android Framework 中用到了哪些跨进程通信方式？

news/2024/4/27 5:26:02/文章来源:https://blog.csdn.net/ldxlz224/article/details/128107698

文章目录

- Linux 有哪些跨进程的通信方式？
- 管道
- 本地 Socket
- 共享内存
- 信号

Linux 有哪些跨进程的通信方式？

Binder 机制是Android基于Linux的一种独特的IPC机制。我们常用的AMS，PMS 等都是通过Binder机制来完成跨进程通信的，那么除了Binder ，Linux 还有其他跨进程通信的方式可以选择。在Android Framework中主要用到以下方式
```
  1. 管道2. Socket3. 共享内存4. 信号
```

管道

管道的特点：半双工的，单向。

管道描述符数据只能往一个方向，要么read要么write。如果向既可以读又可以写，则需要两个描述符才可以。Linux 基于这种情况提供了 pipe(fds) api，这个api可以生成一对描述符，一个用来写，一个用来读。
一般是在父子进程之间使用

无名管道一般是在父子进程之间使用。如果是有名管道，只要两个进程之间都知道名字就可以直接通信了。
管道的使用方式

#include<stdio.h>
#include<unistd.h>int main()
{
int n,fd[2];                         // 这里的fd是文件描述符的数组，用于创建管道做准备的
pid_t pid;
char line[100];
if(pipe(fd)<0)                     //   创建管道，生成描述符 fd[1] 是用来写的 fd[0] 是用来读的printf("pipe create error/n");if((pid=fork())<0)              //利用fork()创建新进程printf("fork error/n");else if(pid>0){                   //这里是父进程，先关闭管道的读出端，然后在管道的写端写入“hello world"close(fd[0]);write(fd[1],"hello word/n",11);
}
else{close(fd[1]);                 //这里是子进程，先关闭管道的写入端，然后在管道的读出端读出数据n= read(fd[0],line,100);write(STDOUT_FILENO,line,n);
}
exit(0);
}

Framework 中在Android 4.4 中 Looper 中使用到了管道，高版本更换了 eventfd 的方式。当有线程拿到写的描述符，往里写内容，那么读端就可以收到通知了。

Looper::Looper(bool allowNonCallbacks) :mAllowNonCallbacks(allowNonCallbacks), mSendingMessage(false),mResponseIndex(0), mNextMessageUptime(LLONG_MAX) {int wakeFds[2];// 通过pipe 生成两个描述符int result = pipe(wakeFds);LOG_ALWAYS_FATAL_IF(result != 0, "Could not create wake pipe.  errno=%d", errno);// 0 元素对应的是 读mWakeReadPipeFd = wakeFds[0];// 1 对应的是写 mWakeWritePipeFd = wakeFds[1];result = fcntl(mWakeReadPipeFd, F_SETFL, O_NONBLOCK);result = fcntl(mWakeWritePipeFd, F_SETFL, O_NONBLOCK);mIdling = false;// Allocate the epoll instance and register the wake pipe.mEpollFd = epoll_create(EPOLL_SIZE_HINT);struct epoll_event eventItem;memset(& eventItem, 0, sizeof(epoll_event)); // zero out unused members of data field unioneventItem.events = EPOLLIN;eventItem.data.fd = mWakeReadPipeFd;// 通过 epoll_ctl 注册事件监听result = epoll_ctl(mEpollFd, EPOLL_CTL_ADD, mWakeReadPipeFd, & eventItem);
}

epoll 是怎么监听读端事件的

int Looper::pollInner(int timeoutMillis) {// 。。。struct epoll_event eventItems[EPOLL_MAX_EVENTS];// epoll_wait 阻塞在这，当返回的时候 eventCount 代表有几个事件被触发了int eventCount = epoll_wait(mEpollFd, eventItems, EPOLL_MAX_EVENTS, timeoutMillis);// 然后依次处理for (int i = 0; i < eventCount; i++) {int fd = eventItems[i].data.fd;uint32_t epollEvents = eventItems[i].events;// 判断描述符 mWakeReadPipeFd ，如果是读描述符if (fd == mWakeReadPipeFd) {if (epollEvents & EPOLLIN) {// 从管道中读取数据awoken();} } else {// ... }}
}

往管道中写数据，通过 Looper 的 wake() 函数写

void Looper::wake() {
#if DEBUG_POLL_AND_WAKEALOGD("%p ~ wake", this);
#endifssize_t nWrite;do {// 通过写描述符写nWrite = write(mWakeWritePipeFd, "W", 1);} while (nWrite == -1 && errno == EINTR);if (nWrite != 1) {if (errno != EAGAIN) {ALOGW("Could not write wake signal, errno=%d", errno);}}
}

管道在进程内可以用，跨进程也可以用，可以和 epoll 相结合监听读写事件，一般用在数据量不大的跨进程通信中使用。

本地 Socket

Socket 特点

  全双工，既可以读也可以写两个进程之间可以无亲缘关系

Android Framework 中在 Zygote 中，通过 Socket 来接收 AMS 请求，启动应用进程。在 ZygoteInit 的入口函数中

public static void main(String argv[]) {// 注册 Zygote 的 socket 监听接口，用来接收启动应用程序的消息zygoteServer.registerServerSocketFromEnv(socketName);// 通过调用 runSelectLoop 进入监听和接收消息的环节 里面有一个 while (true) caller = zygoteServer.runSelectLoop(abiList);
}

Runnable runSelectLoop(String abiList)  处理和返回Socket数据

Runnable runSelectLoop(String abiList) {while (true) {StructPollfd[] pollFds = new StructPollfd[fds.size()];// 。。。try {//	 用来检测有没有事件发生Os.poll(pollFds, -1);} catch (ErrnoException ex) {throw new RuntimeException("poll failed", ex);}if (i == 0) {// 处理新来的连接} else {// 处理发过来的数据}}}

共享内存

共享内存的特点

  1. 很快，不需要多次拷贝。上面提到的管道和Socket数据量太大会很糟，因为会拷贝两次数据。共享内存拿到文件描述符后，把它同时交给两个进程，就可以进行通信了。2. 进程之间也不用存在亲缘关系

具体匿名共享内存看之前的文章

匿名共享内存 ashmem
跨进程通信–共享内存（ashmem）实例

信号

特点

  1. 单向发送：不关心发出去之后的事2. 只能带一个信号，不能带别的参数3. 知道进程 pid 就可以发信号了，而且可以群发信号

哪里用到了信号？看下面的代码，大多数人都见过，一般我们安装或者重启应用的时候可能先kill掉自己。

android.os.Process.killProcess(android.os.Process.myPid())

killProcess 中就发送了一个信号

	public static final native void sendSignal(int pid, int signal);public static final void killProcess(int pid) {sendSignal(pid, SIGNAL_KILL);}

static void SetSigChldHandler() {struct sigaction sa;memset(&sa, 0, sizeof(sa)); //对sa地址内容进行清零操作sa.sa_handler = SigChldHandler;// zygote 关注的SIGCHLD信号，如果进程杀死了好及时回收资源int err = sigaction(SIGCHLD, &sa, NULL);
}