Android IPC | Android多进程模式

前言

关于Android的进程间通信（即IPC）有很多种方式，比如我们常用的AIDL、Socket等，而其中最重要而且最需要掌握的就是AIDL的使用和原理，简单来说它是通过Binder实现的。

关于Binder的知识点非常多，当我们阅读一些系统源码时，如果不了解Binder的话，就难以读懂不同进程之间的合作和通信，可以说是Binder实现的IPC方式是整个Android系统不同进程通信的核心。

Android IPC 简介

IPC就是Inter-Process Communication的缩写，含义为进程间通信或者跨进程通信，何为通信也就是俩个进程之间进行数据交换的过程。

进程和线程

既然说到跨进程通信，那什么是进程，进程和线程是完全不同的概念。按照操作系统的描述，线程是CPU调度的最小单元，同时线程是一种有限的系统资源。

这里或许有刚入门的同学不理解什么是CPU调度的最小单元这句话，我们直接看一张图：

由于CPU数量有限且运行速度非常快，所以可以多个线程同时给一个CPU来执行，由于不断的切换，看起来线程就跟一直在运行一样。

而进程一般指的是一个执行单元，比如在PC和移动设备中，一般指的就是一个应用。而且一个进程可以包含多个线程，所以进程和线程是包含与被包含的关系。

Android IPC方式

当然不仅仅是Android系统，任何一个系统都需要相应的IPC机制。比如Windows上可以通过剪贴板、管道等来实现进程间通信；而Linux可以通过管道、信号量来实现进程间通信，可以看到不同的系统有不同的IPC方式。

而Android系统作为基于Linux内核的操作系统，它的通信方式并没有完全继承Linux，而是创建了一个特殊的通信方式：Binder，通过Binder可以轻松实现通信；关于Binder的内容，后面文章会花很大篇幅仔细介绍，除了Binder就还有Socket也可以实现任意俩个终端之间的通信。

多进程的优势

在Android中需要IPC有俩种情况，一种是多个APP之间通信，这种需求场景在定制系统中比较多，比如车机、电视、手机系统，经常就有Launcher应用需要得到其他应用比如导航、音乐应用的信息并且展示出来；

还有一种就是一个APP也可以开启多进程，而这种在比较大型的APP中使用的非常多，比如下图：

这里发现QQ、微信、知乎等都有多个进程在运行，那为什么一个APP要设置多进程呢，大概有如下几个原因：

突破进程内存限制。Android系统会为每个应用分配一定的内存，但是有些功能十分消耗内存，比如查看图片这种功能，这时为了防止该功能导致应用内存过多导致OOM，可以把该功能单独拎出来，在单独进程中进行，这样就可以获取双份内存，突破了单一应用的内存限制。
功能稳定性，独立的通信进程保持长连接的稳定性。比如各个手机应用的推送功能，一般都会单独开启一个进程，来保证其稳定性。
避免内存泄漏。这里比较常见的做法就是把WebView单独放到一个进程中给隔离起来，避免WebView发生内存泄漏导致APP主进程内存泄漏。
隔离风险。对于不稳定的功能可以放入独立进程，这样可以避免不稳定的功能发生崩溃导致主APP也崩溃。

Android 多进程模式

对于多个APP而言，之间的数据天生就是不共享的，因为进程隔离。而对于单一APP来说，开启多进程的方式也只有一个，而且非常方便。

开启多进程

应用开启多进程的方法有且仅有一个就是在Manifest中设置四大组件的process属性即可，如下所示：

<activity    android:name=".ThirdActivity"    android:exported="false"    android:process="com.zyh.ipc.process2"    /><activity    android:name=".SecondActivity"    android:exported="false"    android:process=":process1"    />

其中对SecondActivity设置的process值为":process1"，而对ThirdActivity设置的值是全名，上述APP在设置后，运行结果如下：

可以发现这里多了俩个进程信息。

这里可以注意到设置process的方式是不一样的，其中以:process1设置的进程属于当前应用的私有进程，其他应用组件不可以和它跑在一个进程中；而以全包名的方式设置进程，则是属于全局进程，其他应用通过ShareUID的方式可以和它跑在同一个进程中。

多进程的限制

虽然开启多进程方式非常简单，但是一旦开启了多进程就会出现一系列问题，大概有如下几个方面：

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

这是因为在Android系统中，会为每一个进程都分配一个虚拟机，所以当A、B俩个Activity运行在不同的进程中时，虽然都可以访问同一个类的静态变量，但是访问的却是类的副本，所以会导致静态成员和单例完全失效。

既然单例和成员变量都会失效，那同步机制中的锁也会不可靠，而且还会导致Application会创建多次。

总结

本篇文章主要介绍了一些IPC的基本概念，其实对于有Android系统开发或者厂商应用开发的开发者来说，IPC可是很重要的知识。

虽然单应用使用多进程有诸多好处，但是也有很多问题，所以后续文章会深入剖析各种IPC方式的原理，让我们攻克这部分难点。

笔者水平有限，如有问题，欢迎大家评论指正。

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