[置顶] android IPC通信（中）－ContentProvider&&Socket
16lz
2022-06-04
上篇博客主要介绍了sharedUserId&&Messenger作为IPC通信的用法，接着这篇博客要介绍到的是ContentProvider和Socket的详细使用方法。
android IPC通信（上）－sharedUserId&&Messenger
android IPC通信（下）－AIDL
ContentProvider
ContentProvider是android中提供的专门用于不同应用间数据共享的方式，从这一点来看，它天生就适合进程间通信。和Messenger一样，ContentProvider的底层实现同样是Binder，由此可见，Binder在android系统中是何等的重要。ContentProvider也对Binder进行了封装，使用起来很方便。
实现自己的ContentProvider需要实现相关的6个方法，onCreate，query，update，insert，delete和getType。虽然ContentProvider的底层数据看起来很像一个SQLite数据库，但是ContentProvider对底层的数据存储方式没有任何要求，我们既可以使用SQLite数据库，也可以使用普通的文件，甚至可以采用内存中的一个对象来进行数据的存储，详细的ContentProvider可以去查阅相关资料，这里就着重介绍一下跨进程的使用。
先看看manifest文件中，该provider的相关注册信息：
<manifest package="com.android.contentprovider" xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"> <permission android:name="com.android.CONTENTPROVIDER_READPERMISSSION" android:permissionGroup="android.permission-group.STORAGE" android:protectionLevel="signature"/> <uses-permission android:name="com.android.CONTENTPROVIDER_READPERMISSSION"/> <application android:allowBackup="true" android:icon="@mipmap/ic_launcher" android:label="@string/app_name" android:supportsRtl="true" android:theme="@style/AppTheme"> <activity android:name=".MainActivity"> <intent-filter> <action android:name="android.intent.action.MAIN"/> <category android:name="android.intent.category.LAUNCHER"/> </intent-filter> </activity> <provider android:authorities="com.android.StudentProvider" android:name="com.android.contentprovider.StudentProvider" android:permission="com.android.CONTENTPROVIDER_READPERMISSSION" android:process=":provider"/> </application></manifest> 我们将ContentProvider置于另一个进程中，这样就实现了进程之间的通信，当然也可以将ContentProvider置于另一个应用中，用法是非常类似的。android:authorities是ContentProvider的唯一标识，通过这个属性外部应用就可以访问我们的provider，如果需要多个授权，用分号隔开即可，还有一个是必须要保持android:authorities的唯一性。android:permission标签用来限制访问该provider时必须要声明的权限，当然也可以细分为android:writePermission和android:readPermission。在manifest中使用permission标签声明一个权限，并且使用uses-permission使用该权限，这方面的详细介绍可以看http://blog.csdn.net/self_study/article/details/50074781这篇博客，在这就不介绍了。
再来看该ContentProvider的具体实现代码：
public class StudentProvider extends ContentProvider { public static final String AUTHORITY = "com.android.StudentProvider"; public static final Uri STUDENT_CONTENT_URI = Uri.parse("content://" + AUTHORITY + "/student"); public static final Uri GRADE_CONTENT_URI = Uri.parse("content://" + AUTHORITY + "/grade"); public static final int STUDENT_URI_CODE = 0; public static final int GRADE_URI_CODE = 1; private static final UriMatcher sUriMatcher = new UriMatcher(UriMatcher.NO_MATCH); static { sUriMatcher.addURI(AUTHORITY, "student", STUDENT_URI_CODE); sUriMatcher.addURI(AUTHORITY, "grade", GRADE_URI_CODE); } private SQLiteDatabase mDb; @Override public boolean onCreate() { mDb = new DbOpenHelper(getContext()).getWritableDatabase(); return true; } @Override public Cursor query(Uri uri, String[] columns, String selection, String[] selectionArgs, String sortOrder) { String table = getTableName(uri); if (table == null) { throw new IllegalArgumentException("Unsupported URI: " + uri); } return mDb.query(table, columns, selection, selectionArgs, null, null, sortOrder, null); } @Override public String getType(Uri uri) { return null; } @Override public Uri insert(Uri uri, ContentValues values) { String table = getTableName(uri); if (table == null) { throw new IllegalArgumentException("Unsupported URI: " + uri); } mDb.insert(table, null, values); getContext().getContentResolver().notifyChange(uri, null); return uri; } @Override public