IPC机制：

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分类专栏： Android进阶文章标签： android linux

于 2023-11-30 13:58:59 首次发布

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Linux和Android的IPC机制：

IPC全称为Inter-Process Communication,含义为进程之间的通信，也就是两个进程之间进行数据交换的过程。在Android和Linux中都有自己的IPC机制。

1.Linux中的IPC机制：

Linux 中提供了很多进程间通信机制，主要有管道(Pipe)、信号(Sinal)、信号量(Semophore)、消息队列(Message)、共享内存(Share Memory)和套接字(Socket)等。

1.1：管道：

管道是Linux由UNIX继承过来的进程间的通信机制，它是UNIX早期的一个重要通信机制。管道的主要思想是在内存中创建一个共享文件，从而使通信双方利用这个共享文件来传递信息。这个共享文件比较特殊，它不属于文件系统并且只存在于内存中。另外，管道采用半双工通信方式，数据只能在一个方向上流动。

1.2：信号：

信号是软件层次上对中断机制的一种模拟，信号是一种异步通信方式，进程不必通过任何操作来等待信号的到达。信号可以在用户空间进程和内核之间直接交互，内核可以利用信号来通知用户空间的进程发生了哪些系统事件。信号不适用于信息交换，比较适用于进程中断控制。

1.3：信号量：

信号量是一个计数器，用来控制多个进程对共享资源的访问。信号量常作为一种锁机制，防止某进程正在访问共享资源时，其他进程也访问该资源。信号量主要作为进程间及同一进程内不同线程之间的同步手段。

1.4：消息队列：

消息队列是消息的链表，具有特定的格式，消息队列存放在内存中由消息队列标识符进行标识，并且允许一个或多个进程向它写入与读取消息。使用消息队列会使信息复制两次，因此对于频繁通信或者信息量大的通信不宜使用消息队列。

1.5：共享内存：

共享内存的多个进程可以直接读写一块内存空间，是针对其他通信机制运行效率较低而设计的。为了在多个进程间交换信息，内核专门留出了一块内存区，可以由需要访问的进程将其映射到自己的私有地址空间。这样，进程就可以直接读写这一块内存而不需要进行数据的复制，从而大幅度提高效率。

1.6：套接字：

套接字是更基础的进程间通信机制，与其他通信机制不同的是，套接字可用于不同机器之间的进程间通信。

2.Android中的IPC机制：

Android系统是基于Linux内核的，在Linux内核基础上又拓展出了一些IPC机制。Android 系统除了支持套接字，还支持序列化、Messenger、AIDL、Bundle、文件共享、ContentProvider和Binder等。

2.1：序列化：

序列化指的是Serializable/Parcelable接口，Serializable接口是Java提供的一个序列化接口，是一个空接口，为对象提供标准的序列化和反序列化操作。Parcelable接口是Android中的序列化方式，更适合在Android平台上使用。虽然Parcelable接口用起来比较麻烦，但是其效率很高。

2.2：Messenger：

Messenger在Android应用开发中的使用频率不高，可以在不同进程中传递Message对象，在Message中加入我们想要传递的数据就可以在进程间进行数据传递了。Messenger是一种轻量级的IPC方案，并对AIDL进行了封装。

2.3：AIDL:

AIDL全称为 Android Interface Definition Language，即Android 接口定义语言。Messenger是以串行的方式来处理客户端发来的信息的，如果有大量的消息发送到服务端，那么服务端仍然逐个处理再响应客户端显然是不合适的。虽然Messenger可以用于进程间数据传递，但是却不能满足跨进程的方法调用，这个时候就需要使用AIDL了。

2.4：Bundle：

Bundle实现了Parcelable接口，所以它可以在不同的进程间传输。Activity、Service、Receiver都是在Intent中通过Bundle来进行数据传递的。

2.5：文件共享：

两个进程通过读写同一个文件来进行数据共享，共享的文件可以是文本、XML,JSON。文件共享适用于对数据同步要求不高的进程间通信。

2.6：ContentProvider：

ContentProvider为存储和获取数据提供统一的接口，它可以在不同的应用程序之间共享数据，ContentProvider本身就是适合进程间通信的。ContentProvider底层实现也是 Bindr,但是使用起来比AIDL要容易许多。系统中很多操作都采用了ComtentProvider，例如通讯录、音视频等，这些操作本身就是跨进程进行通信的。

开启多进程：

既然要讲解Android应用开发中的IPC机制，那么就需要代码的示例，而这些示例都需要开启多进程。Android应用要开启多进程的原因，主要有以下几点：

单进程所分配的内存不够，需要更多的内存。早期的Android系统只为一个单进程的应用分配了16MB的可用内存，随着手机硬件的提升和Android系统的改进，虽然可分配内存越来越多，但仍旧可以通过开启多进程来获取更多内存来处理自己App的业务。
独立运行的组件，比如个推，它的服务会另开启一个进程。
运行一些“不可见人”的操作，比如获取用户的隐私数据，比如防止双守护进程被用户杀掉。

public class MainActivity extends AppCompatActivity {

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        Intent myServiceIntent=new Intent(MainActivity.this,MyService.class);
        this.startService(myServiceIntent);
    }
}

public class MyService extends Service {
    private static final String TAG="ssss";
    public MyService() {
    }

    @Override
    public IBinder onBind(Intent intent) {
        // TODO: Return the communication channel to the service.
        throw new UnsupportedOperationException("Not yet implemented");
    }
    @Override
    public int onStartCommand(Intent intent,int flags,int startId){
        Log.i(TAG,"MainActivity is created");
        return START_STICKY;
    }
    @Override
    public void onDestroy(){
        Log.i(TAG, "onDestroy ");
    }
    @Override
    public void onCreate(){
        Log.i(TAG, "onCreate");
    }
}

 <application
        android:allowBackup="true"
        android:dataExtractionRules="@xml/data_extraction_rules"
        android:fullBackupContent="@xml/backup_rules"
        android:icon="@mipmap/ic_launcher"
        android:label="@string/app_name"
        android:supportsRtl="true"
        android:theme="@style/Theme.MyApplication"
        tools:targetApi="31">
        <service
            android:name=".MyService"
            android:enabled="true"
            android:exported="true"
            android:process=":remote"></service>


        <activity
            android:name=".MainActivity"
            android:exported="true">
            <intent-filter>
                <action android:name="android.intent.action.MAIN" />

                <category android:name="android.intent.category.LAUNCHER" />
            </intent-filter>
        </activity>
    </application>

其中重要的是android：process属性，表示是否要开启一个新的进程运行，而后面的命名方式有两种，分别是：加冒号和不加冒号，其中加冒号的进程名，表示这个新的进程对这个应用来说是私有的，其他的应用组件不能和新的进程运行在同一个进程中。而不加冒号的，表示这个服务运行在以这个名字命名的全局的进程中，当然前提的有权限，将允许不同应用的组件运行在同一个进程中，从而减少资源的占用。注意：这种写法会导致Application会运行两次，两个进程都执行了oncreate方法。解决的办法是得到每个进程的名字，根据不同的进程进行不同的操作。