IPC机制系列三 多进程模式的运行机制

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IPC机制的一系列文章主要参考自任玉刚的《Android 开发艺术探索》第2章

多进程模式的运行机制

       Android为每一个应用都分配了一个独立的虚拟机，或者说为每个进程都分配一个独立的虚拟机，不同的虚拟机在内存上有不同的地址空间，这就导致在不同的虚拟机中访问同一个类的对象会产生多份副本。

       所有运行在不同进程中的四大组件，只要它们之间需要通过内存来共享数据，都会共享失败，这也是多进程所带来的主要影响。正常情况下，四大组件中间不可能不通过一些中间层来共享数据，那么通过简单地指定进程名来开启多进程都会无法正确运行。当然，特殊情况下，某些组件之间不需要共享数据，这个时候可以直接指定 android:process属性来开启多进程，但是这种场景是不常见的，几乎所有情况都需要共享数据。

       一般来说，使用多进程会造成如下几方面的问题：

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

       第2个问题本质上和第一个问题是类似的，既然都不是一块内存了，那么不管是锁对象还是锁全局类都无法保证线程同步，因为不同进程锁的不是同一个对象。第3个问题是因为SharedPreferences不支持两个进程同时去执行写操作，否则会导致一定几率的数据丢失，这是因为SharedPreferences底层是通过读/写XML文件来实现的，并发写显然是可能出问题的，甚至并发读/写都有可能出问题。第4个问题也是显而易见的，当一个组件跑在一个新的进程中的时候，由于系统要在创建新的进程同时分配独立的虚拟机，所以这个过程其实就是启动一个应用的过程。因此，相当于系统又把这个应用重启动了一遍，既然重新启动了，那么自然会创建新的Application。这个问题其实可以这么理解，运行在同一个进程中的组件是属于同一个虚拟机和同一个Application的，同理，运行在不同进程中的组件是属于两个不同的虚拟机和Application的。为了更加清晰地展示这一点，下面我们来做一个测试，首先在Application 的onCreate方法中打印出当前进程的名字，然后连续启动三个同一个应用内但属于不同进程的Activity，按照期望，Application的onCreate应该执行三次并打印出三次进程名不同的log，代码如下所示。

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public class MyApplication extends Application {

    @Override
    public void onCreate() {
        super.onCreate();

        String processName = getCurProcessName();
        Log.i("TAG", "process name :" + processName);
    }

    /**
     * 获取当前进程名
     *
     * @return 进程名
     */
    private String getCurProcessName() {
        int pid = android.os.Process.myPid();
        ActivityManager mActivityManager = (ActivityManager) getSystemService(Context.ACTIVITY_SERVICE);
        for (ActivityManager.RunningAppProcessInfo appProcess : mActivityManager
                .getRunningAppProcesses()) {
            if (appProcess.pid == pid) {
                return appProcess.processName;
            }
        }
        return "获取失败";
    }
}

       我们可以查看一下打印的log：

多进程

        通过log可以看出，Application执行了三次onCreate，并且每次的进程名称和进程id都不一样，它们的进程名和我们为Activity指定的android:process属性一致。这也就证实了在多进程模式中，不同进程的组件的确会拥有独立的虚拟机、Application以及内存空间，这会给实际的开发带来很多困扰，是尤其需要注意的。或者我们也可以这么理解同一个应用间的多进程：它就相当于两个不同的应用采用了SharedUID的模式，这样能够更加直接地理解多进程模式的本质。

       为了解决这些问题，系统提供了很多跨进程通信方法，虽然说不能直接地共享内存，但是通过跨进程通信我们还是可以实现数据交互。实现跨进程通信的方式很多，比如通过Intent来传递数据，共享文件和SharedPreferences，基于Binder的Messenger和 AIDL以及Socket等。

参考资料：
《Android 开发艺术探索》任玉刚 第2章 2.2.1 多进程模式的运行机制

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