Android应用进程间数据共享的几种方式——IPC
Android应用进程间数据共享的几种方式——IPC
Android应用进程间数据共享（IPC）是Android开发中的重要技术，本文系统地介绍了Bundle、文件共享、Messenger、AIDL、ContentProvider、Socket和Binder连接池等多种IPC方式，并对每种方式的实现原理、使用场景和优缺点进行了详细的说明。
一、Bundle
四大组件中的三大组件（Activity、Service、Receiver）都是支持在Intent中传递Bundle数据的，由于Bundle实现了Parcelable接口，所以它可以方便地在不同的进程间传输，这是一种最简单的进程间通信方式。
二、文件共享
文件共享方式适合在对数据同步要求不高的进程之间进行通信，并且要妥善处理并发读/写的问题。
当然，SharedPreferences是个特例，众所周知，SharedPreferences是Android中提供的轻量级存储方案，它通过键值对的方式来存储数据，在底层实现上它采用XML文件来存储键值对，每个应用的SharedPreferences文件都可以在当前包所在的data目录下查看到。一般来说，它的目录位于/data/data/package name/shared_prefs目录下，其中package name表示的是当前应用的包名。
从本质上来说，SharedPreferences也属于文件的一种，但是由于系统对它的读/写有一定的缓存策略，即在内存中会有一份SharedPreferences文件的缓存，因此在多进程模式下，系统对它的读/写就变得不可靠，当面对高并发的读/写访问， Sharedpreferences有很大几率会丢失数据，
因此，不建议在进程间通信中使用SharedPreferences。
三、Messenger信使
Messenger可以翻译为信使，顾名思义，通过它可以在不同进程中传递Message对象，在Message中放入我们需要传递的数据，就可以轻松地实现数据的进程间传递了。
Messenger是一种轻量级的IPC方案，它的底层实现是AIDL，从构造方法的实现上我们可以明显看出AIDL的痕迹，不管是IMessenger还是Stub.asInterface，这种使用方法都表明它的底层是AIDL。
实现一个Messenger有如下几个步骤，分为服务端和客户端：
- 服务端进程
首先，我们需要在服务端创建一个Service来处理客户端的连接请求，同时创建一个Handler并通过它来创建一个Messenger对象，然后在Service的onBind中返回这个Messenger对象底层的Binder即可。
- 客户端进程
客户端进程中，首先要绑定服务端的Service，绑定成功后用服务端返回的IBinder对象创建一个Messenger，通过这个Messenger就可以向服务端发送消息了，发消息类型为Message对象。如果需要服务端能够回应客户端，就和服务端一样，我们还需要创建一个Handler并创建一个新的Messenger，并把这个Messenger对象通过Message的replyTo参数传递给服务端，服务端通过这个replyTo参数就可以回应客户端。
四、AIDL
Messenger是以串行的方式处理客户端发来的消息，如果大量的消息同时发送到服务端，服务端仍然只能一个个处理，如果有大量的并发请求，那么用Messenger就不太合适了。同时，Messenger的作用主要是为了传递消息，很多时候我们可能需要跨进程调用服务端的方法，这种情形用Messenger就无法做到了，但是我们可以使用AIDL来实现跨进程的方法调用。
AIDL也是Messenger的底层实现，因此Messenger本质上也是AIDL，只不过系统为我们做了封装从而方便上层的调用而已。
服务端服务端首先要创建一个Service用来监听客户端的连接请求，然后创建一个AIDL文件，将暴露给客户端的接口在这个AIDL文件中声明，最后在Service中实现这个AIDL接口即可。
客户端客户端所要做事情就稍微简单一些，首先需要绑定服务端的Service，绑定成功后，将服务端返回的Binder对象转成AIDL接口所属的类型，接着就可以调用AIDL中的方法了。
在AIDL文件中，并不是所有的数据类型都是可以使用的，AIDL文件支持数据类型有：
- 基本数据类型（int、long、char、boolean、double等）；
- String和CharSequence；
- List：只支持ArrayList，里面每个元素都必须能够被AIDL支持；
- Map：只支持HashMap，里面的每个元素都必须被AIDL支持，包括key和value；
- Parcelable：所有实现了Parcelable接口的对象；
- AIDL：所有的AIDL接口本身也可以在AIDL文件中使用。
以上6种数据类型就是AIDL所支持的所有类型，其中自定义的Parcelable对象和AIDL对象必须要显式import进来，不管它们是否和当前的AIDL文件位于同一个包内。
另外一个需要注意的地方是，如果AIDL文件中用到了自定义的Parcelable对象，那么必须新建一个和它同名的AIDL文件，并在其中声明它为Parcelable类型。
为了方便AIDL的开发，建议把所有和AIDL相关的类和文件全部放入同一个包中，这样做的好处是，当客户端是另外一个应用时，我们可以直接把整个包复制到客户端工程中，对于本例来说，就是要把com.ryg.chapter_2.aidl这个包和包中的文件原封不动地复制到客户端中。如果AIDL相关的文件位于不同的包中时，那么就需要把这些包一一复制到客户端工程中，这样操作起来比较麻烦而且也容易出错。需要注意的是，AIDL的包结构在服务端和客户端要保持一致，否则运行会出错，这是因为客户端需要反序列化服务端中和AIDL接口相关的所有类，如果类的完整路径不一样的话，就无法成功反序列化，程序也就无法正常运行。
五、ContentProvider
ContentProvider是Android中提供的专门用于不同应用间进行数据共享的方式，从这一点来看，它天生就适合进程间通信。和Messenger一样，ContentProvider的底层实现同样也是Binder，由此可见，Binder在Android系统中是何等的重要。虽然ContentProvider的底层实现是Binder，但是它的使用过程要比AIDL简单许多，这是因为系统已经为我们做了封装，使得我们无须关心底层细节即可轻松实现IPC。
六、Socket
Socket也称为“套接字”，是网络通信中的概念，它分为流式套接字和用户数据报套接字两种，分别对应于网络的传输控制层中的TCP和UDP协议。
TCP协议是面向连接的协议，提供稳定的双向通信功能，TCP连接的建立需要经过“三次握手”才能完成，为了提供稳定的数据传输功能，其本身提供了超时重传机制，因此具有很高的稳定性；
而UDP是无连接的，提供不稳定的单向通信功能，当然UDP也可以实现双向通信功能。在性能上，UDP具有更好的效率，其缺点是不保证数据一定能够正确传输，尤其是在网络拥塞的情况下。
七、Binder连接池
AIDL是一种最常用的进程间通信方式，是日常开发中涉及进程间通信时的首选。
随着AIDL数量的增加，我们不能无限制地增加Service,Service是四大组件之一，本身就是一种系统资源。而且太多的Service会使得我们的应用看起来很重量级，因为正在运行的Service可以在应用详情页看到，当我们的应用详情显示有10个服务正在运行时，这看起来并不是什么好事。针对上述问题，我们需要减少Service的数量，将所有的AIDL放在同一个Service中去管理。
Binder连接池的主要作用就是将每个业务模块的Binder请求统一转发到远程Service中去执行，从而避免了重复创建Service的过程，它的工作原理如图2-10所示:
BinderPool能够极大地提高AIDL的开发效率，并且可以避免大量的Service创建，因此，建议在AIDL开发工作中引入BinderPool机制.
八、总结
本文详细介绍了Android应用进程间数据共享的多种方式，包括Bundle、文件共享、Messenger、AIDL、ContentProvider、Socket和Binder连接池等。每种方式都有其适用场景和优缺点，开发者可以根据具体需求选择合适的方式进行进程间通信。