Android IPC

选取总结自《Android开发艺术探索》。
文本包含两部分，1、对知识点就行归纳汇总 2、讲解IPC知识点

另一篇博客以面试题形式对知识点进行了总结：http://blog.youkuaiyun.com/feather_wch/article/details/79190230

问题汇总：
1、什么是IPC？

Inter-Process Communication(进程间通信)

2、进程间通信是什么？

两个进程之间进行数据交换的过程

3、进程是什么？

一般指一个执行单元,也是系统分配资源的最小单位。

4、线程是什么？

是CPU调度的最小单元，而且是有限的系统资源。一个进程可以包含多个线程。

5、ANR导致的原因？如何避免？

ANR-application not respongding是因为UI线程内部的耗时操作导致界面无响应。应该将耗时操作移到非UI线程即可。

6、什么时候需要用到多进程？

比如：当前应用需要从其他应用获取数据

7、开启多进程模式的方法

1. 给四大组件添加属性android:process
2. 特殊方法：通过JNI在native层去fork一个新的进程。

8、多进程会造成的问题：

1. 静态成员和单例模式完全失效
2. 线程同步机制完全失效
3. SharedPreferences的可靠性下降(不支持两个进程同时读写)
4. Application会多次创建

9、Serializable和Parcelable接口作用

1. 可以完成对象的序列化过程
2. 使用Intent和Binder传输数据时就需要Serializable或Parcelable
3. 需要把对象持久化到存储设备，或者通过网络传给其他客户端。

10、使用Serializable

1.这个类实现Serializable接口
2.该类声明一个serialVersionUID

11、serialVersionUID的作用

1、序列化后的数据的ID只有和当前类的ID相同才能正常被反序列化。
2、可以手动设置ID为1L，这样会自动根据当前类结构去生成它的hash值

12、两个特别注意点：

1、静态成员变量不属于对象，不会参与序列化过程
2、用transient关键字标记的成员变量不会参与序列化过程。

13、java.io.ObjectOutputStream和ObjectInputStream用于对象序列化

14、系统中实现了Parcelable接口的类

Intent、Bundle、Bitmap、List、Map
里面的每个元素也都要可序列化

15、Parcelable和Serializable

1. Serializable是java中的序列化接口，简单，但开销很大(需要大量IO操作)
2. Parcelable是Android首推方法，使用麻烦，效率很高
3. Parcelable主要用于内存序列化上
4. Serializable适用于将对象序列化到存储设备或通过网络传输(Parcelable也可以只是较复杂)

16、Binder是什么？

1. Binder是android的一个类，实现了IBinder接口
2. IPC角度：Binder是android的一种跨进程通信方式
3. Binder也可以看做一种虚拟的物理设备，设备驱动是/dev/binder，Linux中没有这种通信方式
4. Android Framework角度：Binder是ServiceManager连接各种Manager(ActivityManager,WindowManager等)和相应ManagerService的桥梁
5. Android应用层：Binder是客户端和服务端进行通信的媒介，当bindService的时候，服务端会返回一个包含了服务端业务调用的Binder对象，通过该对象，客户端可以获取服务端提供的服务和数据，服务包括普通服务和基于AIDL的服务。

17、Binder主要用在哪？

1. Service
2. AIDL
3. Messenger(底层AIDL)

18、AIDL文件的本质作用

AIDL文件的本质就是系统提供了一种快速实现Binder的工具。

19、通过AIDL快速实现Binder的步骤

1. 新建Book.java(简单的类，没有实际功能，实现Parcelable接口)
2. 新建Book.aidl需要有parcelable Book;
3. 新建IBookManager.aidl,里面需要导入Book类import xxx.Book;
4. 选择android studio的build中make project

20、AIDL工具快速实现的Binder中的四个要点

1. 继承IInterface接口，本身也为接口
2. 声明了两个IBookManager.aidl中定义的getBookList和addBook方法(并且用两个id标识这两个方法，用于标识在transact中客户端请求的是哪个方法)
3. 声明一个内部类Stub，该Stub就是Binder类
4. Stub的内部代理类Proxy，用于处理逻辑-客户端和服务端都位于一个进程时，方法调用不会走跨进程的transact过程，当位于不同进程时，方法调用走transact过程。

21、Binder注意点

1. 客户端发起远程请求后，当前线程会被挂起直到服务器返回结果，因此不要在UI线程发起远程请求。
2. 服务端的Binder方法运行在Binder的线程池中，所以Binder方法是否耗时都要采用同步方法实现。

22、Binder遭遇服务端异常终止怎么办？

• 使用linkToDeath和unlinkToDeath。如果服务端异常终止，而会导致客户端调用失败，甚至可能客户端都不知道binder已经死亡，就会产生问题。
• linkToDeath作用给Binder设置一个死亡代理，当Binder会收到通知，还可以重新发起连接请求从而恢复连接。
• 此外binder的isBinderAlive也可以判断Binder是否死亡。

23、Binder的工作流程：

1. Client向Binder发起远程请求，Client同时挂起
2. Binder向data(输入端对象)写入参数，并且通过Transact方法向服务端发起远程调用请求(RPC)
3. Service端调用onTransact方法(运行在服务端线程池中)向reply(输出端对象)写入结果
4. Binder获取reply数据，返回数据并且唤起Client

24、Android中的IPC方法(6种)

1-Bundle
2-文件共享
3-Messenger
4-AIDL
5-ContentProvider
6-Socket

25、Bundle的作用

Bundle能携带数据-实现了Parcelable接口，常用于传递数据，如Acitivity、Service和Receiver都支持在Intent中通过Bundle传递数据。

26、Bundle在直接传递数据外的一个特殊使用场景。

场景：A进程在完成计算后需要启动B进程的一个组件并且将结果传递给B进程，但是这个结果不支持放入Bundle，因此无法通过Intent传输。
方案：A进程通过Intent启动进程B的service组件(如IntentService)进行计算，因为Service也在B进程中，目标组件就可以直接使用计算结果。

