedFile = new File(MyConstants.CACHE_FILE_PATH);
ObjectOutputStream objectOutputStream = null;
try {
objectOutputStream = new ObjectOutputStream(
new FileOutputStream(cachedFile));
objectOutputStream.writeObject(user);
Log.d(TAG, "persist user:" + user);
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
MyUtils.close(objectOutputStream);
}
//反序列化過程
User user = null;
File cachedFile = new File(MyConstants.CACHE_FILE_PATH);
if (cachedFile.exists()) {
ObjectInputStream objectInputStream = null;
try {
objectInputStream = new ObjectInputStream(
new FileInputStream(cachedFile));
user = (User) objectInputStream.readObject();
Log.d(TAG, "recover user:" + user);
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
} catch (ClassNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
MyUtils.close(objectInputStream);
}
}
這就是一個簡單的使用，將對象輸出到txt中就是序列化，將txt的數據讀取出來就是反序列化。
android中Intent 是可以來傳遞一個序列化的對象
好了 之前說serialVersionUID 沒有也可以序列化，但到底有什么用呢？
- serialVersionUID就像是標識符，當你序列化的時候serialVersionUID的值也會被寫入，在反序列化的時候 系統會通過對比類里的serialVersionUID與文件中的serialVersionUID 是否一致來進行反序列化，但一致的時候反序列化成功不一致則不成功。
- 當你沒聲明serialVersionUID的時候，在反序列化的時候 修改了類那么反序列化會不成功 因為當前類與序列化時候的類不一樣導致了反序列化的失敗。（因為不聲明serialVersionUID，系統會自動聲明serialVersionUID，因為你進行類修改所以會導致 前后兩次serialVersionUID的值不一樣，所以反序列化失敗）
- 但是如果你手動聲明了serialVersionUID，當你修改了序列化對象，對其進行增刪改屬性之后再進行反序列化，此時反序列化會是成功的，也是無論修改這樣serialVersionUID的值都是一樣的，系統會最大程度的去回復數據。
3.2 Parcelable的接口
Parcelable也是序列化的一種方式，使用Parcelable只需去實現Parcelable接口即可
public class User implements Parcelable {
public int userId;
public String userName;
public boolean isMale;
public User() {
}
public User(int userId, String userName, boolean isMale) {
this.userId = userId;
this.userName = userName;
this.isMale = isMale;
}
public int describeContents() {
return 0;
}
public void writeToParcel(Parcel out, int flags) {
out.writeInt(userId);
out.writeString(userName);
out.writeInt(isMale ? 1 : 0);
}
public static final Parcelable.Creator<User> CREATOR = new Parcelable.Creator<User>() {
public User createFromParcel(Parcel in) {
return new User(in);
}
public User[] newArray(int size) {
return new User[size];
}
};
private User(Parcel in) {
userId = in.readInt();
userName = in.readString();
isMale = in.readInt() == 1;
}
}
其實下列方法都會自動生成，不需要手打
既讓Serializable 和Parcelable都可以序列化，那就說說兩者之間的區別，Serializable 在序列化和反序列化的時候，需要進行大量 I/O操作，很耗時。Parcelable是android的序列化方式，他很高效，但是使用起來很麻煩。
Parcelable的性能比Serializable好，在內存開銷方面較小，所以在內存間數據傳輸時推薦使用Parcelable，如activity間傳輸數據，而Serializable可將數據持久化方便保存，所以在需要保存或網絡傳輸數據時選擇Serializable，因為android不同版本Parcelable可能不同，所以不推薦使用Parcelable進行數據持久化
3.3 Binder
Binder就是android的一個類，它實現了IBinder的接口。從IPC角度上來說，就是Binder是Android的一種跨進程通信的方式。從Android Framework的角度來分析就是Binder 是ServiceManager用來連接各種Manager的（ActivityManager WindowManager）橋梁。從Android應用層的角度來分析就是客戶端和服務端進行通信的媒介，當bindService的時候，服務端會調用一個Binder對象，通過這個對象，客戶端就可以獲取到一些數據。
在Android的開發中，Binder主要用在Service中，包括AIDL和Messenger。普通的Service中的Binder不涉及到進程通信，所以適用AIDL來分析Binder的工作機制。
先演示一下AIDL的建立和通過AIDL生成JAVA文件去看看Binder的機制
其中Book.java是自定義類，用途就是個Bean。如果需要使用自定義類 必須要建立一個同名的aidl文件。
系統可能會找不到我們創建的類，那么就是要一下聲明
sourceSets {
main {
manifest.srcFile ='src/main/AndroidManifest.xml'
java.srcDirs = ['src/main/java', 'src/main/aidl']
resources.srcDirs = ['src/main/java', 'src/main/aidl']
aidl.srcDirs = ['src/main/aidl']
res.srcDirs = ['src/main/res']
assets.srcDirs = ['src/main/assets']
}
}
接下來 我們來看看生成的JAVA文件 去看看Binder的機制,先看看生成的java文件,代碼確實比較多，我就截取一個方法為例子,我直接在代碼上進行解釋
public interface IBookManager extends android.os.IInterface
{
/** Stub是運行在服務端中的 */
public static abstract class Stub extends android.os.Binder implements com.example.gyh.myapplication.IBookManager
{
//這個屬性就是Binder的唯一標識，也就是包名
