A. android廣播阻塞、延遲問題
最近項目中,多次碰到app研發人員反饋廣播從發送到接收器接收,間隔時間太長,要求系統進行優化,特別是開機階段。對此,專門閱讀了一下廣播從發送到接收這個流程的源碼,以徹底搞明白怎樣讓自己發送的廣播盡快到達接收器。
涉及到的源碼類不多,主要就是ActivityManagerService.java 和 BroadcastQueue.java。發送廣播進程調用發送介面,通過IPC到達AMS,AMS根據Intent是否配置Intent.FLAG_RECEIVER_FOREGROUND,選擇當前廣播加入前台廣播隊列還是後台廣播隊列。根據當前廣播是否有序,將廣播加入廣播隊列的串列列表還是並行列表。廣播隊列和廣播隊列中的廣播列表是影響廣播接收時間的主要因素。
BroadcastQueue廣播隊列,負責將廣播發送給廣播接收器。AMS中有兩個成員變數,
BroadcastQueue mFgBroadcastQueue;//前台廣播隊列
BroadcastQueue mBgBroadcastQueue;//後台廣播隊列
前台廣播隊列和後台廣播隊列的區別有兩處:1 超時時間,前台10s,後台60s. 2 是否延遲廣播等待前一個廣播進程完成。這兩個區別已經說明前台廣播對廣播接收器要求更高,響應時間更短,如果廣播要排隊,時間上前台廣播更短。同時系統默認使用後台廣播隊列,所以前台廣播隊列處理的廣播要少,避免了可能的大量廣播排隊情況。
廣播隊列中的列表
//存放無序並發送給動態廣播接收器的廣播任務
final ArrayList<BroadcastRecord> mParallelBroadcasts = new ArrayList<BroadcastRecord>();
//存放無序發送給靜態廣播接收器的廣播任務或者存放有序廣播任務
final ArrayList<BroadcastRecord> mOrderedBroadcasts = new ArrayList<BroadcastRecord>();
mParallelBroadcasts 此列表中存放的是無序廣播動態廣播接收器任務,廣播隊列會在處理任務時通過嵌套循環,把每個廣播通過ipc發送到關注它的所有進程。所有無序廣播+動態廣播接收器,廣播不需要排隊。這種情況是最快能讓廣播到達目標進程的方式。
mOrderedBroadcasts存放的廣播任務特點:廣播有序,或者廣播接收器是靜態注冊的。此種類型的廣播全部要在mOrderedBroadcasts中排隊,廣播之間按時間先後,同一個廣播不同廣播接收器按優先順序。mOrderedBroadcasts存放的廣播必須等一個廣播任務處理完畢才能處理下一個,中間可能包含進程的啟動等。
由此可見,廣播最快的情況是前台廣播、無序廣播、動態注冊廣播接收器。最糟糕的情況是:後台廣播、有序或靜態注冊廣播接收器、廣播接收器優先順序低。如果一個應用只是簡單的靠注冊一個靜態廣播接收器拉起進程,對應的正是最糟糕的情況。如果又發生在開機階段,自然延遲嚴重。
如果必須注冊靜態廣播接收器,縮短時間的辦法為:配置Intent.FLAG_RECEIVER_FOREGROUND,加入前台廣播隊列,設置廣播優先順序
源碼:
廣播發送:Context .sendBroadcast ->ActivityManagerNative.broadcastIntent->ActivityManagerService.broadcastIntent->ActivityManagerService.broadcastIntentLocked.到此階段,跟發送廣播的進程通信結束。此階段AMS完成的工作主要是根據Intent查找該廣播對應的動態廣播接收器、靜態廣播接收器、以此發送該廣播使用的廣播隊列。
private final int broadcastIntentLocked(
......//許可權檢查
......//特殊系統廣播進行必要處理
if (sticky) {//粘性廣播處理
......
