下一篇:Android IPC(二)Messenger實現跨進程雙向通信
Android進程間通信、每個進程各自有不同的用戶地址空間,任何一個進程的變量在另一個進程中都是看不到的,所以進程之間要交換數據必須通過內核,在內核中開辟出一塊緩沖區。一個進程把自己的數據從用戶空間拷貝到內核緩沖區,另一個進程再從內核緩沖區把數據讀走。內核提供的這種機制稱為進程間通信(IPC,Inter Process Communication)
Linux進程間基本的通信方式主要有:管道(pipe)(包括匿名管道和命名管道)、信號(signal)、消息隊列(queue)、共享內存、信號量和套接字。
管道的實質是一個內核緩沖區,管道的作用正如其名,需要通信的兩個進程在管道的兩端,進程利用管道傳遞信息。管道對于管道兩端的進程而言,就是一個文件,但是這個文件比較特殊,它不屬于文件系統并且只存在于內存中。
管道依據是否有名字分為匿名管道和命名管道(有名管道),這兩種管道有一定的區別。
安卓線程間通信的幾種方法?匿名管道有幾個重要的限制:
管道是半雙工的,數據只能在一個方向上流動,A進程傳給B進程,不能反向傳遞
管道只能用于父子進程或兄弟進程之間的通信,即具有親緣關系的進程。
命名管道允許沒有親緣關系的進程進行通信。命名管道不同于匿名管道之處在于它提供了一個路徑名與之關聯,這樣一個進程即使與創建有名管道的進程不存在親緣關系,只要可以訪問該路徑,就能通過有名管道互相通信。
信號是軟件層次上對中斷機制的一種模擬,是一種異步通信方式,進程不必通過任何操作來等待信號的到達。信號可以在用戶空間進程和內核之間直接交互,內核可以利用信號來通知用戶空間的進程發生了哪些系統事件。
信號來源:
進程高級通信的概念、信號事件的發生有兩個來源:硬件來源,比如我們按下了鍵盤或者其它硬件故障;軟件來源,最常用發送信號的系統函數是kill, raise, alarm和setitimer以及sigqueue函數,軟件來源還包括一些非法運算等操作。
進程對信號的響應:
進程可以通過三種方式來響應信號:(1)忽略信號,即對信號不做任何處理,但是有兩個信號是不能忽略的:SIGKLL和SIGSTOP;(2)捕捉信號,定義信號處理函數,當信號發生時,執行相應的處理函數;(3)執行缺省操作,Linux對每種信號都規定了默認操作。
消息隊列是消息的鏈表,具有特定的格式,存放在內存中并由消息隊列標識符標識,并且允許一個或多個進程向它寫入與讀取消息
android ipc機制,使得多個進程可以可以直接讀寫同一塊內存空間,是針對其他通信機制運行效率較低而設計的。
為了在多個進程間交換信息,內核專門留出了一塊內存區,可以由需要訪問的進程將其映射到自己的私有地址空間。進程就可以直接讀寫這一塊內存而不需要進行數據的拷貝,從而大大提高效率。
需要注意的是:共享內存并未提供同步機制,在一個進程結束對共享內存的寫操作之前,并無自動機制可以阻止另二個進程開始對它進行讀取。所以,我們通常需要用其他的機制來同步對共享內存的訪問。
信號量實質上就是一個標識可用資源數量的計數器,它的值總是非負整數。而只有0和1兩種取值的信號量叫做二進制信號量(或二值信號量),可用用來標識某個資源是否可用。
簡述AIDL跨進程的原理,套接字是更為基礎的進程間通信機制,與其他方式不同的是,套接字可用于不同機器之間的進程間通信。
有兩種類型的套接字:基于文件的和面向網絡的。
(1).Unix套接字是基于文件的,并且擁有一個“家族名字”–AF_UNIX,它代表地址家族(address family):UNIX。
(2).第二類型的套接字是基于網絡的,它也有自己的家族名字–AF_INET,代表地址家族(address family):INTERNET
進程通信的基本內容。不管采用哪種地址家族,都有兩種不同的套接字連接:面向連接的和無連接的。
(1)面向連接的套接字(SOCK_STREAM):進行通信前必須建立一個連接,面向連接的通信提供序列化的、可靠地和不重復的數據交付,而沒有記錄邊界。
這意味著每條信息可以被拆分成多個片段,并且每個片段都能確保到達目的地,然后在目的地將信息拼接起來。
實現這種連接類型的主要協議是傳輸控制協議(TCP)。
(2)無連接的套接字(SOCK_DGRAM):在通信開始之前并不需要建立連接,在數據傳輸過程中并無法保證它的順序性、可靠性或重復性。
然而,數據報確實保存了記錄邊界,這就意味著消息是以整體發送的,而并非首先分成多個片段。
