Binder与四大组件工作原理 Service、BroadCastReceiver、ContentProvider

Service 工作原理

Service有两套流程，一套是启动流程，另一套是绑定流程。我们做App开发的同学都应该知道

在这里插入图片描述

1）在新进程启动Service

我们先看Service启动过程，假设要启动的Service是在一个新的进程中，分为5个阶段：

App向AMS发送一个启动Service的消息。
AMS检查启动Service的进程是否存在，如果不存在，先把Service信息存下来，然后创建一个新的进程。
新进程启动后，通知AMS说我可以啦。
AMS把刚才保存的Service信息发送给新进程
新进程启动Service

第1阶段

在这里插入图片描述
和Activity非常像，仍然是通过AMM/AMP把要启动的Service信息发送给AMS。

第2阶段

AMS检查Service是否在Manifest中声明了，没声明会直接报错。
AMS检查启动Service的进程是否存在，如果不存在，先把Service信息存下来，然后创建一个新的进程。
在AMS中，每个Service，都使用ServiceRecord对象来保存。

第3阶段

Service所在的新进程启动的过程，就和前面介绍App启动时的过程差不多。

新进程启动后，也会创建新的ActivityThread，然后把ActivityThread对象通过AMP传递给AMS，告诉AMS，新进程启动成功了。

第4阶段

AMS把传进来的ActivityThread对象改造为ApplicationThreadProxy，也就是ATP，通过ATP，把要启动的Service信息发送给新进程。

第5阶段

在这里插入图片描述
新进程通过ApplicationThread接收到AMS的信息，和前面介绍的启动Activity的最后一步相同，借助于ActivityThread和H，执行Service的onCreate方法。在此期间，为Service创建了Context上下文对象，并与Service相关联。

需要重点关注的是ActivityThread的handleCreateService方法，
在这里插入图片描述

你会发现，这段代码和前面介绍的handleLaunchActivity差不多，都是从PMS中取出包的信息packageInfo，这是一个LoadedApk对象，然后获取它的classloader，反射出来一个类的对象，在这里反射的是Service。

四大组件的逻辑都是如此，所以我们要做插件化，可以在这里做文章，换成插件的classloader，加载插件中的四大组件。

至此，我们在一个新的进程中启动了一个Service。

2）启动同一进程的Service

如果是在当前进程启动这个Service，那么上面的步骤就简化为：

App向AMS发送一个启动Service的消息。
AMS例行检查，比如Service是否声明了，把Service在AMS这边注册。AMS发现要启动的Service就是App所在的Service，就通知App启动这个Service。
App启动Service。

3）在同一进程绑定Service

如果是在同一进程绑定这个Service，那么过程为：

App向AMS发送一个绑定Service的消息。
AMS例行检查，比如Service是否声明了，把Service在AMS这边注册。AMS发现要启动的Service就是App所在进程的Service，就先通知App启动这个Service，然后再通知App，对Service进行绑定操作。
App收到AMS第1个消息，启动Service，
App收到AMS第2个消息，绑定Service，并把一个Binder对象传给AMS
AMS把接收到的Binder对象，发送给App
App收到Binder对象，就可以使用了。

你也许会问，都在一个进程，App内部直接使用Binder对象不就好了，其实吧，要考虑不在一个进程的场景，代码又不能写两份，两套逻辑，所以就都放在一起了，即使在同一个进程，也要绕着AMS走一圈。

第1阶段：App向AMS发送一个绑定Service的消息。
在这里插入图片描述
第4阶段：处理第2个消息

第5阶段和第6阶段：
这一步是要仔细说的，因为AMS把Binder对象传给App，这里没用ATP和APT，而是用到了AIDL来实现，这个AIDL的名字是IServiceConnection。

ServiceDispatcher的connect方法，最终会调用ServiceConneciont的onServiceConnected方法，这个方法我们就很熟悉了。App开发人员在这个方法中拿到connection，就可以做自己的事情了。

BroadCast Receiver 工作原理

Receiver分静态广播和动态广播两种。

在Manifest中声明的Receiver，是静态广播：
在这里插入图片描述
在程序中手动写注册代码的，是动态广播：

二者具有相同的功能，只是写法不同。既然如此，我们就可以把所有静态广播，都改为动态广播，这就省的在Manifest文件中声明了，避免了AMS检查。接下来你想到什么？对，Receiver的插件化解决方案，就是这个思路。