27、文件共享的特点：

1. 通过序列化在进程间传递对象
2. 只适合同步要求不高的进程间通信
3. 要妥善处理并发读写问题，高并发情况下很容易出现数据丢失。

28、Messenger是什么？

1. 轻量级的IPC方案
2. 底层实现是AIDL
3. 一次处理一个请求，因此在服务端不考虑线程同步问题。

29、ContentProvider的作用

1. ContentProvider是Android中提供的专门用于不同应用间数据共享的方式。
2. 底层实现是Binder，但是使用比AIDL简单很多，系统进行了封装。

30、ContentProvider的使用

系统预置了许多ContentProvider，比如通讯录信息、日程表信息等。访问这些数据，只需要通过ContentResolver的query、update、insert和delete方法。

31、自定义ContentProvider的步骤

1. 继承ContentProvider
2. 实现：onCreate-创建的初始化工作
3. getType-返回url请求对应的MIME类型(媒体类型)，比如图片、视频等。不关注该类型，可以返回null或者“*/*”
4. query-查数据
5. insert-插入数据
6. update-更新数据
7. delete-删除数据

32、ContentProvider六种方法原理：

1. 六种方法均运行在ContentProvider的进程中
2. onCreate由系统回调并运行在主线程里
3. 其余五种方法由外界回调，并运行在Binder线程池中

33、ContentProvider存储方式

底层很像SQLite数据库，但是存储方式没有限制，可以使用数据，也可以使用普通文件，甚至可以采用内存中的对象存储数据。

34、AIDL使用流程

1. 创建一个Service和一个AIDL接口
2. 创建一个Binder(自定义)继承自AIDL接口中的Stub类，并实现其中抽象方法
3. 在Service的onBind方法中返回该Binder类的对象
4. 客户端绑定Service
5. 建立连接后就可以访问远程服务端的方法

35、大量业务模块都需要使用AIDL进行进程间通信，如何在不创建大量Service的情况下解决。

1. 可以将所有的AIDL放在一个Service中管理。
2. 服务端Service提供一个queryBinder接口，根据不同业务返回相应的Binder对象。
3. 就是使用Binder池

1-IPC简介

IPC指Inter-Process Communication(进程间通信)，也就是两个进程之间进行数据交换的过程。
进程：一般指一个执行单元。
线程：是CPU调度的最小单元，而且是有限的系统资源。一个进程可以包含多个线程。
Android中主线程也就是UI线程，只有UI线程才能操作UI元素。如果将耗时操作放于主线程就会导致ANR(Application not responding)应用无响应。

2-Android中多进程模式

通过给四大组件添加android:process属性就可以开启多进程模式。开启多进程虽然简单，但是内部却暗藏杀机。

1-开启多进程模式

正常情况都是一个应用中存在多个进程的情况，这里不涉及到两个应用间多进程的状况。
1. 给四大组件添加属性android:process
2. 特殊方法：通过JNI在native层去fork一个新的进程。

activity的android：process属性=":remote"和"com.example.remote"的区别。:remote是指在当前进程名前面加上当前的包名-com.example:remote，且该进程是当前应用的私有进程，其他应用的组件不能和该进程跑在同一个进程内。后者是属于全局进程，其他应用可以通过ShareUID的方式和它跑在同一个进程中。

多进程会造成的问题：
1. 静态成员和单例模式完全失效
2. 线程同步机制完全失效
3. SharedPreferences的可靠性下降
4. Application会多次创建

3-IPC基础概念介绍

Serializable和Parcelable接口作用
1. 可以完成对象的序列化过程
2. 使用Intent和Binder传输数据时就需要Serializable或Parcelable
3. 需要把对象持久化到存储设备，或者通过网络传给其他客户端。

1-Serializable接口

Serializable接口为对象提供了标准的序列化和反序列化操作。Android使用serializable接口实现序列化需要两步：1.这个类实现Serializable接口 2.该类声明一个serialVersionUID(private static final long serialVersionUID=8711368828010083044L)。 甚至可以不申明ID，但是这个ID会对反序列化产生影响。

serialVersionUID的作用：
1、序列化后的数据的ID只有和当前类的ID相同才能正常被反序列化。
2、可以手动设置ID为1L，这样会自动根据当前类结构去生成它的hash值

两个特别注意点：
1、静态成员变量不属于对象，不会参与序列化过程
2、用transient关键字标记的成员变量不会参与序列化过程。

java.io.ObjectOutputStream和ObjectInputStream用于对象序列化

2-Parcelable

1、系统中实现了Parcelable接口的类

Intent、Bundle、Bitmap、List、Map
里面的每个元素也都要可序列化

2、Parcelable和Serializable

1. Serializable是java中的序列化接口，简单，但开销很大(需要大量IO操作)
2. Parcelable是Android首推方法，使用麻烦，效率很高
3. Parcelable主要用于内存序列化上
4. Serializable适用于将对象序列化到存储设备或通过网络传输(Parcelable也可以只是较复杂)

3-Binder

1、Binder是什么？

1. Binder是android的一个类，实现了IBinder接口
2. IPC角度：Binder是android的一种跨进程通信方式
3. Binder也可以看做一种虚拟的物理设备，设备驱动是/dev/binder，Linux中没有这种通信方式
4. Android Framework角度：Binder是ServiceManager连接各种Manager(ActivityManager,WindowManager等)和相应ManagerService的桥梁
5. Android应用层：Binder是客户端和服务端进行通信的媒介，当bindService的时候，服务端会返回一个包含了服务端业务调用的Binder对象，通过该对象，客户端可以获取服务端提供的服务和数据，服务包括普通服务和基于AIDL的服务。