private static final java.lang.String DESCRIPTOR = "com.example.gyh.myapplication.IBookManager";
/** Construct the stub at attach it to the interface. */
public Stub()
{
this.attachInterface(this, DESCRIPTOR);
}
//該方法就是為了將服務端的Binder轉化為用戶端的AIDL接口類型的對象，這種轉化過程是區分進程的，若是同一個進程則就返回服務端本生的Stub對象，不是則轉化成Stub.Proxy對象。
public static com.example.gyh.myapplication.IBookManager asInterface(android.os.IBinder obj)
{
if ((obj==null)) {
return null;
}
android.os.IInterface iin = obj.queryLocalInterface(DESCRIPTOR);
if (((iin!=null)&&(iin instanceof com.example.gyh.myapplication.IBookManager))) {
return ((com.example.gyh.myapplication.IBookManager)iin);
}
return new com.example.gyh.myapplication.IBookManager.Stub.Proxy(obj);
}
//該方法就是返回Binder對象
@Override public android.os.IBinder asBinder()
{
return this;
}
//該方法是運行在服務端的Binder線程池中的，當客戶端發起跨進程請求的時候，遠程請求會通過系統底層的封裝后交由改方法進行處理。現在來解釋一下里面的參數代表著什么意思
code表示客戶端請求的方式是什么，data保存著方法的參數，reply是要返回的值，flags為false的時候，客戶端請求失敗，這樣利用這參數做權限驗證。
@Override public boolean onTransact(int code, android.os.Parcel data, android.os.Parcel reply, int flags) throws android.os.RemoteException
{
switch (code)
{
case INTERFACE_TRANSACTION:
{
reply.writeString(DESCRIPTOR);
return true;
}
case TRANSACTION_addBook:
{
data.enforceInterface(DESCRIPTOR);
com.example.gyh.myapplication.Book _arg0;
if ((0!=data.readInt())) {
_arg0 = com.example.gyh.myapplication.Book.CREATOR.createFromParcel(data);
}
else {
_arg0 = null;
}
this.addBook(_arg0);
reply.writeNoException();
return true;
}
}
return super.onTransact(code, data, reply, flags);
}
//該類是運行在客戶端中的
private static class Proxy implements com.example.gyh.myapplication.IBookManager
{
private android.os.IBinder mRemote;
Proxy(android.os.IBinder remote)
{
mRemote = remote;
}
@Override public android.os.IBinder asBinder()
{
return mRemote;
}
public java.lang.String getInterfaceDescriptor()
{
return DESCRIPTOR;
}
@Override public void addBook(com.example.gyh.myapplication.Book book) throws android.os.RemoteException
{
//首先要創立三個對象，_data,_reply,_result , 然后如果有參數的話把參數寫到_data中，接著調用transact方法去發起遠程過程調用（RPC），同時將現場掛起（就是暫停的意思）；然后服務端的ontransact調用，直到RPC過程返回后，該線程繼續。并從_reply中取出返回值，并且賦予_result去返回。
android.os.Parcel _data = android.os.Parcel.obtain();
android.os.Parcel _reply = android.os.Parcel.obtain();
try {
_data.writeInterfaceToken(DESCRIPTOR);
if ((book!=null)) {
_data.writeInt(1);
book.writeToParcel(_data, 0);
}
else {
_data.writeInt(0);
}
//transact回去調用stub中的ontransact方法，找到對應的方法也就是ontransact里的addBook方法，取出返回的_reply，從中取出客戶端需要的返回值
mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_addBook, _data, _reply, 0);
_reply.readException();
}
finally {
_reply.recycle();
_data.recycle();
}
}
}
static final int TRANSACTION_addBook = (android.os.IBinder.FIRST_CALL_TRANSACTION + 0);
}
public void addBook(com.example.gyh.myapplication.Book book) throws android.os.RemoteException;
}
通過上面的分析，我們可以知道客戶端發起遠程請求時，當前線程會被掛起直到服務端進程返回結果，這是一個耗時操作，所以不能再UI線程中發起。其實服務端的Binder是運行在Binder線程池中的，所以不管Binder是否耗時都應該是同步的。下圖解釋
那么我再來總的概括一下，當我們和服務器建立連接之后，通過服務器返回的Binder，將Binder轉化為客戶端的AIDL接口對象，因為是跨進程所以返回的是Stub.Proxy對象，通過這個對象去調用相應的方法如addBook，addBook方法中則會通過tranasct方法去調用Stub中onTranasct方法中對應的addBook，并通過_reply返回相應的數據給客戶端。這樣一來整個跨進程通信就結束了。
Binder的死亡代理
Binder的兩個很重要的方法linkToDeath和unlinkToDeath，當我們服務端的進程由于某種原因斷裂，那么對導致我們遠程調用失敗。但更為重要的是我們不知道Binder是否斷裂，那么客戶端的功能就會收到影響，所以Binder給我們配置了兩個方法，通過linkToDeath我們可以設置一個死亡代理，當Binder死亡的時候，可以給客戶端發來消息，從而我們可以重新開啟服務。然后如何去設置這個代理呢？我們先來看看demo
首先聲明一個DeathRecipent對象，DeathRecipent是一個接口，其內部只有一個方法binderDied，當我們實現該方法的時候，當Binder死亡的時候系統就會回調改方法，然后我們可以移除之前綁帶的Binder去重新開去新的Binder
linkToDeath方法的第二個參數是標記位，我們直接可以設置為0，這樣我們就設置好了死亡代理。另外我們可以通過Binder的isBinderAlive的方法去判斷Binder是否死亡。