接下来我们看Receiver是怎么和AMS打交道的，分为两部分，一是注册，二是发送广播。

你只有注册了这个广播，发送这个广播时，才能通知到你，执行onReceive方法。

我们就拿音乐播放器来举例，在Activity注册Receiver，在Service发送广播。Service播放下一首音乐时，会通知Activity修改当前正在播放的音乐名称。

注册过程如下所示：

在Activity中，注册Receiver，并通知AMS。

这里Activity使用了Context提供的registerReceiver方法，然后通过AMN/AMP，把一个receiver传给AMS。

在创建这个Receiver对象的时候，需要为receiver指定IntentFilter，这个filter就是Receiver的身份证，用来描述receiver。

在Context的registerReceiver方法中，它会使用PMS获取到包的信息，也就是LoadedApk对象。

就是这个LoadedApk对象，它的getReceiverDispatcher方法，将Receiver封装成一个实现了IIntentReceiver接口的Binder对象。

我们就是将这个Binder对象和filter传递给AMS。

只传递Receiver给AMS是不够的，当发送广播时，AMS不知道该发给谁啊？所以Activity所在的进程还要把自身对象也发送给AMS。

AMS收到消息后，就会把上面这些信息，存在一个列表中，这个列表中保存了所有的Receiver。

注意了，这里忙活半天，都是在注册动态receiver。
静态receiver什么时候注册到AMS的呢？是在App安装的时候。PMS会解析Manifest中的四大组件信息，把其中的receiver存起来。
动态receiver和静态receiver分别存在AMS不同的变量中，在发送广播的时候，会把两种receiver合并到一起，然后以此发送。其中动态的排在静态的前面，所以动态receiver永远优先于静态receiver收到消息。

此外，Android系统每次启动的时候，也会把静态广播接收者注册到AMS。因为Android系统每次启动时，都会重新安装所有的apk。

发送广播的流程如下：

在Service中，通过AMM/AMP，发送广播给AMS，广播中携带着Filter。
AMS收到这个广播后，在receiver列表中，根据filter找到对应的receiver，可能是多个，把它们都放到一个广播队列中。最后向AMS的消息队列发送一个消息。

当消息队列中的这个消息被处理时，AMS就从广播队列中找到合适的receiver，向广播接收者所在的进程发送广播。
receiver所在的进程收到广播，并没有把广播直接发给receiver，而是将广播封装成一个消息，发送到主线程的消息队列中，当这个消息被处理时，才会把这个消息中的广播发送给receiver。

我们下面通过图，仔细看一下这3个阶段：

第1步，Service发送广播给AMS

在这里插入图片描述
发送广播，是通过Intent这个参数，携带了Filter，从而告诉AMS，什么样的receiver能接受这个广播。

第2步，AMS接收广播，发送广播。

收广播和发送广播是不同步的。AMS每接收到一个广播，就把它扔到广播发送队列中，至于发送是否成功，它就不管了。

因为receiver分为无序receiver和有序receiver，所以广播发送队列也分为两个，分别发送这两种广播。

AMS发送广播给客户端，这又是一个跨进程通信，还是通过ATP，把消息发给APT。因为要传递Receiver这个对象，所以它也是一个Binder对象，才可以传过去。我们前面说过，在把Receiver注册到AMS的时候，会把Receiver封装为一个IIntentReceiver接口的Binder对象。那么接下来，AMS就是把这个IIntentReceiver接口对象传回来。

第3步，App处理广播
在这里插入图片描述

这个流程描述如下：

消息从AMS传到客户端，把AMS中的IIntentReceiver接口对象转为InnerReceiver对象，这就是receiver，这是一个AIDL跨进程通信。
然后在ReceiverDispatcher中封装一个Args对象（这是一个Runnable对象，要实现run方法），包括广播接收者所需要的所有信息，交给ActivtyThread来发送
接下来要走的路就是我们所熟悉的了，ActivtyThread把Args消息扔到H这个Hanlder中，向主线程消息队列发送消息。等到执行Args消息的时候，自然是执行Args的run方法。
在Args的run方法中，实例化一个Receiver对象，调用它的onReceiver方法。
最后，在Args的run方法中，随着Receiver的onReceiver方法调用结束，会通过AMN/AMP发送一个消息给AMS，告诉AMS，广播发送成功了。AMS得到通知后，就发送广播给下一个Receiver。