2、Binder主要用在哪？

1. Service
2. AIDL
3. Messenger(底层AIDL)

1-通过AIDL生成相应java文件

因为AIDL涉及到Binder的核心，所以通过AIDL实例进行讲解。
先通过系统自动生成Binder文件，步骤如下：
1、新建Book.java(简单的类，没有实际功能，实现Parcelable接口)

public class Book implements Parcelable{
    public int bookId;

    public Book(int bookId){
        this.bookId = bookId;
    }
    private Book(Parcel in){
        bookId = in.readInt();
    }

    public static final Creator<Book> CREATOR = new Creator<Book>() {
        @Override
        public Book createFromParcel(Parcel in) {
            return new Book(in);
        }

        @Override
        public Book[] newArray(int size) {
            return new Book[size];
        }
    };

    @Override
    public int describeContents() {
        return 0;
    }

    @Override
    public void writeToParcel(Parcel parcel, int i) {
        parcel.writeInt(bookId);
    }
}

2、新建Book.aidl

package com.example.administrator.featherdemos.aidl;

parcelable Book;

3、新建IBookManager.aidl

package com.example.administrator.featherdemos.aidl;

//关键：导入Book.java
import com.example.administrator.featherdemos.aidl.Book;

interface IBookManager {
    List<Book> getBookList();
    void addBook(in Book book);
}

4、选择android studio的build中make project

系统就会自动生成对应java文件IBookManager，位于目录app\build\generated\source\aidl\debug\包下

2-Binder所在java文件的代码解析

要点如下:
1. 继承IInterface接口，本身也为接口
2. 声明了两个IBookManager.aidl中定义的getBookList和addBook方法(并且用两个id标识这两个方法，用于标识在transact中客户端请求的是哪个方法)
3. 声明一个内部类Stub，该Stub就是Binder类
4. Stub的内部代理类Proxy，用于处理逻辑-客户端和服务端都位于一个进程时，方法调用不会走跨进程的transact过程，当位于不同进程时，方法调用走transact过程。

1-Stub(Binder)解析

1、DESCRIPTOR

Binder的唯一标识,一般用类名表示

2、asInterface(android.os.IBinder obj)

将服务端Binder对象转换成客户端所需AIDL接口类型对象(xxx.aidl.IBookManager)。如果客户端和服务端位于同一进程，此方法返回就是服务端的Stub对象本身，否则返回系统封装后的Stub.proxy

3、asBinder

返回当前Binder对象

4、onTransact(int code, android.os.Parcel data, android.os.Parcel reply, int flags)

1. 运行在服务端的Binder线程池。
2. 通过code确定Client请求的目标方法，从data中取得方法所需参数，执行目标方法。执行完毕后就向reply中写入返回值。
3. 如果此方法返回false客户端就请求失败，我们可以用此来进行权限验证。

5、Proxy的getBookList

运行在客户端。
创建方法所需的data(输入)、reply(输出)和list(返回)对象。把该方法的参数信息写入data，调用transact方法发起RPC远程过程调用请求，同时当前线程挂起。服务端的onTransact会被调用，到RPC过程返回后，当前线程继续执行，并从reply中取出RPC过程的返回结果，最后返回reply中的数据。

6、Proxy的addBook

运行在客户端。过程和getBookList类似，但是没有返回值。

2-Binder注意点

1、客户端发起远程请求后，当前线程会被挂起直到服务器返回结果，因此不要在UI线程发起远程请求。

2、服务端的Binder方法运行在Binder的线程池中，所以Binder方法是否耗时都要采用同步方法实现。

AIDL文件的本质就是系统提供了一种快速实现Binder的工具，仅此而已。

3-Binder的两个重要方法

linkToDeath和unlinkToDeath。用于解决，如果服务端异常终止，而会导致客户端调用失败，甚至可能客户端都不知道binder已经死亡，就会产生问题。

linkToDeath作用给Binder设置一个死亡代理，当Binder会收到通知，还可以重新发起连接请求从而恢复连接。

此外binder的isBinderAlive也可以判断Binder是否死亡。

4-Android中的IPC方法

1-Bundle

1、Bundle的作用

Bundle能携带数据-实现了Parcelable接口，常用于传递数据，如Acitivity、Service和Receiver都支持在Intent中通过Bundle传递数据。

2、Bundle在直接传递数据外的一个特殊使用场景。

场景：A进程在完成计算后需要启动B进程的一个组件并且将结果传递给B进程，但是这个结果不支持放入Bundle，因此无法通过Intent传输。
方案：A进程通过Intent启动进程B的service组件(如IntentService)进行计算，因为Service也在B进程中，目标组件就可以直接使用计算结果。

2-文件共享

两个进程通过读/写同一个文件进行数据交换。也可以通过序列化在进程间传递对象。

文件共享的特点：
1. 通过序列化在进程间传递对象
2. 只适合同步要求不高的进程间通信
3. 要妥善处理并发读写问题，高并发情况下很容易出现数据丢失。

3-Messenger

1、Messenger是什么？

1. 轻量级的IPC方案
2. 底层实现是AIDL
3. 一次处理一个请求，因此在服务端不考虑线程同步问题。

Messenger的使用实例

通过messenger在两个进程之间互相发送消息。

1、客户端

MessengerActivity.java

public class MessengerActivity extends Activity {

    private static final String TAG = "MessengerActivity";

    private Messenger mMessenger;

    private ServiceConnection mServiceConnection = new ServiceConnection() {
        @Override
        public void onServiceConnected(ComponentName componentName, IBinder iBinder) {
            mMessenger = new Messenger(iBinder); //
            Message msg = Message.obtain(null, Constant.MSG_FROM_CLIENT);
            //bundle携带消息
            Bundle data = new Bundle();
            data.putString("msg", "This is Client!");
            //给msg绑定bundle
            msg.setData(data);