int delete(Uri uri, String selection, String[] selectionArgs) { String table = getTableName(uri); if (table == null) { throw new IllegalArgumentException("Unsupported URI: " + uri); } int count = mDb.delete(table, selection, selectionArgs); if (count > 0) { getContext().getContentResolver().notifyChange(uri, null); } return count; } @Override public int update(Uri uri, ContentValues values, String selection, String[] selectionArgs) { String table = getTableName(uri); if (table == null) { throw new IllegalArgumentException("Unsupported URI: " + uri); } int row = mDb.update(table, values, selection, selectionArgs); if (row > 0) { getContext().getContentResolver().notifyChange(uri, null); } return row; } private String getTableName(Uri uri) { String tableName = null; switch (sUriMatcher.match(uri)) { case STUDENT_URI_CODE: tableName = DbOpenHelper.STUDENT_TABLE_NAME; break; case GRADE_URI_CODE: tableName = DbOpenHelper.GRADE_TABLE_NAME; break; default:break; } return tableName; } public class DbOpenHelper extends SQLiteOpenHelper { private static final String DB_NAME = "student_provider.db"; public static final String STUDENT_TABLE_NAME = "student"; public static final String GRADE_TABLE_NAME = "grade"; public DbOpenHelper(Context context) { super(context, DB_NAME, null, 1); } @Override public void onCreate(SQLiteDatabase db) { db.beginTransaction(); String sql; sql = "create table if not exists "+ STUDENT_TABLE_NAME + " ("; sql += "id integer not null primary key , "; sql += "name varchar(40) not null default 'unknown', "; sql += "gender varchar(10) not null default 'male',"; sql += "weight float not null default '60'"; sql += ")"; db.execSQL(sql); sql = "create table if not exists "+GRADE_TABLE_NAME+ " ("; sql += "id integer not null primary key autoincrement, "; sql += "chinese float not null default '0', "; sql += "math float not null default '0', "; sql += "english float not null default '0'"; sql += ")"; db.execSQL(sql); db.setTransactionSuccessful(); db.endTransaction(); } @Override public void onUpgrade(SQLiteDatabase db, int oldVersion, int newVersion) { } }} 我们使用SQLite实现该ContentProvider的数据存储，关于数据库的相关使用方法可以查阅资料（关于数据库封装，我写了一个，大家可以多提提意见https://github.com/zhaozepeng/Android_framework/tree/master/libcore/src/main/java/com/android/libcore/database）。在该student_provider.db中建了student和grade两个表用来存储相关信息。
ContentProvider使用uri来区别外界要访问的数据集合，为了知道外界要访问的是哪个表，我们需要为他们定义单独的uri和uri code，并且使用UriMathcer类将uri和uri code关联，这样根据外界的uri就能够知道它想要访问哪张表了。
query，update，insert和delete方法的具体实现很相似也很简单，具体看代码就明白了，唯一一点不同就是后面三个方法会引起数据源的改变，这时候我们需要通过ContentResolver的notifyChange方法来通知外界当前ContentProvider中的数据已经发生改变。还有一点需要说明的是这四个方法是存在多线程并发访问的，因此方法内部要做好线程同步。上面代码由于只有一个SQLiteDatabase对象，所以能够正确应对多线程问题，但是如果通过多个SQLiteDatabase对象访问该数据库，就会出现线程同步问题，这点需要注意。
接下来就是要通过外部访问该ContentProvider了：
public class MainActivity extends BaseActivity implements View.OnClickListener{ Uri studentUri; Uri gradeUri; @Override protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) { super.onCreate(savedInstanceState); setContentView(R.layout.layout_mainactivity); findViewById(R.id.btn_query).setOnClickListener(this); studentUri = StudentProvider.STUDENT_CONTENT_URI; gradeUri = StudentProvider.GRADE_CONTENT_URI; ContentValues studentValues = new ContentValues(); studentValues.put("id", 1); studentValues.put("name", "zhao"); studentValues.put("gender", "male"); studentValues.put("weight", 68.5); getContentResolver().insert(studentUri, studentValues); ContentValues gradeValues = new ContentValues(); gradeValues.put("id", 1); gradeValues.put("chinese", 