A. android广播阻塞、延迟问题
最近项目中,多次碰到app研发人员反馈广播从发送到接收器接收,间隔时间太长,要求系统进行优化,特别是开机阶段。对此,专门阅读了一下广播从发送到接收这个流程的源码,以彻底搞明白怎样让自己发送的广播尽快到达接收器。
涉及到的源码类不多,主要就是ActivityManagerService.java 和 BroadcastQueue.java。发送广播进程调用发送接口,通过IPC到达AMS,AMS根据Intent是否配置Intent.FLAG_RECEIVER_FOREGROUND,选择当前广播加入前台广播队列还是后台广播队列。根据当前广播是否有序,将广播加入广播队列的串行列表还是并行列表。广播队列和广播队列中的广播列表是影响广播接收时间的主要因素。
BroadcastQueue广播队列,负责将广播发送给广播接收器。AMS中有两个成员变量,
BroadcastQueue mFgBroadcastQueue;//前台广播队列
BroadcastQueue mBgBroadcastQueue;//后台广播队列
前台广播队列和后台广播队列的区别有两处:1 超时时间,前台10s,后台60s. 2 是否延迟广播等待前一个广播进程完成。这两个区别已经说明前台广播对广播接收器要求更高,响应时间更短,如果广播要排队,时间上前台广播更短。同时系统默认使用后台广播队列,所以前台广播队列处理的广播要少,避免了可能的大量广播排队情况。
广播队列中的列表
//存放无序并发送给动态广播接收器的广播任务
final ArrayList<BroadcastRecord> mParallelBroadcasts = new ArrayList<BroadcastRecord>();
//存放无序发送给静态广播接收器的广播任务或者存放有序广播任务
final ArrayList<BroadcastRecord> mOrderedBroadcasts = new ArrayList<BroadcastRecord>();
mParallelBroadcasts 此列表中存放的是无序广播动态广播接收器任务,广播队列会在处理任务时通过嵌套循环,把每个广播通过ipc发送到关注它的所有进程。所有无序广播+动态广播接收器,广播不需要排队。这种情况是最快能让广播到达目标进程的方式。
mOrderedBroadcasts存放的广播任务特点:广播有序,或者广播接收器是静态注册的。此种类型的广播全部要在mOrderedBroadcasts中排队,广播之间按时间先后,同一个广播不同广播接收器按优先级。mOrderedBroadcasts存放的广播必须等一个广播任务处理完毕才能处理下一个,中间可能包含进程的启动等。
由此可见,广播最快的情况是前台广播、无序广播、动态注册广播接收器。最糟糕的情况是:后台广播、有序或静态注册广播接收器、广播接收器优先级低。如果一个应用只是简单的靠注册一个静态广播接收器拉起进程,对应的正是最糟糕的情况。如果又发生在开机阶段,自然延迟严重。
如果必须注册静态广播接收器,缩短时间的办法为:配置Intent.FLAG_RECEIVER_FOREGROUND,加入前台广播队列,设置广播优先级
源码:
广播发送:Context .sendBroadcast ->ActivityManagerNative.broadcastIntent->ActivityManagerService.broadcastIntent->ActivityManagerService.broadcastIntentLocked.到此阶段,跟发送广播的进程通信结束。此阶段AMS完成的工作主要是根据Intent查找该广播对应的动态广播接收器、静态广播接收器、以此发送该广播使用的广播队列。
private final int broadcastIntentLocked(
......//权限检查
......//特殊系统广播进行必要处理
if (sticky) {//粘性广播处理
......
//查找静态注册的接收器
receivers = collectReceiverComponents(intent, resolvedType, users);
if (intent.getComponent() == null) {
// 查找动态广播接收器
registeredReceivers = mReceiverResolver.queryIntent(intent,
resolvedType, false, userId);
}
//动态广播接收器
int NR = registeredReceivers != null ? registeredReceivers.size() : 0;
if (!ordered && NR > 0) {
//确定队列
final BroadcastQueue queue = broadcastQueueForIntent(intent);
//创建广播任务BroadcastRecord
BroadcastRecord r = new BroadcastRecord(queue, intent, callerApp,
callerPackage, callingPid, callingUid, resolvedType, requiredPermission,
appOp, registeredReceivers, resultTo, resultCode, resultData, map,
ordered, sticky, false, userId);
......