            //**将用于服务端回复的msger发送给服务端**
            msg.replyTo = mGetReplyMessenger;
            try {
                //发送消息
                mMessenger.send(msg);
            } catch (RemoteException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }

        @Override
        public void onServiceDisconnected(ComponentName componentName) {

        }
    };

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_messenger);
        //绑定并启动服务
        Intent intent = new Intent(this, MessengerService.class);
        bindService(intent, mServiceConnection, Context.BIND_AUTO_CREATE);
    }

    @Override
    protected void onDestroy() {
        //解除服务
        unbindService(mServiceConnection);
        super.onDestroy();
    }

    /**-------------------
     *  接受Service回复消息
     * ------------------*/
    private final Messenger mGetReplyMessenger = new Messenger(new MessengerHandler());
    private static class MessengerHandler extends Handler{
        @Override
        public void handleMessage(Message msg) {
            switch (msg.what){
                case Constant.MSG_FROM_SERVICE:
                    Log.i(TAG, "recv msg from service:" + msg.getData().getString("reply"));
                    break;
                default:
                    super.handleMessage(msg);
                    break;
            }
        }
    }
}

主要完成两方面功能：
1. 绑定并启动位于新进程的服务，通过msg发送消息
2. 设置接受新进程服务发送来的消息

2、服务器端

MessengerService.java

public class MessengerService extends Service {

    private static final String TAG = "MessengerService";
    private final Messenger mMessenger = new Messenger(new MessengerHandler());

    private static class MessengerHandler extends Handler{
        @Override
        public void handleMessage(Message msg) {
            switch (msg.what){
                case Constant.MSG_FROM_CLIENT:
                    //接收到Client消息
                    Log.i(TAG, "receive msg from client: " + msg.getData().getString("msg"));
                    /*---------------------------------------------
                    * 回复数据给Client
                    * --------------------------------------------*/
                    Messenger clientMessenger = msg.replyTo; //获取到服务器传来的msger
                    Message message = Message.obtain(null, Constant.MSG_FROM_SERVICE); //设置msg
                    Bundle bundle = new Bundle();
                    bundle.putString("reply", "This is Service!");
                    message.setData(bundle);
                    //发送消息
                    try {
                        clientMessenger.send(message);
                    } catch (RemoteException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }

                    break;
                default:
                    super.handleMessage(msg);
            }
        }
    }

    public MessengerService() {
    }

    @Override
    public IBinder onBind(Intent intent) {
        return mMessenger.getBinder();
    }
}

功能：接收消息，并通过client传送来的messenger回复消息。

3、AndroidManifest中注册Service

<service
            android:name=".MessengerService"
            android:enabled="true"
            android:exported="true"
            android:process=":remote">
        </service>

android:process=":remote"代表另开一个Service进程。

4-AIDL

Messenger缺点：
1. 以串行的方式处理客户端发送的消息，如果大量的消息同时发送到服务端，服务端仍然只能一个个处理，如果有大量的并发请求，Messenger就无法胜任。
2. 如果需要跨进程调用服务端的方法，这种情形Messenger就无法做到。

1-AIDL进程间通信流程

使用AIDL进行进程间通信的流程，分为服务端和客户端两个方面。

1-服务端

1. 创建一个Service来监听客户端的连接请求。
2. 创建一个AIDL文件。
3. 将暴露给客户端的接口在该AIDL文件中声明。
4. 最后在Service中实现这个AIDL接口即可。

2-客户端

1. 绑定服务端的Service
2. 将服务端返回的Binder对象转成AIDL接口所属的类型
3. 最后就可以调用AIDL中的方法。

2-AIDL实例

这里先要创建你需要的接口文件：
ITuringManager.aidl(这里功能就是获取图灵机列表，以及增加一个图灵机)

package com.example.administrator.featherdemos;

import com.example.administrator.featherdemos.TuringMachine;

interface ITuringManager {
    List<TuringMachine> getTuringMachineList();
    void addTuringMachine(in TuringMachine machine);
}

实现TuringMachine.java(也就是接口文件导入的类，需要实现Parcelable接口)：

package com.example.administrator.featherdemos;
//import ....需要的包
public class TuringMachine implements Parcelable{
    int machineId;
    String description;

    protected TuringMachine(Parcel in) {
        machineId = in.readInt();
        description = in.readString();
    }

    public TuringMachine(int id, String description){
        this.machineId = id;
        this.description = description;
    }

    public static final Creator<TuringMachine> CREATOR = new Creator<TuringMachine>() {
        @Override
        public TuringMachine createFromParcel(Parcel in) {
            return new TuringMachine(in);
        }

        @Override
        public TuringMachine[] newArray(int size) {
            return new TuringMachine[size];
        }
    };

    @Override
    public int describeContents() {
        return 0;
    }

    @Override
    public void writeToParcel(Parcel parcel, int i) {
        parcel.writeInt(machineId);
        parcel.writeString(description);
    }
}

因为使用到的类(例如TuringMachine.java)按规定需要一个对应aidl文件-TuringMachine.aidl:

package com.example.administrator.featherdemos;

parcelable TuringMachine;

ITuringMachine.aidl和TuringMachine.aidl需要在aidl文件夹下的包内
TuringMachine.java要在java文件夹下的包内。

1-AIDL支持的数据类型

• 基本数据类型(int、long、char、boolean、double等)
• String和CharSequence
• List：只支持ArrayList，且里面所有元素必须是AIDL支持的数据。
• Map：只支持HashMap，且里面所有元素必须是AIDL支持的数据，包括key和value
• Parcelable：所有实现Parcelable接口的对象
• AIDL：所有AIDL接口都可以在AIDL中使用

2-AIDL编译报错

`Error:Execution failed for task ‘:app:compileDebugAidl’.

