Android Messenger實現(xiàn)進(jìn)程間通信及其原理
前言
之前分析Android消息機(jī)制的源碼時，曾遇到過replyTo、IMessenger等屬性字段，當(dāng)時只是說這些字段用于進(jìn)程間通信，并未作深入分析。今天這篇文字就來演示一下使用Messenger如何進(jìn)行進(jìn)程間通信并分析其源碼實現(xiàn)。
Messenger進(jìn)程間通信的流程
Messenger顧名思義，即信使，那么它的作用就是滿足不同進(jìn)程兩邊的通信需要了。通常我們會寫AIDL來實現(xiàn)進(jìn)程間通信，其實簡單的IPC可以用Messenger來實現(xiàn)，需要知道的是Messenger也是基于AIDL的，只不過Messenger幫我們做了封裝而已，其進(jìn)程間通信框架是這樣的：
如上圖，假設(shè)兩個進(jìn)程分別為Client Process和Server Process，首先Server端需要將自己這邊的Messenger引用傳給Client，然后Client使用Server端傳過來的Messenger來發(fā)消息給Server端，這樣就實現(xiàn)了一個單向通信。同理，如果想要實現(xiàn)雙向通信，則需要Client端也發(fā)送一個自己的Messenger到Server端，那么Server端也就可以利用該Messenger向Client發(fā)消息了。雖然Messenger是基于AIDL的，但它們最底層都是基于Binder的。
Messenger進(jìn)程間雙向通信示例
創(chuàng)建一個Service模擬Server進(jìn)程
一般的進(jìn)程間通信多是在兩個App之間，但一個App中也可以有多進(jìn)程，這個很常見，如應(yīng)用中的推送服務(wù)一般位于單獨的進(jìn)程。當(dāng)然我們可以把這個Service創(chuàng)建到另一個App中，但為了方便測試，這里只是將該Service注冊為另一個進(jìn)程，但還是在同一個應(yīng)用中。
該Service的實現(xiàn)很簡單，如下：
public class RemoteService extends Service {
private WorkThread mWorkThread = new WorkThread();
private Messenger mMessenger;
@Override
public void onCreate() {
super.onCreate();
mWorkThread.start();
}
@Override
public void onDestroy() {
super.onDestroy();
mWorkThread.quit();
}
@Nullable
@Override
public IBinder onBind(Intent intent) {
return mMessenger.getBinder();
}
private void prepareMessenger() {
mMessenger = new Messenger(mWorkThread.mHandler);
}
private class WorkThread extends Thread {
Handler mHandler;
@Override
public void run() {
Looper.prepare();
mHandler = new Handler() {
@Override
public void handleMessage(Message msg) {
super.handleMessage(msg);
switch (msg.what) {
case MessageConstant.CLIENT_TO_SERVER:
Toast.makeText(RemoteService.this, "Hello Server:" + msg.arg1 + "," + msg.arg2, Toast.LENGTH_SHORT).show();
if (msg.replyTo != null) {
try {
msg.replyTo.send(Message.obtain(null, MessageConstant.SERVER_TO_CLIENT, 0, msg.arg1 + msg.arg2));
} catch (RemoteException e) {
e.printStackTrace();
}
}
break;
default:
break;
}
}
};
prepareMessenger();
Looper.loop();
}
public void quit() {
mHandler.getLooper().quit();
}
}
上述代碼雖然簡單，但有幾點需要注意：
1、為什么Service中要開一個工作線程？因為Service作為四大組件之一，它是運行在主線程的，所以不能執(zhí)行耗時操作，一旦進(jìn)程間交互是耗時操作，那么Service所在進(jìn)程就會阻塞，而Client端進(jìn)程則不會阻塞。
2、該Service中創(chuàng)建了一個Messenger對象，并在onBind中返回了IBinder對象，這里是進(jìn)程間通信的關(guān)鍵，在后面會詳細(xì)分析。
3、該Service的子線程中創(chuàng)建了一個Handler，并關(guān)聯(lián)給Messenger，用于進(jìn)程間通信的消息處理。Handler消息處理跟我們平時用的一樣，但有一點提一下，子線程是沒有默認(rèn)Looper的，因此需要自己創(chuàng)建并啟動，否則子線程的Handler無法收到Message。
4、Server端收到消息后，Toast一下“hello server”并顯示Cient傳過來的兩個整數(shù)值。如果Client端也將自己的Messenger傳過來了，則向Client端回復(fù)消息，將兩個整數(shù)之和返回。
另外該Service在AndroidManifest.xml中的注冊如下：
<service
android:name=".messenger.RemoteService"
android:enabled="true"
android:exported="true"
android:process=":remote">
<intent-filter>