90.5); gradeValues.put("math", 80.5); gradeValues.put("english", 91.5); getContentResolver().insert(gradeUri, gradeValues); } @Override public void onClick(View v) { switch (v.getId()){ case R.id.btn_query: StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder(); Cursor cursor= getContentResolver().query(studentUri, null, null, null, null); stringBuilder.append("STUDENT\n"); while (cursor.moveToNext()){ stringBuilder.append("id:").append(cursor.getString(0)).append("\n"); stringBuilder.append("name:").append(cursor.getString(1)).append("\n"); stringBuilder.append("gender:").append(cursor.getString(2)).append("\n"); stringBuilder.append("weight:").append(cursor.getString(3)).append("\n"); } cursor.close(); cursor = getContentResolver().query(gradeUri, null, null, null, null); stringBuilder.append("GRADE\n"); while (cursor.moveToNext()){ stringBuilder.append("id:").append(cursor.getString(0)).append("\n"); stringBuilder.append("chinese:").append(cursor.getString(1)).append("\n"); stringBuilder.append("math:").append(cursor.getString(2)).append("\n"); stringBuilder.append("english:").append(cursor.getString(3)).append("\n"); } cursor.close(); ((TextView)findViewById(R.id.tv_result)).setText(stringBuilder); break; } }} 插入查询操作都能成功，也就实现了ContentProvider的IPC通信了。
项目下载地址：https://github.com/zhaozepeng/IPC-demo/tree/master/ContentProvider
Socket
Socket称为“套接字”，是网络通信中的概念，他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；而UDP是无连接的，提供不稳定的单向通信功能。在性能上，UDP具有更好的效率，缺点是不能保证数据一定能够正确传输，尤其是在网络拥塞的情况下。具体TCP和UDP的区别可以查阅相关资料。
- 基于TCP的socket编程 • java.net.ServerSocket是用来创建服务器端的套接字socket。
- 基于UDP的socket编程 • java.net.DatagramSocket（数据电报套接字）。
• java.net.Socket是用来创建客户端的套接字socket。
• java.net.DatagramPacket（数据电报包，里面包含了发送的信息）。
<manifest package="com.android.socket" xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"> <uses-permission android:name="android.permission.INTERNET" /> <uses-permission android:name="android.permission.ACCESS_NETWORK_STATE" /> <application android:allowBackup="true" android:icon="@mipmap/ic_launcher" android:label="@string/app_name" android:supportsRtl="true" android:theme="@style/AppTheme"> <activity android:name=".SocketClient"> <intent-filter> <action android:name="android.intent.action.MAIN"/> <category android:name="android.intent.category.LAUNCHER"/> </intent-filter> </activity> <service android:name=".SocketServer" android:process=":socket"/> </application></manifest>其次还需要注意的是在4.0之后，是不能够在主线程中执行网络访问的，要不然会抛出NetworkOnMainThreadException。接着先来看看服务器端的代码：
public class SocketServer extends Service{ private boolean mIsServiceDestroyed = false; @Override public void onCreate() { new Thread(new TcpServer()).start(); super.onCreate(); } @Override public IBinder onBind(Intent intent) { return null; } @Override public void onDestroy() { mIsServiceDestroyed = true; super.onDestroy(); } private class TcpServer implements Runnable { @Override public void run() { ServerSocket serverSocket; try { //监听8688端口 serverSocket = new ServerSocket(8688); } catch (IOException e) { L.e(e); return; } while (!mIsServiceDestroyed) { try { // 接受客户端请求，并且阻塞直到接收到消息 final Socket client = serverSocket.accept(); new Thread() { @Override public void run() { try { responseClient(client); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } }.start(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } } } private void responseClient(Socket client) throws IOException { // 用于接收客户端消息 BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(client.getInputStream())); // 用于向客户端发送消息 PrintWriter out = new PrintWriter(new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(client.getOutputStream())), true); while (!mIsServiceDestroyed) { String str = in.readLine(); if (str == null) { break; } L.i("server has received '" + str +"'"); String message = "server has received your message"; out.println(message); } out.close(); in.close(); client.close(); }} 一定要注意的是Service也是运行在主线程，所以不能直接在onCreate函数中去建立TCP连接，也需要另开一个线程去处理。