//广播任务加入并行列表中
queue.(r);
//启动异步发送广播任务
queue.scheleBroadcastsLocked();
registeredReceivers = null;
NR = 0;
......
while (it < NT && ir < NR) {
......
//根据优先级排序
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);
//获取广播队列
BroadcastQueue queue = broadcastQueueForIntent(intent);
//创建广播任务
BroadcastRecord r = new BroadcastRecord(queue, intent, callerApp,
callerPackage, callingPid, callingUid, resolvedType,
requiredPermission, appOp, receivers, resultTo, resultCode,
resultData, map, ordered, sticky, false, userId);
//加入到广播队列串行列表中
queue.enqueueOrderedBroadcastLocked(r);
//启动异步发送任务
queue.scheleBroadcastsLocked();
广播队列处理广播:
final void processNextBroadcast(boolean fromMsg) {
......
//并行列表,遍历广播任务
while (mParallelBroadcasts.size() > 0) {
final int N = r.receivers.size();
//遍历接收器
for (int i=0; i<N; i++) {
//IPC调用发送给目标进程
(r, (BroadcastFilter)target, false);
}
}
//有串行广播任务正在执行
if (mPendingBroadcast != null) {
//接收广播的目标进程正常
if (!isDead) {
// It's still alive, so keep waiting 继续等待目前进程反馈
return;
}
}
//取出第一个广播
r = mOrderedBroadcasts.get(0);//判断是否超时,
if ((numReceivers > 0) &&
(now > r.dispatchTime + (2*mTimeoutPeriod*numReceivers))) {
//广播超时
broadcastTimeoutLocked(false);//超时处理,终止当前广播,启动下一个任务。
}
if (r.receivers == null || r.nextReceiver >= numReceivers
|| r.resultAbort || forceReceive) {
//所有广播任务执行完毕
}
int recIdx = r.nextReceiver++;//下一个广播接收器
r.dispatchTime = r.receiverTime;//设置派发时间
setBroadcastTimeoutLocked(timeoutTime);//启动超时计时
if (nextReceiver instanceof BroadcastFilter){//动态广播接收器
(r, filter, r.ordered);//发送
return;
}
.//静态广播
ResolveInfo info =
(ResolveInfo)nextReceiver;
......
//检查进程是否已启动
ProcessRecord app = mService.getProcessRecordLocked(targetProcess,
info.activityInfo.applicationInfo.uid, false);
if (app != null && app.thread != null) { /进程启动
processCurBroadcastLocked(r, app);//发送静态广播
return;
}
if ((r.curApp=mService.startProcessLocked(targetProcess,//启动进程
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) {
//进程启动失败
}
//标志正在发送的串行广播
mPendingBroadcast = r;
mPendingBroadcastRecvIndex = recIdx;//正在发送的广播任务对应的接收器索引
}
B. 怎么确定android系统广播是否有序
可以试下:Bundle bundle = getResultExtras(true)),看能拿到数据不,能拿到,证明是有序广播,拿不到是普通广播。
对于有序广播,前面的接收者可以将数据通过setResultExtras(Bundle)方法存放进结果对象,然后传给下一个接收者。但有可能前面没有存,那就不好判断了。
C. Android系统广播(Broadcast)注册,发送,接收流程解析
以下广播简称Broadcast
是Android四大组件之一,在四大组件的另外两个组件 和 拥有发送和接收广播的能力。Android 是在 进程间通信机制的基础上实现的,内部基于消息发布和订阅的事件驱动模型,广播发送者负责发送消息,广播接收者需要先订阅消息,然后才能收到消息。 进程间通信与 的区别在于:
有三种类型
