巧用Android多进程,微信,微博等主流App都在用

2018-02-12 10:50:16来源:oschina作者:猴亮屏人点击

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前言

对于进程的概念,来到这里的都是编程修仙之人,就不再啰嗦了,相信大家倒着、跳着、躺着、各种姿势都能背出来。


为什么要使用多进程,一个进程不就可以了吗?

相信很多同学在实际开发中,基本都不会去给app划分进程,而且,在Android中使用多进程,还可能需要编写额外的进程通讯代码,还可能带来额外的Bug,这无疑加大了开发的工作量,在很多创业公司中工期也不允许,这导致了整个app都在一个进程中。


整个app都在一个进程有什么弊端? 在Android中,虚拟机分配给各个进程的运行内存是有限制值的(这个值可以是32M,48M,64M等,根据机型而定),试想一下,如果在app中,增加了一个很常用的图片选择模块用于上传图片或者头像,加载大量Bitmap会使app的内存占用迅速增加,如果你还把查看过的图片缓存在了内存中,那么OOM的风险将会大大增加,如果此时还需要使用WebView加载一波网页,我就问你怕不怕!


微信,微博等主流app是如何解决这些问题的? 微信移动开发团队在《Android内存优化杂谈》一文中就说到:“对于webview,图库等,由于存在内存系统泄露或者占用内存过多的问题,我们可以采用单独的进程。微信当前也会把它们放在单独的tools进程中”。


下面我们使用adb查看一下微信和微博的进程信息(Android 5.0以下版本可直接在“设置 -> 应用程序”相关条目中查看):


进入adb shell后,使用 “ps | grep 条目名称” 可以过滤出想要查看的进程。 可以看到,微信的确有一个tools进程,而新浪微博也有image相关的进程,而且它们当中还有好些其它的进程,比如微信的push进程,微博的remote进程等,这里可以看出,他们不单单只是把上述的WebView、图库等放到单独的进程,还有推送服务等也是运行在独立的进程中的。一个消息推送服务,为了保证稳定性,可能需要和UI进程分离,分离后即使UI进程退出、Crash或者出现内存消耗过高等情况,仍不影响消息推送服务。

可见,合理使用多进程不仅仅是有多大好处的问题,我个人认为而且是很有必要的。


所以说,我们最好还是根据自身情况,考虑一下是否需要拆分进程。这也是本文的初衷:给大家提供一个多进程的参考思路,在遇到上述问题和场景的时候,可以考虑用多进程的方法来解决问题,又或者,在面试的时候,跟面试官聊到这方面的知识时候也不至于尴尬。


为什么需要“跨进程通讯”?

Android的进程与进程之间通讯,有些不需要我们额外编写通讯代码,例如:把选择图片模块放到独立的进程,我们仍可以使用startActivityForResult方法,将选中的图片放到Bundle中,使用Intent传递即可。(看到这里,你还不打算把你项目的图片选择弄到独立进程么?)


但是对于把“消息推送Service”放到独立的进程,这个业务就稍微复杂点了,这个时候可能会发生Activity跟Service传递对象,调用Service方法等一系列复杂操作。


由于各个进程运行在相对独立的内存空间,所以它们是不能直接通讯的,因为程序里的变量、对象等初始化后都是具有内存地址的,举个简单的例子,读取一个变量的值,本质是找到变量的内存地址,取出存放的值。不同的进程,运行在相互独立的内存(其实就可以理解为两个不同的应用程序),显然不能直接得知对方变量、对象的内存地址,这样的话也自然不能访问对方的变量,对象等。此时两个进程进行交互,就需要使用跨进程通讯的方式去实现。简单说,跨进程通讯就是一种让进程与进程之间可以进行交互的技术。


跨进程通讯的方式有哪些?四大组件间传递Bundle;
使用文件共享方式,多进程读写一个相同的文件,获取文件内容进行交互;
使用Messenger,一种轻量级的跨进程通讯方案,底层使用AIDL实现(实现比较简单,博主开始本文前也想了一下是否要说一下这个东西,最后还是觉得没有这个必要,Google一下就能解决的问题,就不啰嗦了);
使用AIDL(Android Interface Definition Language),Android接口定义语言,用于定义跨进程通讯的接口;
使用ContentProvider,常用于多进程共享数据,比如系统的相册,音乐等,我们也可以通过ContentProvider访问到;
使用Socket传输数据。

接下来本文将重点介绍使用AIDL进行多进程通讯,因为AIDL是Android提供给我们的标准跨进程通讯API,非常灵活且强大(貌似面试也经常会问到,但是真正用到的也不多…)。上面所说的Messenger也是使用AIDL实现的一种跨进程方式,Messenger顾名思义,就像是一种串行的消息机制,它是一种轻量级的IPC方案,可以在不同进程中传递Message对象,我们在Message中放入需要传递的数据即可轻松实现进程间通讯。但是当我们需要调用服务端方法,或者存在并发请求,那么Messenger就不合适了。而四大组件传递Bundle,这个就不需要解释了,把需要传递的数据,用Intent封装起来传递即可,其它方式不在本文的讨论范围。


下面开始对AIDL的讲解,各位道友准备好渡劫了吗?