这里我们使用8688端口去建立和客户端的连接，接着循环去接收该端口的消息数据，serverSocket.accept()函数会阻塞直到有消息的到来。接收到消息之后会返回一个客户端Socket对象，使用getInputStream()来读取该消息内容；使用getOutputStream()并且将其装饰成PrintWriter来向客户端发送消息。最后记得将相关对象close即可。
再来看看客户端代码：
public class SocketClient extends BaseActivity implements OnClickListener{ private Button mSendButton; private EditText mMessageEditText; private PrintWriter mPrintWriter; private Socket mClientSocket; @Override protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) { super.onCreate(savedInstanceState); setContentView(R.layout.activity_tcpclient); mSendButton = (Button) findViewById(R.id.send); mSendButton.setOnClickListener(this); mMessageEditText = (EditText) findViewById(R.id.msg); Intent service = new Intent(this, SocketServer.class); startService(service); new Thread() { @Override public void run() { connectTCPServer(); } }.start(); } private void connectTCPServer() { Socket socket = null; while (socket == null) { try { //选择和服务器相同的端口8688 socket = new Socket("localhost", 8688); mClientSocket = socket; mPrintWriter = new PrintWriter(new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(socket.getOutputStream())), true); } catch (IOException e) { SystemClock.sleep(1000); } } try { // 接收服务器端的消息 BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream())); while (!isFinishing()) { String msg = br.readLine(); if (msg != null) { String time = formatDateTime(System.currentTimeMillis()); L.i("client has received '" + msg + "' at " + time); } } mPrintWriter.close(); br.close(); socket.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } @Override protected void onDestroy() { if (mClientSocket != null) { try { mClientSocket.shutdownInput(); mClientSocket.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } super.onDestroy(); } @Override public void onClick(View v) { if (v == mSendButton) { final String msg = mMessageEditText.getText().toString(); if (!TextUtils.isEmpty(msg) && mPrintWriter != null) { //像服务器发送信息 L.i("client has send '" + msg + "' at " + formatDateTime(System.currentTimeMillis())); mPrintWriter.println(msg); mMessageEditText.setText(""); } } } private String formatDateTime(long time) { return new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss").format(new Date(time)); }客户端用来发送消息至服务器，同样的TCP连接不能够放在onCreate主线程中执行，新建一个线程去建立TCP连接。该线程中每隔1000ms就会去连接服务端Socket直到连接成功，连接成功之后，同样使用getOutputStream函数，并且装饰成PrintWriter对象用来进行消息的发送，最后建立循环去读取8688端口的消息并且打印出来。看看最后的结果：
com.android.socket I/[PID:20730]: [TID:1] SocketClient.onClick(line:99): client has send 'hello i am client' at 2015-12-14 15:59:18com.android.socket:socket I/[PID:20784]: [TID:5918] SocketServer.responseClient(line:90): server has received 'hello i am client'com.android.socket I/[PID:20730]: [TID:5902] SocketClient.connectTCPServer(line:69): client has received 'server has received your message' at 2015-12-14 15:59:18 通过日志可以清楚地看到SocketServer是在20784进程中，SocketClient是在20730进程中，很明显的跨进程之间的通信。
当然Socket除了使用TCP套接字之外，还能够使用UDP套接字。另外通过Socket不仅仅能够实现进程之间的通信，还可以实现设备间的通信，前提是这些设备之间的IP地址互相可见，如果需要继续深入可以去查阅相关的资料，在这就不介绍了。
源码下载：https://github.com/zhaozepeng/IPC-demo/tree/master/Socket
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