存在一个注册中心,也可以说是一个调度中心,即 。广播接收者将自己注册到 中,并指定要接收的广播类型;广播发送者发送广播时,发送的广播首先会发送到 , 根据广播的类型找到对应的 ,找到后边将广播发送给其处理。
这里以普通广播为例子, 接收者有两种注册方式,一种是 ,一种是 :
(广播的发送分为 两种,这里针对有序的广播) 中的android:priority=""和 中的IntentFilter.setPriority(int)可以用来设置广播接收者的优先级,默认都是0 , 范围是[-1000, 1000],值越大优先级越高,优先级越高越早收到。
在相同优先级接收同个类型广播时, 的广播接收器比 的广播接收者更快的接收到对应的广播,这个之后会进行分析。
注:以下源码基于rk3399_instry Android7.1.2
的流程可分为 , 和 三个部分,这里依次分析下
在Android系统的 机制中,前面提到, 作为一个注册和调度中心负责注册和转发 。所以 的注册过程就是把它注册到 的过程。
这里我们分析 广播的过程, 和 有一个共同的父类 ,所以它们对应的注册过程其实是调用 ,接下来我们按照流程逐步分析调用流程的源码。
frameworks/base/core/java/android/content/ContextWrapper.java
在之前的 Android应用程序启动入口ActivityThread.main流程分析 分析过,在我们启动 Activity 时会创建一个 对象,然后通过 传给我们启动的 ,其内部就会将该对象赋值给 ; 的 方法也是类似的赋值流程,这里放个简易的源码应该更好理解
可以看到最后都会将生成的 对象赋值给对应的
对象。接下来继续分析 , 即 函数。
/frameworks/base/core/java/android/app/ContextImpl.java
这里我们首先看下如何将广播接收者 封装成一个 接口的 本地对象
/frameworks/base/core/java/android/app/LoadedApk.java
每一个注册过广播接收者的 或 组件在<font color='Crimson'> LoadedApk </font>类中都有个对应的 对象,该对象负责将 与 组件关联起来。这些对象,以关联的 作为关键字保存在一个 中。之后对应的 又以 的 作为关键字保存在 的成员变量 对象中。最后通过 对应的 方法获得其 接口的 本地对象。之后再回到 注册方法内,将 对象发给 进行注册。
/frameworks/base/core/java/android/app/ActivityManagerNative.java
/frameworks/base/services/core/java/com/android/server/am/ActivityManagerService.java
在的 或 注册一个 时,并不是将其注册到<font color='OrangeRed'>AMS</font>中,而是将与它关联的<font color='OrangeRed'>InnerReceiver</font>对象注册到<font color='OrangeRed'>AMS</font>中,当<font color='OrangeRed'>AMS</font>接收到广播时,会根据 在内部找到对应的<font color='OrangeRed'>InnerReceiver</font>对象,然后在通过这个对象将这个广播发送给对应的 处理。
注册过程这边画了一个简单的流程图:
<font color='OrangeRed'>Broadcast</font>的发送过程可简单描述为以下几个过程:
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广播机制
广播(Broadcast)机制用于进程/线程间通信,广播分为广播发送和广播接收两个过程,其中广播接收者BroadcastReceiver便是Android四大组件之一。
BroadcastReceiver分为两类:
从广播发送方式可分为三类:
广播在系统中以BroadcastRecord对象来记录, 该对象有几个时间相关的成员变量.
广播注册,对于应用开发来说,往往是在Activity/Service中调用 registerReceiver() 方法,而Activity或Service都间接继承于Context抽象类,真正干活是交给ContextImpl类。另外调用getOuterContext()可获取最外层的调用者Activity或Service。
[ContextImpl.java]
其中broadcastPermission拥有广播的权限控制,scheler用于指定接收到广播时onRecive执行线程,当scheler=null则默认代表在主线程中执行,这也是最常见的用法
[ContextImpl.java]
ActivityManagerNative.getDefault()返回的是ActivityManagerProxy对象,简称AMP.
该方法中参数有mMainThread.getApplicationThread()返回的是ApplicationThread,这是Binder的Bn端,用于system_server进程与该进程的通信。
[-> LoadedApk.java]
不妨令 以BroadcastReceiver(广播接收者)为key,LoadedApk.ReceiverDispatcher(分发者)为value的ArrayMap 记为 A 。此处 mReceivers 是一个以 Context 为key,以 A 为value的ArrayMap。对于ReceiverDispatcher(广播分发者),当不存在时则创建一个。
此处mActivityThread便是前面传递过来的当前主线程的Handler.