//查找靜態注冊的接收器
receivers = collectReceiverComponents(intent, resolvedType, users);
if (intent.getComponent() == null) {
// 查找動態廣播接收器
registeredReceivers = mReceiverResolver.queryIntent(intent,
resolvedType, false, userId);
}
//動態廣播接收器
int NR = registeredReceivers != null ? registeredReceivers.size() : 0;
if (!ordered && NR > 0) {
//確定隊列
final BroadcastQueue queue = broadcastQueueForIntent(intent);
//創建廣播任務BroadcastRecord
BroadcastRecord r = new BroadcastRecord(queue, intent, callerApp,
callerPackage, callingPid, callingUid, resolvedType, requiredPermission,
appOp, registeredReceivers, resultTo, resultCode, resultData, map,
ordered, sticky, false, userId);
......
//廣播任務加入並行列表中
queue.(r);
//啟動非同步發送廣播任務
queue.scheleBroadcastsLocked();
registeredReceivers = null;
NR = 0;
......
while (it < NT && ir < NR) {
......
//根據優先順序排序
if (curt == null) {
curt = (ResolveInfo)receivers.get(it);
}
if (curr == null) {
curr = registeredReceivers.get(ir);
}
if (curr.getPriority() >= curt.priority) {
// Insert this broadcast record into the final list.
receivers.add(it, curr);
//獲取廣播隊列
BroadcastQueue queue = broadcastQueueForIntent(intent);
//創建廣播任務
BroadcastRecord r = new BroadcastRecord(queue, intent, callerApp,
callerPackage, callingPid, callingUid, resolvedType,
requiredPermission, appOp, receivers, resultTo, resultCode,
resultData, map, ordered, sticky, false, userId);
//加入到廣播隊列串列列表中
queue.enqueueOrderedBroadcastLocked(r);
//啟動非同步發送任務
queue.scheleBroadcastsLocked();
廣播隊列處理廣播:
final void processNextBroadcast(boolean fromMsg) {
......
//並行列表,遍歷廣播任務
while (mParallelBroadcasts.size() > 0) {
final int N = r.receivers.size();
//遍歷接收器
for (int i=0; i<N; i++) {
//IPC調用發送給目標進程
(r, (BroadcastFilter)target, false);
}
}
//有串列廣播任務正在執行
if (mPendingBroadcast != null) {
//接收廣播的目標進程正常
if (!isDead) {
// It's still alive, so keep waiting 繼續等待目前進程反饋
return;
}
}
//取出第一個廣播
r = mOrderedBroadcasts.get(0);//判斷是否超時,
if ((numReceivers > 0) &&
(now > r.dispatchTime + (2*mTimeoutPeriod*numReceivers))) {
//廣播超時
broadcastTimeoutLocked(false);//超時處理,終止當前廣播,啟動下一個任務。
}
if (r.receivers == null || r.nextReceiver >= numReceivers
|| r.resultAbort || forceReceive) {
//所有廣播任務執行完畢
}
int recIdx = r.nextReceiver++;//下一個廣播接收器
r.dispatchTime = r.receiverTime;//設置派發時間
setBroadcastTimeoutLocked(timeoutTime);//啟動超時計時
if (nextReceiver instanceof BroadcastFilter){//動態廣播接收器
(r, filter, r.ordered);//發送
return;
}
.//靜態廣播
ResolveInfo info =
(ResolveInfo)nextReceiver;
......