<action android:name="com.aspook.remote.ACTION_BIND" />
<category android:name="android.intent.category.DEFAULT" />
</intent-filter>
</service>
核心一句為android:process=":remote"，將該Service置于另一個進(jìn)程之中，從而可以在同一個App中模擬進(jìn)程間通信。
創(chuàng)建一個Activity模擬Client進(jìn)程
該Activity默認(rèn)就是該App所在進(jìn)程了，具體實現(xiàn)如下：
/**
* demo for IPC by Messenger
*/
public class MessengerActivity extends AppCompatActivity {
private Button btn_start;
private Button btn_bind;
private Button btn_send;
private boolean mBound = false;
private Messenger mRemoteMessenger = null;
private ServiceConnection mRemoteConnection = new ServiceConnection() {
@Override
public void onServiceConnected(ComponentName name, IBinder service) {
mRemoteMessenger = new Messenger(service);
mBound = true;
}
@Override
public void onServiceDisconnected(ComponentName name) {
mRemoteMessenger = null;
mBound = false;
}
};
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_messenger);
findViews();
setListeners();
}
@Override
protected void onDestroy() {
super.onDestroy();
unbindService(mRemoteConnection);
}
public void findViews() {
btn_start = (Button) findViewById(R.id.btn_start);
btn_bind = (Button) findViewById(R.id.btn_bind);
btn_send = (Button) findViewById(R.id.btn_send);
}
public void setListeners() {
btn_start.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
@Override
public void onClick(View v) {
// start Remote Service first
Intent intent = new Intent(MessengerActivity.this, RemoteService.class);
startService(intent);
btn_start.setEnabled(false);
}
});
btn_bind.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
@Override
public void onClick(View v) {
// bind the Remote Service, if the Remote service run in another App, you should run the App and start the service first
try {
bindRemoteService();
btn_bind.setEnabled(false);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
});
btn_send.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
@Override
public void onClick(View v) {
if (mBound) {
Handler mClientHandler = new Handler() {
@Override
public void handleMessage(Message msg) {
super.handleMessage(msg);
switch (msg.what) {
case MessageConstant.SERVER_TO_CLIENT:
Toast.makeText(MessengerActivity.this, "Hello Client:" + msg.arg2, Toast.LENGTH_SHORT).show();
break;
default:
break;
}
}
};
try {
Message msg = Message.obtain(null, MessageConstant.CLIENT_TO_SERVER, 66, 88);
// Messenger of client sended to server is used for sending message to client
msg.replyTo = new Messenger(mClientHandler);
mRemoteMessenger.send(msg);
} catch (RemoteException e) {
e.printStackTrace();
}
} else {
Toast.makeText(MessengerActivity.this, "Service not bind", Toast.LENGTH_SHORT).show();
}
}
});
}
/**
* bind service
*/
public void bindRemoteService() {
// Method one
Intent intent = new Intent("com.aspook.remote.ACTION_BIND");// 5.0+ need explicit intent