ReceiverDispatcher(广播分发者)有一个内部类 InnerReceiver ,该类继承于 IIntentReceiver.Stub 。显然,这是一个Binder服务端,广播分发者通过rd.getIIntentReceiver()可获取该Binder服务端对象 InnerReceiver ,用于Binder IPC通信。
[-> ActivityManagerNative.java]
这里有两个Binder服务端对象 caller 和 receiver ,都代表执行注册广播动作所在的进程. AMP通过Binder驱动将这些信息发送给system_server进程中的AMS对象,接下来进入AMS.registerReceiver。
[-> ActivityManagerService.java]
其中 mRegisteredReceivers 记录着所有已注册的广播,以receiver IBinder为key, ReceiverList为value为HashMap。
在BroadcastQueue中有两个广播队列mParallelBroadcasts,mOrderedBroadcasts,数据类型都为ArrayList<broadcastrecord style="box-sizing: border-box;">:</broadcastrecord>
mLruProcesses数据类型为 ArrayList<ProcessRecord> ,而ProcessRecord对象有一个IApplicationThread字段,根据该字段查找出满足条件的ProcessRecord对象。
该方法用于匹配发起的Intent数据是否匹配成功,匹配项共有4项action, type, data, category,任何一项匹配不成功都会失败。
broadcastQueueForIntent(Intent intent)通过判断intent.getFlags()是否包含FLAG_RECEIVER_FOREGROUND 来决定是前台或后台广播,进而返回相应的广播队列mFgBroadcastQueue或者mBgBroadcastQueue。
注册广播:
另外,当注册的是Sticky广播:
广播注册完, 另一个操作便是在广播发送过程.
发送广播是在Activity或Service中调用 sendBroadcast() 方法,而Activity或Service都间接继承于Context抽象类,真正干活是交给ContextImpl类。
[ContextImpl.java]
[-> ActivityManagerNative.java]
[-> ActivityManagerService.java]
broadcastIntent()方法有两个布尔参数serialized和sticky来共同决定是普通广播,有序广播,还是Sticky广播,参数如下:
broadcastIntentLocked方法比较长,这里划分为8个部分来分别说明。
这个过程最重要的工作是:
BroadcastReceiver还有其他flag,位于Intent.java常量:
主要功能:
这个过主要处于系统相关的10类广播,这里不就展开讲解了.
这个过程主要是将sticky广播增加到list,并放入mStickyBroadcasts里面。
其他说明:
AMS.collectReceiverComponents :
广播队列中有一个成员变量 mParallelBroadcasts ,类型为ArrayList<broadcastrecord style="box-sizing: border-box;">,记录着所有的并行广播。</broadcastrecord>
动态注册的registeredReceivers,全部合并都receivers,再统一按串行方式处理。
广播队列中有一个成员变量 mOrderedBroadcasts ,类型为ArrayList<broadcastrecord style="box-sizing: border-box;">,记录着所有的有序广播。</broadcastrecord>
发送广播过程:
处理方式:
可见不管哪种广播方式,都是通过broadcastQueueForIntent()来根据intent的flag来判断前台队列或者后台队列,然后再调用对应广播队列的scheleBroadcastsLocked方法来处理广播;
在发送广播过程中会执行 scheleBroadcastsLocked 方法来处理相关的广播
[-> BroadcastQueue.java]
在BroadcastQueue对象创建时,mHandler=new BroadcastHandler(handler.getLooper());那么此处交由mHandler的handleMessage来处理:
由此可见BroadcastHandler采用的是”ActivityManager”线程的Looper
[-> BroadcastQueue.java]
此处mService为AMS,整个流程还是比较长的,全程持有AMS锁,所以广播效率低的情况下,直接会严重影响这个手机的性能与流畅度,这里应该考虑细化同步锁的粒度。
E. android 如何自定义常驻广播
Android广播机制指的是,在一个应用程序运行的时候可以自定义一个消息类型,让相应的接收器去处理这个消息或者是系统消息,比如来电话了、来短信了、手机没电了等等系统发送的消息。系统发送的消息也可以通过广播的方式通知给应用程序,这样子就避免了新开一个Thread去监听系统或其他应用发送过来的消息的状态。
Android广播的分类:
1、 普通广播:这种广播可以依次传递给各个处理器去处理
2、 有序广播:这种广播在处理器端的处理顺序是按照处理器的不同优先级来区分的,高优先级的处理器会优先截获这个消息,并且可以将这个消息删除
3、 粘性消息:粘性消息在发送后就一直存在于系统的消息容器里面,等待对应的处理器去处理,如果暂时没有处理器处理这个消息则一直在消息容器里面处于等待状态。
注意:普通广播和粘性消息不同被截获,而有序广播是可以被截获的
处理器的注册:
1、 在代码中用函数代码动态的方式注册。动态注册的处理器必须用代码动态的销毁,每次用来处理消息的就一个实例对象
2、 在配置文件里面静态注册,静态注册有个特点,那就是一旦注册就会一直存在于系统里面,无论应用是否关闭或开关机。(简直就是一个流氓软件病毒啊~)。静态注册每次有处理消息就由系统new一个处理器处理,并销毁