java.lang.RuntimeException: com.android.ide.common.process.ProcessException: Error while executing process D:\androidstudio2.3\android-sdk\build-tools\25.0.0\aidl.exe with arguments …
在ITuringManager.aidl中使用的方法参数，需要根据方向加上in\out\inout如void addTuringMachine(in TuringMachine machine);`

3-远程服务端

ITuringMachineManagerService.java

public class ITuringMachineManagerService extends Service {

    /**
     * CopyOnWriteArrayList支持并发读/写：
     * 1. AIDL在服务端的Binder线程池中执行，因此当多个客户端同时连接的时候，会存在多个线程同时访问的情况。
     * 2. CopyOnWriteArrayList能进行自动的线程同步。
     */
    private CopyOnWriteArrayList<TuringMachine> mTuringMachineList = new CopyOnWriteArrayList<>();

    private Binder mBinder = new ITuringManager.Stub(){

        @Override
        public List<TuringMachine> getTuringMachineList() throws RemoteException {
            return mTuringMachineList;
        }

        @Override
        public void addTuringMachine(TuringMachine machine) throws RemoteException {
            mTuringMachineList.add(machine);
        }
    };

    public ITuringMachineManagerService() {
        mTuringMachineList.add(new TuringMachine(1, "Machine 1"));
        mTuringMachineList.add(new TuringMachine(2, "Machine 2"));
    }

    @Override
    public IBinder onBind(Intent intent) {
        return mBinder;
    }
}

• AIDL中List只能用ArrayList，这里为何使用了CopyOnWriteArrayList(并非继承自ArrayList)？

  Binder会根据List规范去访问数据，并且生成一个新的ArrayList传给客户端，因此没有违反数据类型的规定。

• ConcurrentHashMap也是类似功能

该Service用android：process属性使其运行在新进程中，已达到进程间通信的效果。

<service
            android:name=".ITuringMachineManagerService"
            android:enabled="true"
            android:exported="true"
            android:process=":remote">

4-本地客户端

public class TuringActivity extends AppCompatActivity {

    private static final String TAG = TuringActivity.class.getName();

    //Service连接：从服务端获取本地AIDL接口对象，并调用远程服务端的方法。
    private ServiceConnection mServiceConnection = new ServiceConnection() {
        @Override
        public void onServiceConnected(ComponentName componentName, IBinder iBinder) {
            //Binder的asInterface()将binder对象转换为客户端需要的AIDL接口对象
            ITuringManager iTuringManager = ITuringManager.Stub.asInterface(iBinder);
            try {
                //获取服务端的List
                ArrayList<TuringMachine> turingMachineArrayList
                        = (ArrayList<TuringMachine>) iTuringManager.getTuringMachineList();

                for(TuringMachine machine : turingMachineArrayList){
                    Log.i(TAG, "onServiceConnected: "+machine.getMachineId() + "-" + machine.getDescription());
                }
            } catch (RemoteException e){
                e.printStackTrace();
            }
        }

        @Override
        public void onServiceDisconnected(ComponentName componentName) {

        }
    };

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_turing);

        //绑定远程服务端的 Service 并启动
        Intent intent = new Intent(this, ITuringMachineManagerService.class);
        bindService(intent, mServiceConnection, Context.BIND_AUTO_CREATE);
    }

    @Override
    protected void onDestroy() {
        unbindService(mServiceConnection); //解绑
        super.onDestroy();
    }
}

3-AIDL实例3：观察者模式

在上面创建图灵机的实例上，我们想在添加机器时，工厂会主动通知所有监听者，本实例就来实现这种观察者模式。

在上面代码基础上有如下步骤：
1、建立观察者接口(Observer)-ITMachineObserver.aidl
2、在ITuringManager.aidl中增加注册和解注册功能(register\unregister)
3、在服务端ITuringMachineManagerService中的binder对象里实现额外增加的注册和解注册功能。
4、在客户端中的binder对象里实现观察者接口中的更新方法。

使用：
1、客户端中通过从服务端获得的Binder对象，调用register/unregister等方法
2、服务端中通过Client客户端注册的Observer去调用客户端Binder中的更新方法

1-代码:按上列步骤(所有代码可以直接复制)

ITMachineObserver.aidl

package com.example.administrator.featherdemos;

import com.example.administrator.featherdemos.TuringMachine;

interface ITMachineObserver {
    void inform(in TuringMachine machine);
}

ITuringManager.aidl

package com.example.administrator.featherdemos;

import com.example.administrator.featherdemos.TuringMachine;
import com.example.administrator.featherdemos.ITMachineObServer;

interface ITuringManager {
    List<TuringMachine> getTuringMachineList();
    void addTuringMachine(in TuringMachine machine);
    void registerListener(in ITMachineObserver observer);
    void unregisterListener(in ITMachineObserver observer);
}

ITuringMachineManagerService:

只修改了private Binder mBinder = new ITuringManager.Stub()的内容

public class ITuringMachineManagerService extends Service {

    /**
     * CopyOnWriteArrayList支持并发读/写：
     * 1. AIDL在服务端的Binder线程池中执行，因此当多个客户端同时连接的时候，会存在多个线程同时访问的情况。
     * 2. CopyOnWriteArrayList能进行自动的线程同步。
     */
    private CopyOnWriteArrayList<TuringMachine> mTuringMachineList = new CopyOnWriteArrayList<>();
    private CopyOnWriteArrayList<ITMachineObserver> mObserverList = new CopyOnWriteArrayList<>();

    private Binder mBinder = new ITuringManager.Stub(){

        @Override
        public List<TuringMachine> getTuringMachineList() throws RemoteException {
            return mTuringMachineList;
        }

        @Override
        public void addTuringMachine(TuringMachine machine) throws RemoteException {
            mTuringMachineList.add(machine);
            for(ITMachineObserver observer : mObserverList){
                observer.inform(machine);
            }
        }

