Android IPC机制多进程模式

1. IPC简介

IPC是Inter-Process Communication的缩写，含义为进程间通信或跨进程通信，指两个进程间进行数据交换的过程。说起进程间通信，首先要理解是什么是进程，什么是线程。线程是CPU调度的最小单位。而进程指一个执行单元，在PC和移动设备上指一个程序或者一个应用。一个进程可以包含多个线程，因此进程和线程是包含与被包含的关系。在Android中的主线程叫作UI线程，在UI线程中才能操作界面元素，很多时候，一个进程需要执行大量耗时的任务，如果这些任务放在主线程中执行的话，就会ANR（Application Not Responding）,即应用程序无响应。所以需要把耗时的任务放在子线程中去执行。

IPC不是Android中所独有的，任何一个操作系统都需要有相应的IPC机制，对于Android来说，它有自己的进程间通信方式。就是Binder了。还可以通过Socket实现两个终端的通信或一个设备上的两个进程也可以通过Socket进程通信。

2. 多进程模式

开启多进程模式：

正常情况下，在Android中多进程是指一个应用中存在多个进程的情况，因此这里不讨论两个应用的多进程情况。首先，在Android中使用多进程只有一种方法，就是通过给四大组件（Activity、Service、Receiver、ContentProvider）在AndroidManifest中指定android:process属性。下面给出一个示例：

    <activity
        android:name=".MainActivity"
        android:label="@string/app_name" >
        <intent-filter>
            <action android:name="android.intent.action.MAIN" />

            <category android:name="android.intent.category.LAUNCHER" />
        </intent-filter>
    </activity>
    <activity
        android:name=".SecondActivity"
        android:label="@string/activity_second"
        android:process=":remote">
    </activity>
    <activity
        android:name=".ThirdActivity"
        android:label="@string/activity_third"
        android:process="com.xiho.ipcdemo1.remote">
    </activity>

上面的代码分别为SecondActivity和ThirdActivity 指定了progress属性，可以看出，SecondActivity的android:process的值是以”:”开头的，ThirdActivity的android:process则是一个完整的进程名。并且他们的属性值不同，这意味着当前应用又增加了两个新进程。运行之后，我们通过Eclipse 的DDMS视图中查看进程信息，还可以用shell来查看：

adb shell ps 或者 adb shel ps|grep 进程名。

Android系统会为每个应用分配一个唯一的UID，具有相同UID的应用才能共享数据，两个应用通过ShareUID跑在同一个进程中是有要求的，需要两个应用有相同的ShareUID并且签名相同才可以。在这种情况下，它们可以互相访问对方的私有数据，比如data目录，组件信息等。

多进程模式的运行机制

在上面代码中我们创建了三个Activity，并且指定了他们各自的进程。接下来我们创建一个UserManager类，设置它的静态成员变量mUserId=1;

public class UserManager {
    public static int mUserId = 1;
}

然后在MainActivity的onCreate中我们把这个mUserId 重新赋值为2，打印出这个静态变量的值在启动SecondActivity，在SecondActiviy 中我们在打印一下mUserId的值：

MainActivity mUserId = 2; 
SecondActivity mUserId = 1; 
ThirdActivity mUserId = 1;

看到了上面的结果，发现和我们想的不一致，真长情况下SecondActivity中打印的mUserId的值用该是2才对，但是从日志上看它竟然还是1，我想大家应该明白了这就是多进程所带来的问题，由于每个Activity都运行一个单独的进程中，Android为每个应用（进程）分配一个虚拟机，而不同的虚拟机在内存分配上有不同的地址和空间。这就导致不同的虚拟机访问同一个对象会产生多个副本。在一个进程中修改mUserId的值并不会影响到其它进程的mUserId。

所以所有运行在不同进程中的四大组件，只要他们需要内存来共享数据，都会失败。正常情况下，四大组件中间不可能不通过中间层来共享数据。

使用多线程会造成如下方面的问题：

静态成员和单例模式完全失效
线程同步机制完全失效
SharedPreferences的可靠性下降
Application会多次创建

SharedPreferences底层是通过读写XML来实现的，并发读写是可能出现问题的。运行在同一个进程的组件是属于同一个虚拟机和同一个Application的，同理，运行在不同进程中的组件是属于两个不同的虚拟机和Application的。

public class MyApplication extends Application {

    @Override
    public void onCreate() {
        super.onCreate();
        Log.d("thh", "[MyApplication onCreate] application start, process name:"+getProcessName());
    }

    private String getProcessName(){
        ActivityManager activityManager = (ActivityManager) getSystemService(ACTIVITY_SERVICE);
        for (ActivityManager.RunningAppProcessInfo runningAppProcessInfo:
            activityManager.getRunningAppProcesses()) {
            if (runningAppProcessInfo.pid == android.os.Process.myPid()) {
                return runningAppProcessInfo.processName;
            }
        }
        return null;
    }
}

我们做一个测试，首先在Application 的onCreate方法中打印出当前进程的名字，然后连续启动三个同一个应用内但属于不同进程的Activity，运行之后。通过log可以看出，Application 执行了三次onCreate，并且每次的进程和进程Id 都不一样。分析了多进程所带来的问题，为了解决问题，系统提供了很多跨进程通信的方法，虽说不能直接的共享内存，但是通过跨进程通信我们还是可以实现数据交互，实现跨进程的方式很多，比如通过Intent来传递数据，共享文件和SharedPreferences，基于Binder的Messenger和AIDL以及Socket等等。

Android IPC机制多进程模式

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