intent.setPackage("com.aspook.androidnotes"); // the package name of Remote Service
bindService(intent, mRemoteConnection, BIND_AUTO_CREATE);
}
}
代碼邏輯也很簡單，界面有3個按鈕，操作如下：
1、先啟動Server端的Service，暫且叫做啟動遠(yuǎn)程Service
2、綁定遠(yuǎn)程Service
3、Client向Servcie端發(fā)送消息，并接收返回的消息
需要注意的有如下幾點：
1、綁定遠(yuǎn)程Service后，Client端才拿到了Server端的Messenger引用。
2、Client端的Messenger需要關(guān)聯(lián)自己的Handler，用來處理從Server端收到的消息。這里也需要注意，理論上如果Server端與Client端交互也是耗時的話，也需要開子線程，這個例子中由于只是顯示下消息，直接放在UI線程了。
3、如果需要雙向通信，Client端需要通過Message的replyTo參數(shù)將自己的Messenger發(fā)到Server端。
4、Android 5.0+要求綁定Service時必須使用顯式Intent，可以通過設(shè)置包名的方式來解決，注意我是在同一個App中開的兩個進(jìn)程，因此包名相同，但如果遠(yuǎn)程Service位于另一個App，則應(yīng)該填寫其所在App的包名。
5、Client端收到回復(fù)消息后，Toast“Hello client”及兩個整數(shù)之和。
示例效果演示
以上示例的進(jìn)程間通信效果演示如下：
Messenger進(jìn)程間通信原理分析
關(guān)于Service的啟動、綁定不必多說，先從Client端通過綁定遠(yuǎn)程Service獲取Server端的Messenger入手，代碼如下：
private ServiceConnection mRemoteConnection = new ServiceConnection() {
@Override
public void onServiceConnected(ComponentName name, IBinder service) {
mRemoteMessenger = new Messenger(service);
mBound = true;
}
@Override
public void onServiceDisconnected(ComponentName name) {
mRemoteMessenger = null;
mBound = false;
}
};
接著來看mRemoteMessenger = new Messenger(service);的源碼實現(xiàn)：
/**
* Create a Messenger from a raw IBinder, which had previously been
* retrieved with {@link #getBinder}.
*
* @param target The IBinder this Messenger should communicate with.
*/
public Messenger(IBinder target) {
mTarget = IMessenger.Stub.asInterface(target);
}
注意到該構(gòu)造方法的參數(shù)IBinder，就是遠(yuǎn)程Service中onBind返回的，具體代碼如下：
@Nullable
@Override
public IBinder onBind(Intent intent) {
return mMessenger.getBinder();
}
再來看這一句代碼：
mTarget = IMessenger.Stub.asInterface(target);
mTarget是IMessenger對象，看起來越來越像AIDL的寫法了，其實不能說像，本來就是AIDL。于是猜想源碼必定中有一個名為IMessenger.aidl的文件，它應(yīng)該定義了發(fā)送消息的相關(guān)接口。果然在源碼目錄 “/frameworks/base/core/java/android/os/”下找到了IMessenger.aidl文件，其內(nèi)容如下：
package android.os;
import android.os.Message;
/** @hide */
oneway interface IMessenger {
void send(in Message msg);
}
因此可知Messenger只是幫我們省去了寫AIDL的工作而已，底層還是AIDL。
再來看Messenger是如何發(fā)送消息的，即Messenger的send方法：
/**
* Send a Message to this Messenger's Handler.
*
* @param message The Message to send. Usually retrieved through
* {@link Message#obtain() Message.obtain()}.
*
* @throws RemoteException Throws DeadObjectException if the target
* Handler no longer exists.
*/
public void send(Message message) throws RemoteException {
mTarget.send(message);
}
通過注釋可知，Messenger會將消息發(fā)送到其關(guān)聯(lián)的Handler，且Handler不存在時會報異常，這就是我們無論是創(chuàng)建客戶端還是服務(wù)端Messenger時都為其創(chuàng)建了一個Handler的原因。
另外上述示例中為了簡便，只是在進(jìn)程間傳遞了基本類型的值，其實類似單進(jìn)程的消息機(jī)制，也可以傳遞Bundle數(shù)據(jù)，但注意需要序列化，具體說明可參考Message源碼的基本字段支撐。
以上就是本文的全部內(nèi)容，希望對大家的學(xué)習(xí)有所幫助，也希望大家多多支持腳本之家。
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