//檢查進程是否已啟動
ProcessRecord app = mService.getProcessRecordLocked(targetProcess,
info.activityInfo.applicationInfo.uid, false);
if (app != null && app.thread != null) { /進程啟動
processCurBroadcastLocked(r, app);//發送靜態廣播
return;
}
if ((r.curApp=mService.startProcessLocked(targetProcess,//啟動進程
info.activityInfo.applicationInfo, true,
r.intent.getFlags() | Intent.FLAG_FROM_BACKGROUND,
"broadcast", r.curComponent,
(r.intent.getFlags()&Intent.FLAG_RECEIVER_BOOT_UPGRADE) != 0, false, false))
== null) {
//進程啟動失敗
}
//標志正在發送的串列廣播
mPendingBroadcast = r;
mPendingBroadcastRecvIndex = recIdx;//正在發送的廣播任務對應的接收器索引
}
B. 怎麼確定android系統廣播是否有序
可以試下:Bundle bundle = getResultExtras(true)),看能拿到數據不,能拿到,證明是有序廣播,拿不到是普通廣播。
對於有序廣播,前面的接收者可以將數據通過setResultExtras(Bundle)方法存放進結果對象,然後傳給下一個接收者。但有可能前面沒有存,那就不好判斷了。
C. Android系統廣播(Broadcast)注冊,發送,接收流程解析
以下廣播簡稱Broadcast
是Android四大組件之一,在四大組件的另外兩個組件 和 擁有發送和接收廣播的能力。Android 是在 進程間通信機制的基礎上實現的,內部基於消息發布和訂閱的事件驅動模型,廣播發送者負責發送消息,廣播接收者需要先訂閱消息,然後才能收到消息。 進程間通信與 的區別在於:
有三種類型
存在一個注冊中心,也可以說是一個調度中心,即 。廣播接收者將自己注冊到 中,並指定要接收的廣播類型;廣播發送者發送廣播時,發送的廣播首先會發送到 , 根據廣播的類型找到對應的 ,找到後邊將廣播發送給其處理。
這里以普通廣播為例子, 接收者有兩種注冊方式,一種是 ,一種是 :
(廣播的發送分為 兩種,這里針對有序的廣播) 中的android:priority=""和 中的IntentFilter.setPriority(int)可以用來設置廣播接收者的優先順序,默認都是0 , 范圍是[-1000, 1000],值越大優先順序越高,優先順序越高越早收到。
在相同優先順序接收同個類型廣播時, 的廣播接收器比 的廣播接收者更快的接收到對應的廣播,這個之後會進行分析。
註:以下源碼基於rk3399_instry Android7.1.2
的流程可分為 , 和 三個部分,這里依次分析下
在Android系統的 機制中,前面提到, 作為一個注冊和調度中心負責注冊和轉發 。所以 的注冊過程就是把它注冊到 的過程。
這里我們分析 廣播的過程, 和 有一個共同的父類 ,所以它們對應的注冊過程其實是調用 ,接下來我們按照流程逐步分析調用流程的源碼。
frameworks/base/core/java/android/content/ContextWrapper.java
在之前的 Android應用程序啟動入口ActivityThread.main流程分析 分析過,在我們啟動 Activity 時會創建一個 對象,然後通過 傳給我們啟動的 ,其內部就會將該對象賦值給 ; 的 方法也是類似的賦值流程,這里放個簡易的源碼應該更好理解
可以看到最後都會將生成的 對象賦值給對應的
對象。接下來繼續分析 , 即 函數。
/frameworks/base/core/java/android/app/ContextImpl.java
這里我們首先看下如何將廣播接收者 封裝成一個 介面的 本地對象
/frameworks/base/core/java/android/app/LoadedApk.java
每一個注冊過廣播接收者的 或 組件在<font color='Crimson'> LoadedApk </font>類中都有個對應的 對象,該對象負責將 與 組件關聯起來。這些對象,以關聯的 作為關鍵字保存在一個 中。之後對應的 又以 的 作為關鍵字保存在 的成員變數 對象中。最後通過 對應的 方法獲得其 介面的 本地對象。之後再回到 注冊方法內,將 對象發給 進行注冊。
/frameworks/base/core/java/android/app/ActivityManagerNative.java
/frameworks/base/services/core/java/com/android/server/am/ActivityManagerService.java
在的 或 注冊一個 時,並不是將其注冊到<font color='OrangeRed'>AMS</font>中,而是將與它關聯的<font color='OrangeRed'>InnerReceiver</font>對象注冊到<font color='OrangeRed'>AMS</font>中,當<font color='OrangeRed'>AMS</font>接收到廣播時,會根據 在內部找到對應的<font color='OrangeRed'>InnerReceiver</font>對象,然後在通過這個對象將這個廣播發送給對應的 處理。
注冊過程這邊畫了一個簡單的流程圖:
<font color='OrangeRed'>Broadcast</font>的發送過程可簡單描述為以下幾個過程:
frameworks/base/core/java/android/content/ContextWrapper.java
/frameworks/base/core/java/android/app/ContextImpl.java
/frameworks/base/core/java/android/app/ActivityManagerNative.java
/frameworks/base/services/core/java/com/android/server/am/ActivityManagerService.java
D. 22 AndroidBroadcast廣播機制
廣播(Broadcast)機制用於進程/線程間通信,廣播分為廣播發送和廣播接收兩個過程,其中廣播接收者BroadcastReceiver便是Android四大組件之一。
BroadcastReceiver分為兩類:
從廣播發送方式可分為三類:
廣播在系統中以BroadcastRecord對象來記錄, 該對象有幾個時間相關的成員變數.