下面具体看看Android广播消息的发送、注册、处理过程:
① 自定义处理器类:
public class MyBroadcastReceiver4 extends BroadcastReceiver {
public MyBroadcastReceiver4() {
System.out.println("创建了一个由registerReceiver()注册的广播接收器");
}
@Override
public void onReceive(Context context, Intent intent) {
String action = intent.getAction();
System.out.println("MyBroadcastReceiver4收到了一个" + action + "消息");
if (isOrderedBroadcast()) {
System.out.println("这是一个有序广播,已经被拦截了。");
this.abortBroadcast();
} else {
System.out.println("这不是一个有序广播");
}
Bundle bundle = intent.getExtras();
if (bundle != null) {
System.out.println("该消息携带的数据如下:");
// 获得bundle的一个key的集合
Set set = bundle.keySet();
// 获得上述集合的迭代器
Iterator iterator = set.iterator();
// 用迭代器遍历集合
while (iterator.hasNext()) {
// 取得集合中的一个内容
String str = (String) iterator.next();
// 取得Bundle中的内容
System.out.println(str + "--->" + bundle.get(str));
}
} else {
System.out.println("该消息没有携带数据");
}
Toast toast = Toast.makeText(context, "MyBroadcastReceiver4收到了一个"
+ action + "消息", Toast.LENGTH_LONG);
toast.show();
//将这个消息截获(从消息容器移除)这样其他处理器就没法接收到这个消息
this.abortBroadcast();
}
}
② 发送广播消息
⑴、 发送普通广播:
// 发送一个普通消息
Intent intent = new Intent(); intent.setAction("asdfasdf");
Android_09_10Activity.this.sendBroadcast(intent);
⑵、 发送有序广播:
// 发送一个有序消息
Intent intent = new Intent();
intent.setAction("asdfasdf"); Android_09_10Activity.this.sendOrderedBroadcast(intent,
null);
⑶、 发送粘性广播:
// 发送一个粘性消息
Intent intent = new Intent();
intent.setAction("qwerqwer"); Android_09_10Activity.this.sendStickyBroadcast(intent);
③ 注册广播接收器
⑴动态注册:
// 注册一个广播接收器
IntentFilter intentFilter = new IntentFilter("asdfasdf");
intentFilter.setPriority(0);
Android_09_10Activity.this.registerReceiver(mbr2,
intentFilter);
⑵静态注册:
<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" />
//这一句比较特殊,是上面那个广播消息特有的
<data android:scheme="package" />
<category android:name="android.intent.category.DEFAULT" />
</intent-filter>
</receiver>
想发送粘性消息的时候必须在配置文件里面获取权限:
<uses-permission android:name="android.permission.BROADCAST_STICKY" />
想用自定义处理器对系统广播进行处理的话也必须在注册文件里面申明获取权限,比如:
<uses-permission android:name="android.permission.RECEIVE_SMS" />
<uses-permission android:name="android.permission.READ_PHONE_STATE" />
F. 12、注册广播有几种方式,这些方式有何优缺点请谈谈Android引入广播机制的用意。
注册广播的分类:静态注册和动态注册。
静态注册:在清单文件里直接注册,从app开启到app销毁,一直在接收广播,接收广播时间长,但是接收广播的优先级低于动态注册广播。
动态注册:动态注册,动态销毁,从onCreate到取消注册,期间接收广播,接收广播时间是短且可控,接收广播的优先级高。例如:
发送广播:
Intent i = new Intent();
i.setAction("ACTION_CLOSE");
sendBroadcast(i);
接受广播:
onCreate(){
//注册广播的接受者
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 当前Activity接收到广播 需要做的事情
}
}
}
//注销广播
@Override
protected void onDestroy() {
super.onDestroy();
unregisterReceiver(receiver);
}
2.引入广播的原因:
a) 不同的app之间传信通用
b)发出一条指定,需要多个Activity都需要有反应
注意:以上仅供参考,如有疑问,请追问,谢谢。