使用AIDL实现一个多进程消息推送

像图片选择这样的多进程需求,可能并不需要我们额外编写进程通讯的代码,使用四大组件传输Bundle就行了,但是像推送服务这种需求,进程与进程之间需要高度的交互,此时就绕不过进程通讯这一步了。 下面我们就用即时聊天软件为例,手动去实现一个多进程的推送例子,具体需求如下:

UI和消息推送的Service分两个进程;
UI进程用于展示具体的消息数据,把用户发送的消息,传递到消息Service,然后发送到远程服务器;
Service负责收发消息,并和远程服务器保持长连接,UI进程可通过Service发送消息到远程服务器,Service收到远程服务器消息通知UI进程;
即使UI进程退出了,Service仍需要保持运行,收取服务器消息。 实现思路

先来整理一下实现思路:

创建UI进程(下文统称为客户端);
创建消息Service(下文统称为服务端);
把服务端配置到独立的进程(AndroidManifest.xml中指定process标签);
客户端和服务端进行绑定(bindService);
让客户端和服务端具备交互的能力。(AIDL使用) 例子具体实现

为了阅读方便,下文中代码将省略非重点部分,可以把本文完整代码Clone到本地再看文章: https://github.com/V1sk/AIDL


Step0. AIDL调用流程概览

开始之前,我们先来概括一下使用AIDL进行多进程调用的整个流程:

客户端使用bindService方法绑定服务端;
服务端在onBind方法返回Binder对象;
客户端拿到服务端返回的Binder对象进行跨进程方法调用; AIDL调用过程

AIDL调用过程

整个AIDL调用过程概括起来就以上3个步骤,下文中我们使用上面描述的例子,来逐步分解这些步骤,并讲述其中的细节。 Step1.客户端使用bindService方法绑定服务端

1.1 创建客户端和服务端,把服务端配置到另外的进程

创建客户端 -> MainActivity;
创建服务端 -> MessageService;
把服务端配置到另外的进程 -> android:process=”:remote”

上面描述的客户端、服务端、以及把服务端配置到另外进程,体现在AndroidManifest.xml中,如下所示:



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android:name=".service.MessageService"

android:enabled="true"

android:exported="true"

android:process=":remote" />



开启多进程的方法很简单,只需要给四大组件指定android:process标签。


1.2 绑定MessageService到MainActivity


创建MessageService 此时的MessageService就是刚创建的模样,onBind中返回了null,下一步中我们将返回一个可操作的对象给客户端。



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public class MessageService extends Service {

public MessageService() {

}

@Override

public IBinder onBind(Intent intent) {

return null;

}

}



客户端MainActivity调用bindService方法绑定MessageService 这一步其实是属于Service组件相关的知识,在这里就比较简单地说一下,启动服务可以通过以下两种方式:

使用bindService方法 -> bindService(Intent service, ServiceConnection conn, int flags);
使用startService方法 -> startService(Intent service);

bindService & startService区别: 使用bindService方式,多个Client可以同时bind一个Service,但是当所有Client unbind后,Service会退出,通常情况下,如果希望和Service交互,一般使用bindService方法,使用onServiceConnected中的IBinder对象可以和Service进行交互,不需要和Service交互的情况下,使用startService方法即可。


正如上面所说,我们是要和Service交互的,所以我们需要使用bindService方法,但是我们希望unbind后Service仍保持运行,这样的情况下,可以同时调用bindService和startService(比如像本例子中的消息服务,退出UI进程,Service仍需要接收到消息),代码如下:



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public class MainActivity extends AppCompatActivity {

private static final String TAG = "MainActivity";

@Override

protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {

super.onCreate(savedInstanceState);

setContentView(R.layout.activity_main);

setupService();

}

/**

* unbindService

*/

@Override

protected void onDestroy() {

unbindService(serviceConnection);

super.onDestroy();

}

/**

* bindService & startService

*/

private void setupService() {

Intent intent = new Intent(this, MessageService.class);

bindService(intent, serviceConnection, Context.BIND_AUTO_CREATE);

startService(intent);

}

ServiceConnection serviceConnection = new ServiceConnection() {

@Override

public void onServiceConnected(ComponentName name, IBinder service) {

Log.d(TAG, "onServiceConnected");

}

@Override

public void onServiceDisconnected(ComponentName name) {

Log.d(TAG, "onServiceDisconnected");

}

};

}



Stpe2.服务端在onBind方法返回Binder对象

2.1 首先,什么是Binder?


要说Binder,首先要说一下IBinder这个接口,IBinder是远程对象的基础接口,轻量级的远程过程调用机制的核心部分,该接口描述了与远程对象交互的抽象协议,而Binder实现了IBinder接口,简单说,Binder就是Android SDK中内置的一个多进程通讯实现类,在使用的时候,我们不用也不要去实现IBinder,而是继承Binder这个类即可实现多进程通讯。


2.2 其次,这个需要在onBind方法返回的Binder对象从何而来?


在这里就要引出本文中的主题了——AIDL 多进程中使用的Binder对象,一般通过我们定义好的 .adil 接口文件自动生成,当然你可以走野路子,直接手动编写这个跨进程通讯所需的Binder类,其本质无非就是一个继承了Binder的类,鉴于野路子走起来麻烦,而且都是重复步骤的工作,Google提供了 AIDL 接口来帮我们自动生成Binder这条正路,下文中我们围绕 AIDL 这条正路继续展开讨论(可不能把人给带偏了是吧

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