廣播注冊,對於應用開發來說,往往是在Activity/Service中調用 registerReceiver() 方法,而Activity或Service都間接繼承於Context抽象類,真正幹活是交給ContextImpl類。另外調用getOuterContext()可獲取最外層的調用者Activity或Service。
[ContextImpl.java]
其中broadcastPermission擁有廣播的許可權控制,scheler用於指定接收到廣播時onRecive執行線程,當scheler=null則默認代表在主線程中執行,這也是最常見的用法
[ContextImpl.java]
ActivityManagerNative.getDefault()返回的是ActivityManagerProxy對象,簡稱AMP.
該方法中參數有mMainThread.getApplicationThread()返回的是ApplicationThread,這是Binder的Bn端,用於system_server進程與該進程的通信。
[-> LoadedApk.java]
不妨令 以BroadcastReceiver(廣播接收者)為key,LoadedApk.ReceiverDispatcher(分發者)為value的ArrayMap 記為 A 。此處 mReceivers 是一個以 Context 為key,以 A 為value的ArrayMap。對於ReceiverDispatcher(廣播分發者),當不存在時則創建一個。
此處mActivityThread便是前面傳遞過來的當前主線程的Handler.
ReceiverDispatcher(廣播分發者)有一個內部類 InnerReceiver ,該類繼承於 IIntentReceiver.Stub 。顯然,這是一個Binder服務端,廣播分發者通過rd.getIIntentReceiver()可獲取該Binder服務端對象 InnerReceiver ,用於Binder IPC通信。
[-> ActivityManagerNative.java]
這里有兩個Binder服務端對象 caller 和 receiver ,都代表執行注冊廣播動作所在的進程. AMP通過Binder驅動將這些信息發送給system_server進程中的AMS對象,接下來進入AMS.registerReceiver。
[-> ActivityManagerService.java]
其中 mRegisteredReceivers 記錄著所有已注冊的廣播,以receiver IBinder為key, ReceiverList為value為HashMap。
在BroadcastQueue中有兩個廣播隊列mParallelBroadcasts,mOrderedBroadcasts,數據類型都為ArrayList<broadcastrecord style="box-sizing: border-box;">:</broadcastrecord>
mLruProcesses數據類型為 ArrayList<ProcessRecord> ,而ProcessRecord對象有一個IApplicationThread欄位,根據該欄位查找出滿足條件的ProcessRecord對象。
該方法用於匹配發起的Intent數據是否匹配成功,匹配項共有4項action, type, data, category,任何一項匹配不成功都會失敗。
broadcastQueueForIntent(Intent intent)通過判斷intent.getFlags()是否包含FLAG_RECEIVER_FOREGROUND 來決定是前台或後台廣播,進而返回相應的廣播隊列mFgBroadcastQueue或者mBgBroadcastQueue。
注冊廣播:
另外,當注冊的是Sticky廣播:
廣播注冊完, 另一個操作便是在廣播發送過程.
發送廣播是在Activity或Service中調用 sendBroadcast() 方法,而Activity或Service都間接繼承於Context抽象類,真正幹活是交給ContextImpl類。
[ContextImpl.java]
[-> ActivityManagerNative.java]
[-> ActivityManagerService.java]
broadcastIntent()方法有兩個布爾參數serialized和sticky來共同決定是普通廣播,有序廣播,還是Sticky廣播,參數如下:
broadcastIntentLocked方法比較長,這里劃分為8個部分來分別說明。
這個過程最重要的工作是:
BroadcastReceiver還有其他flag,位於Intent.java常量:
主要功能:
這個過主要處於系統相關的10類廣播,這里不就展開講解了.