由于面向連接的套接字所提供的保證,因此它們的設置以及對虛擬電路連接的維護需要大量的開銷。然而,數據報不需要這些開銷,即它的成本更加“低廉”
實現這種連接類型的主要協議是用戶數據報協議(UDP)。
bundle實現了parcelable接口,在Android中不同的應用運行在不同的進程中。通過Intent啟動其他應用的組件Activity,Service,Receiver。同時,可以將數據存儲在Bundle中,然后設置在Intent中,就實現了第一種跨進程通訊IPC。
不同的多個進程的應用,可以對磁盤里的同一個文件讀寫。SharedPerference就是xml文件存儲鍵值對實現的。
但是,Android系統基于Linux內核,并沒有對文件的讀寫做并發處理。因此有可能發生異常。
Activity的跨進程訪問與進程內訪問略有不同。雖然它們都需要Intent對象,但跨進程訪問并不需要指定Context對象和Activity的 Class對象,而需要指定的是要訪問的Activity所對應的Action(一個字符串)。有些Activity還需要指定一個Uri(通過 Intent構造方法的第2個參數指定)。
在android系統中有很多應用程序提供了可以跨進程訪問的Activity,例如,下面的代碼可以直接調用撥打電話的Activity。
Intent callIntent = new Intent(Intent.ACTION_CALL, Uri.parse("tel:12345678" );
startActivity(callIntent);
Android應用程序可以使用文件或SqlLite數據庫來存儲數據。Content Provider提供了一種在多個應用程序之間數據共享的方式(跨進程共享數據)。應用程序可以利用Content Provider完成下面的工作
查詢數據
修改數據
添加數據
刪除數據
雖然Content Provider也可以在同一個應用程序中被訪問,但這么做并沒有什么意義。Content Provider存在的目的向其他應用程序共享數據和允許其他應用程序對數據進行增、刪、改操作。
Android系統本身提供了很多Content Provider,例如,音頻、視頻、聯系人信息等等。我們可以通過這些Content Provider獲得相關信息的列表。這些列表數據將以Cursor對象返回。因此,從Content Provider返回的數據是二維表的形式。
廣播是一種被動跨進程通訊的方式。當某個程序向系統發送廣播時,其他的應用程序只能被動地接收廣播數據。這就象電臺進行廣播一樣,聽眾只能被動地收聽,而不能主動與電臺進行溝通。
在應用程序中發送廣播比較簡單。只需要調用sendBroadcast方法即可。該方法需要一個Intent對象。通過Intent對象可以發送需要廣播的數據。
如需讓服務與遠程進程通信,則可使用Messenger為服務提供接口。
定義一個MessengerService繼承自Service,并在AndroidManifest.xml中聲明并給一個進程名,使該服務成為一個單獨的進程。
Messenger的使用方法:
服務端實現一個Handler,由其接收來自客戶端的每個調用的回調。
Handler用于創建Messenger對象(對Handler的引用)。
Messenger創建一個IBinder,服務端通過onBind()使其返回客戶端。
客戶端使用IBinder將Messenger(引用服務的Handler)實例化,然后使用后者將Message對象發送給服務端。
服務端在其Handler中(具體地講,是在handleMessage()方法中)接收每個Message。
AIDL是一種接口描述語言,通常用于進程間通信。它用于讓某個Service與多個應用程序組件之間進行跨進程通信,從而可以實現多個應用程序共享同一個Service.
使用AIDL的步驟:
創建AIDL,在main下新建一個文件夾aidl,然后在aidl下新建AIDL文件,這時系統會自動為該文件創建一個包名。
在java下新建一個類AIDLService繼承自Service。
在AndroidManifest.xml中注冊,并給一個進程名,是該服務成為一個獨立的進程。
在MainActivity中進行與AIDLService之間的進程間通信。
Socket 通信和 Binder 通信類似,也是一種 C/S 模型的通信方式
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