注意：InnerReceiver是IIntentReceiver的stub，是Binder对象的接收端。

广播的种类

Android广播按发送方式分类有三种：无序广播、有序广播（OrderedBroadcast）和粘性广播（StickyBroadcast）。

无序广播是最普通的广播。
有序广播区别于无序广播，就在于它可以指定优先级。

这两种receiver存在AMS不同的变量中，可以认为是两个receiver集合，发送不同类别的广播。

粘性广播是无序广播的一种。

粘性广播，我们平常见的不多，但我说一个场景你就明白了，那就是电池电量。当电量小于20%的时候，就会提示用户。
而获取电池的电量信息，就是通过广播来实现的。
但是一般的广播，发完就完了。我们需要有这样一种广播，发出后，还能一直存在，未来的注册者也能收到这个广播，这种广播就是粘性广播。

由于动态receiver只能在Activity的onCreate()方法调用时才能注册再接收广播，所以当程序没有运行就不能接受到广播；但是静态注册的则不依赖于程序是否处于运行状态。

ContentProvider 工作原理

1.CP怎么用

我们快速回顾一下在App中怎么使用CP。
在这里插入图片描述

定义CP的App1
在App1中定义一个CP的子类MyContentProvider，并在Manifest中声明，为此要在MyContentProvider中实现CP的增删改查四个方法：

在这里插入图片描述

使用CP的App2：
在App2访问App1中定义的CP，为此，要使用到ContentResolver，它也提供了增删改查4个方法，用于访问App1中定义的CP：

首先我们看一下ContentResolver的增删改查这4个方法的底层实现，其实都是和AMS通信，最终调用App1的CP的增删改查4个方法，后面我们会讲到这个流程是怎么样的。

其次，URI是CP的身份证，唯一标识。

我们在App1中为CP声明URI，也就是authorities的值为baobao，那么在App2中想使用它，就在ContentResolver的增删改查4个方法中指定URI，格式为：

uri = Uri.parse("content://baobao/");

接下来把两个App都进入debug模式，就可以从App2调试进入App1了，比如说，query操作。

2.CP的本质

各种数据源，有各种格式，比如短信、通信录，它们在SQLite中就是不同的数据表，但是对外界的使用者而言，就需要封装成统一的访问方式，比如说对于数据集合而言，必须要提供增删改查四个方法，于是我们在SQLite之上封装了一层，也就是CP。

3.匿名共享内存（ASM）

CP读取数据使用到了匿名共享内存，英文简称ASM，所以你看上面CP和AMS通信忙的不亦乐乎，其实下面别有一番风景。

关于ASM的概念，它其实也是个Binder通信，我画个图哦，你们就明白了：

在这里插入图片描述
这里的CursorWindow就是匿名共享内存。

这个流程，简单来说是这样的：

1）Client内部有一个CursorWindow对象，发送请求的时候，把这个CursorWindow类型的对象传过去，这个对象暂时为空。

2）Server收到请求，搜集数据，填充到这个CursorWindow对象。

3）Client读取内部的这个CursorWindow对象，获取到数据。

由此可见，这个CursorWindow对象，就是匿名共享内存，这是同一块匿名内存。

举个生活中的例子就是，你定牛奶，在你家门口放个箱子，送牛奶的人每天早上往这个箱子放一袋牛奶，你睡醒了去箱子里取牛奶。这个牛奶箱就是匿名共享内存。

4.CP与AMS的通信流程

还是拿App2想访问App1中定义的CP为例子。我们就看CP的insert方法。
在这里插入图片描述
上面这5行代码，包括了启动CP和执行CP方法两部分，分水岭在insert方法，insert方法的实现，前半部分仍然是在启动CP，当CP启动后获取到CP的代理对象，后半部分是通过代理对象，调用insert方法。