這個過程主要是將sticky廣播增加到list,並放入mStickyBroadcasts裡面。
其他說明:
AMS.collectReceiverComponents :
廣播隊列中有一個成員變數 mParallelBroadcasts ,類型為ArrayList<broadcastrecord style="box-sizing: border-box;">,記錄著所有的並行廣播。</broadcastrecord>
動態注冊的registeredReceivers,全部合並都receivers,再統一按串列方式處理。
廣播隊列中有一個成員變數 mOrderedBroadcasts ,類型為ArrayList<broadcastrecord style="box-sizing: border-box;">,記錄著所有的有序廣播。</broadcastrecord>
發送廣播過程:
處理方式:
可見不管哪種廣播方式,都是通過broadcastQueueForIntent()來根據intent的flag來判斷前台隊列或者後台隊列,然後再調用對應廣播隊列的scheleBroadcastsLocked方法來處理廣播;
在發送廣播過程中會執行 scheleBroadcastsLocked 方法來處理相關的廣播
[-> BroadcastQueue.java]
在BroadcastQueue對象創建時,mHandler=new BroadcastHandler(handler.getLooper());那麼此處交由mHandler的handleMessage來處理:
由此可見BroadcastHandler採用的是」ActivityManager」線程的Looper
[-> BroadcastQueue.java]
此處mService為AMS,整個流程還是比較長的,全程持有AMS鎖,所以廣播效率低的情況下,直接會嚴重影響這個手機的性能與流暢度,這里應該考慮細化同步鎖的粒度。
E. android 如何自定義常駐廣播
Android廣播機制指的是,在一個應用程序運行的時候可以自定義一個消息類型,讓相應的接收器去處理這個消息或者是系統消息,比如來電話了、來簡訊了、手機沒電了等等系統發送的消息。系統發送的消息也可以通過廣播的方式通知給應用程序,這樣子就避免了新開一個Thread去監聽系統或其他應用發送過來的消息的狀態。
Android廣播的分類:
1、 普通廣播:這種廣播可以依次傳遞給各個處理器去處理
2、 有序廣播:這種廣播在處理器端的處理順序是按照處理器的不同優先順序來區分的,高優先順序的處理器會優先截獲這個消息,並且可以將這個消息刪除
3、 粘性消息:粘性消息在發送後就一直存在於系統的消息容器裡面,等待對應的處理器去處理,如果暫時沒有處理器處理這個消息則一直在消息容器裡面處於等待狀態。
注意:普通廣播和粘性消息不同被截獲,而有序廣播是可以被截獲的
處理器的注冊:
1、 在代碼中用函數代碼動態的方式注冊。動態注冊的處理器必須用代碼動態的銷毀,每次用來處理消息的就一個實例對象
2、 在配置文件裡面靜態注冊,靜態注冊有個特點,那就是一旦注冊就會一直存在於系統裡面,無論應用是否關閉或開關機。(簡直就是一個流氓軟體病毒啊~)。靜態注冊每次有處理消息就由系統new一個處理器處理,並銷毀
下面具體看看Android廣播消息的發送、注冊、處理過程:
① 自定義處理器類:
public class MyBroadcastReceiver4 extends BroadcastReceiver {
public MyBroadcastReceiver4() {
System.out.println("創建了一個由registerReceiver()注冊的廣播接收器");
}
@Override
public void onReceive(Context context, Intent intent) {
String action = intent.getAction();
System.out.println("MyBroadcastReceiver4收到了一個" + action + "消息");
if (isOrderedBroadcast()) {
System.out.println("這是一個有序廣播,已經被攔截了。");
this.abortBroadcast();
} else {
System.out.println("這不是一個有序廣播");
}
Bundle bundle = intent.getExtras();
if (bundle != null) {
System.out.println("該消息攜帶的數據如下:");
// 獲得bundle的一個key的集合
Set set = bundle.keySet();
// 獲得上述集合的迭代器
Iterator iterator = set.iterator();
// 用迭代器遍歷集合
while (iterator.hasNext()) {
// 取得集合中的一個內容
String str = (String) iterator.next();
// 取得Bundle中的內容
System.out.println(str + "--->" + bundle.get(str));
}
} else {
System.out.println("該消息沒有攜帶數據");
}