        @Override
        public void registerListener(ITMachineObserver observer) throws RemoteException {
            mObserverList.add(observer);
        }

        @Override
        public void unregisterListener(ITMachineObserver observer) throws RemoteException {
            mObserverList.remove(observer);
        }
    };

    public ITuringMachineManagerService() {
        mTuringMachineList.add(new TuringMachine(1, "Old Machine 1949"));
        mTuringMachineList.add(new TuringMachine(2, "Old Machine 1949-2"));
    }

    @Override
    public IBinder onBind(Intent intent) {
        return mBinder;
    }
}

TuringActivity:

1. private ITMachineObserver mITMachineObserver获得观察者的Binder对象，并实现接口方法
2. 调用iTuringManager.registerListener(mITMachineObserver)在服务端进行注册

public class TuringActivity extends AppCompatActivity{

    private static final String TAG = TuringActivity.class.getName();

    //Service连接：从服务端获取本地AIDL接口对象，并调用远程服务端的方法。
    private ServiceConnection mServiceConnection = new ServiceConnection() {
        @Override
        public void onServiceConnected(ComponentName componentName, IBinder iBinder) {
            //Binder的asInterface()将binder对象转换为客户端需要的AIDL接口对象
            ITuringManager iTuringManager = ITuringManager.Stub.asInterface(iBinder);
            try {
                iTuringManager.addTuringMachine(new TuringMachine(10, "Machine 2008"));

                //获取服务端的List
                ArrayList<TuringMachine> turingMachineArrayList
                        = (ArrayList<TuringMachine>) iTuringManager.getTuringMachineList();

                for(TuringMachine machine : turingMachineArrayList){
                    Log.i(TAG, "onServiceConnected: "+machine.getMachineId() + "-" + machine.getDescription());
                }

                iTuringManager.registerListener(mITMachineObserver);

                iTuringManager.addTuringMachine(new TuringMachine(3, "New Machine 2018!"));
            } catch (RemoteException e){
                e.printStackTrace();
            }
        }

        @Override
        public void onServiceDisconnected(ComponentName componentName) {

        }
    };

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_turing);

        //绑定远程服务端的 Service 并启动
        Intent intent = new Intent(this, ITuringMachineManagerService.class);
        bindService(intent, mServiceConnection, Context.BIND_AUTO_CREATE);
    }

    @Override
    protected void onDestroy() {
        unbindService(mServiceConnection); //解绑
        super.onDestroy();
    }

    private ITMachineObserver mITMachineObserver = new ITMachineObserver.Stub() {
        @Override
        public void inform(TuringMachine machine) throws RemoteException {
            Log.i(TAG, "inform: get a new machine-"+machine.getDescription());
        }
    };

}

2-RemoteCallbackList:解除注册引发问题

在onDestory时，我们可以解除在服务端的注册：

@Override
    protected void onDestroy() {
        //确保远程服务的Binder任然存活，就进行unregister
        if(mRemoteITuringManager != null && mRemoteITuringManager.asBinder().isBinderAlive()){
            try {
                mRemoteITuringManager.unregisterListener(mITMachineObserver);
                Log.i(TAG, "onDestroy: unregister!");
            } catch (RemoteException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        unbindService(mServiceConnection); //解绑
        super.onDestroy();
    }

然而在服务端却无法在列表中找到该Observer：因为已经是两个不同的对象了！对象的跨进程传输本身是反序列化的过程，而对象在服务端和客户端早已不是同一个对象。

RemoteCallbackList

系统专门提供用于删除跨进程Listener的接口。该类本身是一个泛型，支持任何AIDL接口。

• 工作原理
  内部有一个Map结构，key是Ibinder，value是Callback类型。该结构能保存所有AIDL回调。将Listener的信息存入CallBack，如下：

IBinder key = listener.asBinder();
Callback value = new Callback(key, cookie);

虽然每次跨进程Client的同一个对象，会在服务端生成多个对象。但是这些对象本身的Binder都是同一个。

以Binder作为Key，这样Listener对应着唯一Binder。

• 流程
  客户端解注册，服务端会遍历所有listener，找出那个和解注册的listener具有相同Binder的listener，并删除。

• 特点

  1. 客户端终止后，会自动移除客户端注册的所有listener
  2. 自动实现线程同步，无需额外操作。

Service服务端代码做出如下变换：

private RemoteCallbackList<ITMachineObserver> mObserverList = new RemoteCallbackList<>();

@Override
        public void registerListener(ITMachineObserver observer) throws RemoteException {
            mObserverList.register(observer);
        }

        @Override
        public void unregisterListener(ITMachineObserver observer) throws RemoteException {
            Log.i("ITuringService", "unregisterListener: size-"+mObserverList.getRegisteredCallbackCount());
            mObserverList.unregister(observer);
            Log.i("ITuringService", "unregisterListener: size-"+mObserverList.getRegisteredCallbackCount());
        }

inform: 需要按照RemoteCallbackList的方法进行遍历。

        @Override
        public void addTuringMachine(TuringMachine machine) throws RemoteException {
            mTuringMachineList.add(machine);

            final int count = mObserverList.beginBroadcast();
            //进行通知
            for (int i = 0; i < count; i++){
                mObserverList.getBroadcastItem(i).inform(machine);
            }
            mObserverList.finishBroadcast();
        }

打印出解除前后的Listener数量，结果符合预期!

4-AIDL的注意点

1. Client客户端调用远程方法，该方法运行在服务端的Binder线程池中，Client会被挂起。
2. 服务端的方法执行过于耗时，会导致Client长时间阻塞，若该线程是UI线程，会导致ANR。
3. 客户端的onServiceConnected和onServiceDisconnected方法都运行在UI线程中，不可以进行耗时操作
4. 服务端的方法本身就在服务端的Binder线程池中，所以服务端方法本身就可以执行大量耗时操作，不要再开线程进行异步操作。
5. 远程方法因为运行在Binder线程池中，如果要操作UI要通过Handler切换到UI线程(服务端通过远程方法去操作Cilent客户端的控件)

5-Binder意外死亡？

两种解决方法：
1. 给Binder设置DeathRecipient监听，Binder死亡时回调binderDied
2. 在onServiceDisconnected中重连远程服务。

1-两者区别

1. onServiceDisconnected在客户端UI线程中被回调
2. binderDied在客户端的Binder线程池中被回调(无法操作UI)

2-各自实现方法

binderDied，linkToDeath和unlinkToDeath实现

//设置Binder死亡代理
    private IBinder.DeathRecipient mDeathRecipient = new IBinder.DeathRecipient(){

        @Override
        public void binderDied() {
            //远程服务端die，就不重新连接
            if(mRemoteITuringManager == null){
                return;
            }
            mRemoteITuringManager.asBinder().unlinkToDeath(mDeathRecipient, 0);
            mRemoteITuringManager = null;
            //重新绑定远程Service
            //绑定远程服务端的 Service 并启动
            Intent intent = new Intent(TuringActivity.this, ITuringMachineManagerService.class);
            bindService(intent, mServiceConnection, Context.BIND_AUTO_CREATE);
        }
    };

客户端的onServiceConnected中iBinder.linkToDeath(mDeathRecipient, 0);

//Binder的asInterface()将binder对象转换为客户端需要的AIDL接口对象
ITuringManager iTuringManager = ITuringManager.Stub.asInterface(iBinder);

try {
       //设置死亡代理
       iBinder.linkToDeath(mDeathRecipient, 0);
} catch (RemoteException e) {
       e.printStackTrace();
}

onServiceDisconnected是ServiceConnection的内部方法，在服务端Service断开后就会调用，可以进行操作。

6-权限验证

1、第一种方法：

直接在onBind中进行权限验证，比如可以使用permission验证等等。如果验证不通过则bind服务就失败。

2、在服务端onTransact中验证

验证失败直接返回false，可以通过uid和pid验证，这样就可以验证包名也可以和第一种方法一样，验证permission。

具体内容，参考开发艺术探索，目前不感兴趣，不深入探究。

5-ContentProvider

1-简介

ContentProvider是Android中提供的专门用于不同应用间数据共享的方式。
底层实现是Binder，但是使用比AIDL简单很多，系统进行了封装。

2-ContentProvider的使用

系统预置了许多ContentProvider，比如通讯录信息、日程表信息等。访问这些数据，只需要通过ContentResolver的query、update、insert和delete方法。

1、自定义ContentProvider的步骤
1. 继承ContentProvider
2. 实现：onCreate-创建的初始化工作
3. getType-返回url请求对应的MIME类型(媒体类型)，比如图片、视频等。不关注该类型，可以返回null或者“*/*”
4. query-查数据
5. insert-插入数据
6. update-更新数据
7. delete-删除数据

2、ContentProvider六种方法原理：
1. 六种方法均运行在ContentProvider的进程中
2. onCreate由系统回调并运行在主线程里
3. 其余五种方法由外界回调，并运行在Binder线程池中

3、ContentProvider存储方式

底层很像SQLite数据库，但是存储方式没有限制，可以使用数据，也可以使用普通文件，甚至可以采用内存中的对象存储数据。

3-实例：宠物提供器

你要去一个宠物商店购买宠物，这里就需要宠物提供器提供你想要的宠物：PetProvider。
这里有两个app工程，第一个app用于提供Provider功能，主要包含两个文件：DbOpenHelper和PetProvider两个文件（底层使用数据库存储数据）。

1-DbOpenHelper

继承自SQLiteOpenHelper。

public class DbOpenHelper extends SQLiteOpenHelper{

    private static final String DB_NAME = "pet_provider.db";
    public static final String PET_TABLE_NAME = "pet";
    public static final String MASTER_TABLE_NAME = "master";

    private static final int DB_VERSION = 1;

    private static final String CREATE_PET_TABLE = "create table if not exists "
            + PET_TABLE_NAME + "(_id integer primary key, name text)";
    private static final String CREATE_MASTER_TABLE = "create table if not exists "
            + MASTER_TABLE_NAME + "(_id integer primary key, name text, sex int)";

    public DbOpenHelper(Context context) {
        //创建数据库(name和版本)
        super(context, DB_NAME, null, DB_VERSION);
    }

    @Override
    public void onCreate(SQLiteDatabase sqLiteDatabase) {
        //创建数据库
        sqLiteDatabase.execSQL(CREATE_MASTER_TABLE);
        sqLiteDatabase.execSQL(CREATE_PET_TABLE);
    }

    @Override
    public void onUpgrade(SQLiteDatabase sqLiteDatabase, int oldVersion, int newVersion) {
       //TODO ignored
    }
}