Toast toast = Toast.makeText(context, "MyBroadcastReceiver4收到了一個"
+ action + "消息", Toast.LENGTH_LONG);
toast.show();
//將這個消息截獲(從消息容器移除)這樣其他處理器就沒法接收到這個消息
this.abortBroadcast();
}
}
② 發送廣播消息
⑴、 發送普通廣播:
// 發送一個普通消息
Intent intent = new Intent(); intent.setAction("asdfasdf");
Android_09_10Activity.this.sendBroadcast(intent);
⑵、 發送有序廣播:
// 發送一個有序消息
Intent intent = new Intent();
intent.setAction("asdfasdf"); Android_09_10Activity.this.sendOrderedBroadcast(intent,
null);
⑶、 發送粘性廣播:
// 發送一個粘性消息
Intent intent = new Intent();
intent.setAction("qwerqwer"); Android_09_10Activity.this.sendStickyBroadcast(intent);
③ 注冊廣播接收器
⑴動態注冊:
// 注冊一個廣播接收器
IntentFilter intentFilter = new IntentFilter("asdfasdf");
intentFilter.setPriority(0);
Android_09_10Activity.this.registerReceiver(mbr2,
intentFilter);
⑵靜態注冊:
<receiver android:name=".MyBroadcastReceiver4" >
<intent-filter android:priority="1000" >
<action android:name="android.intent.action.WALLPAPER_CHANGED" />
<action android:name="android.provider.Telephony.SMS_RECEIVED" />
<action android:name="android.intent.action.PHONE_STATE" />
<action android:name="android.intent.action.PACKAGE_REMOVED" />
//這一句比較特殊,是上面那個廣播消息特有的
<data android:scheme="package" />
<category android:name="android.intent.category.DEFAULT" />
</intent-filter>
</receiver>
想發送粘性消息的時候必須在配置文件裡面獲取許可權:
<uses-permission android:name="android.permission.BROADCAST_STICKY" />
想用自定義處理器對系統廣播進行處理的話也必須在注冊文件裡面申明獲取許可權,比如:
<uses-permission android:name="android.permission.RECEIVE_SMS" />
<uses-permission android:name="android.permission.READ_PHONE_STATE" />
F. 12、注冊廣播有幾種方式,這些方式有何優缺點請談談Android引入廣播機制的用意。
注冊廣播的分類:靜態注冊和動態注冊。
靜態注冊:在清單文件里直接注冊,從app開啟到app銷毀,一直在接收廣播,接收廣播時間長,但是接收廣播的優先順序低於動態注冊廣播。
動態注冊:動態注冊,動態銷毀,從onCreate到取消注冊,期間接收廣播,接收廣播時間是短且可控,接收廣播的優先順序高。例如:
發送廣播:
Intent i = new Intent();
i.setAction("ACTION_CLOSE");
sendBroadcast(i);
接受廣播:
onCreate(){
//注冊廣播的接受者
IntentFilter filter = new IntentFilter();
filter.addAction("ACTION_CLOSE_ACTIVITY");
receiver = new InnerReceiver();
registerReceiver(receiver, filter);
}
private class InnerReceiver extends BroadcastReceiver {
@Override
public void onReceive(Context context, Intent intent) {
//TODO 當前Activity接收到廣播 需要做的事情
}
}
}
//注銷廣播
@Override
protected void onDestroy() {
super.onDestroy();
unregisterReceiver(receiver);
}
2.引入廣播的原因:
a) 不同的app之間傳信通用
b)發出一條指定,需要多個Activity都需要有反應
注意:以上僅供參考,如有疑問,請追問,謝謝。