2-PetProvider

继承自ContentProvider：将表的uri和uricode相绑定，overide五种方法并底层使用数据库实现。

public class PetProvider extends ContentProvider{
    private static final String TAG = PetProvider.class.getSimpleName();

    private SQLiteDatabase mDb;
    /**
     * privoder的数据访问通过uri来实现，因此自定义Provider也采用此方法：
     *   用UriMatcher将Content_Uri和code相关联,这样通过uri就能知道访问哪个数据库表
     */
    private static final String AUTHORITIES = "customPrivoderName";
    private static final String PET_CONTENT_URI = "content://"+AUTHORITIES+"/pet";
    private static final String MASTER_CONTENT_URI = "content://"+AUTHORITIES+"/master";
    private static final int PET_CONTENT_CODE = 0;
    private static final int MASTER_CONTENT_CODE = 1;
    private static final UriMatcher sUrilMatcher = new UriMatcher(UriMatcher.NO_MATCH);
    static{
        sUrilMatcher.addURI(AUTHORITIES, "pet", PET_CONTENT_CODE); //指明authorites+路径：pet和CODE对应
        sUrilMatcher.addURI(AUTHORITIES, "master", MASTER_CONTENT_CODE);
    }
    /**
     *  根据uri获得相应的table name
     */
    private String getTableName(Uri uri){
        String tableName = null;
        switch (sUrilMatcher.match(uri)){
            case PET_CONTENT_CODE:
                tableName = DbOpenHelper.PET_TABLE_NAME;
                break;
            case MASTER_CONTENT_CODE:
                tableName = DbOpenHelper.MASTER_TABLE_NAME;
                break;
            default:break;
        }
        return tableName;
    }
    @Override
    public boolean onCreate() {
        Log.i(TAG,"onCreate()");
        //创建数据库
        mDb = new DbOpenHelper(getContext()).getReadableDatabase();
        return true;
    }

    @Override
    public Cursor query(Uri uri, String[] projection, String selection, String[] selectionArgs, String sortOrder) {
        Log.i(TAG,"query():"+uri);
        String tableName = getTableName(uri);
        if(tableName == null){
            throw new IllegalArgumentException("Unsupported URI:" + uri);
        }
        return mDb.query(tableName, projection, selection, selectionArgs, null, null, sortOrder, null);
    }

    @Override
    public String getType(Uri uri) {
        Log.i(TAG,"getType()");
        return null;
    }

    @Override
    public Uri insert(Uri uri, ContentValues contentValues) {
        Log.i(TAG,"insert()");
        String tableName = getTableName(uri);
        if(tableName == null){
            throw new IllegalArgumentException("Unsupported URI:" + uri);
        }
        mDb.insert(tableName, null, contentValues);
        getContext().getContentResolver().notifyChange(uri, null);
        return uri;
    }

    @Override
    public int delete(Uri uri, String selection, String[] selectionArgs) {
        Log.i(TAG,"delete()");
        String tableName = getTableName(uri);
        if(tableName == null){
            throw new IllegalArgumentException("Unsupported URI:" + uri);
        }
        int count = mDb.delete(tableName, selection, selectionArgs);
        if(count > 0){
            getContext().getContentResolver().notifyChange(uri, null);
        }
        return count;
    }

    @Override
    public int update(Uri uri, ContentValues contentValues, String selection, String[] selectionArgs) {
        Log.i(TAG,"update()");
        String tableName = getTableName(uri);
        if(tableName == null){
            throw new IllegalArgumentException("Unsupported URI:" + uri);
        }
        int row = mDb.update(tableName, contentValues, selection, selectionArgs);
        if(row > 0){
            getContext().getContentResolver().notifyChange(uri, null);
        }
        return row;
    }
}

3-AndroidMainifest权限

        <!--自定义ContentProvider-->
        <provider
            android:authorities="customPrivoderName"
            android:name=".PetProvider"
            android:exported="true"
            >
        </provider>

4-在客户端使用ContentProvider

客户端是另一个app，主要使用自定义Provider代码如下(增删改查)：

增：

ContentValues values = new ContentValues();
values.put("_id", 1);
values.put("name", "dog");
getContentResolver().insert(uri, values);

删：

//删除
getContentResolver().delete(uri, "_id=?", new String[]{"2"});

改：

//更新
ContentValues values = new ContentValues();
values.put("_id", 3);
values.put("name", "fox");
getContentResolver().update(uri, values, "_id=?",new String[]{"1"});

查找：

Cursor petCursor = getContentResolver().query(uri, new String[]{"_id", "name"}, null, null, null);
if(petCursor != null){
   while(petCursor.moveToNext()){
       Log.i("MainActivity", ""+petCursor.getInt(0));
       Log.i("MainActivity", ""+petCursor.getString(1));
   }
   petCursor.close();
}

6-Socket

详情看书，实践项目中socket用得比较少，而且也比较简单，因此不多研究。

5-Binder连接池

1、AIDL使用流程

1. 创建一个Service和一个AIDL接口
2. 创建一个Binder(自定义)继承自AIDL接口中的Stub类，并实现其中抽象方法
3. 在Service的onBind方法中返回该Binder类的对象
4. 客户端绑定Service
5. 建立连接后就可以访问远程服务端的方法

2、大量业务模块都需要使用AIDL进行进程间通信，如何在不创建大量Service的情况下解决。

1. 可以将所有的AIDL放在一个Service中管理。
2. 服务端Service提供一个queryBinder接口，根据不同业务返回相应的Binder对象。
3. 就是使用Binder池

6-选用合适的IPC方式

名称	优点	缺点	适用场景
Bundle	简单易用	只能传输Bundle支持的数据类型	四大组件间的进程间通信
文件共享	简单易用	不适合高并发场景，无法做到进程间的即时通信	无并发访问情形，交换简单数据实时性不高的场景
AIDL	功能强大，支持一对多并发通信，支持实时通信	适用稍复杂，需要处理好线程同步	一对多通信且有RPC需求
Messenger	功能一般，支持一对多串行通信，支持实时通信	不能很好处理高并发情形，不支持RPC，数据通过Message传输因此只能传输Bundle支持的数据类型	低并发的一对多即时通信，无RPC需求，或者无须要返回结果的RPC需求
ContentProvider	在数据源访问方面功能强大，支持一对多并发数据共享，可通过Call方法扩展其他操作	可以理解为受约束的AIDL，主要提供数据源的CRUD操作	一对多的进程间的数据共享
Socket	功能强大，可以通过网络传输字节流，支持一对多并发实时通信	实现细节稍微繁琐，不支持直接的RPC	网络数据交换