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Broadcast

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基本原理

广播的使用包括注册和发送两步。注册广播又分为两种方式

  • 在代码中进行动态注册
  • 在XML文件中进行静态注册。

不管哪种方式都涉及两个类 BroadcastReceiver 与 IntentFilter。前者负责处理广播，后者负责匹配广播。

因为广播易造成内存泄漏，一般在活动的onResume和onPause方法中成对的进行注册和销毁。

2.发送广播本质上是一个后台操作，发送广播的类型包括

  • sendBroadcast 发送无序广播，异步执行，效率高，但存在隐患
  • sendOrderedBroadcast 发送有序广播，在某个接收器执行的同时会阻塞其他的接收器

虽然执行广播的进程是一个优先级较高的前台进程，但BroadcastReceiver 对象的生命周期只在 onReceive方法的执行过程中，一旦执行完，对象将销毁。这一特性决定了如果在广播接收器内部执行异步操作，将无法返回。

局部广播

LocalBroadcastManager局部广播不需要跨进程，并非使用Binder机制。

粘性广播

粘性广播在21中被deprecated 了，使用粘性广播首先需要权限

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android.permission.BROADCAST_STICKYXML

使用方法sendStickyBroadcast方法来发送粘性广播

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Intent intent = new Intent("receiver");
intent.putExtra("DATA","receiver");
sendStickyBroadcast(intent);

它的行为和正常广播基本一致，在广播接收器取消注册后不会受理广播。唯一有区别的一点是广播接收器取消注册后，如果发送粘性广播，则Intent将被会缓存到系统中。这样再次注册广播接收器时，能从该方法返回值中获取先前的Intent即其中的数据。

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Intent mIntentSticky = registerReceiver(receiver,filter);
-------------------------
//s = "receiver"String s = mIntentSticky .getStringExtra("DATA");

因此发送粘性广播即便不能被成功接受，也可以保存数据，可见粘性广播的好处是使得广播能够在注册周期之外感知数据变化，但损失的是安全性，这些数据可以被任意获取与修改。

最佳实践

使用广播必须要手动注册接收机，可以优化的地方有两点

1.注册和解除配对出现，一般放在 onStart 和 onStop 方法中，其目的是防止内存泄漏。

2.视广播如何处理决定是否在注册时禁用(enable)，以避免无谓的耗电。

首先禁止广播

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<receiver
    android:name=".MyReceiver"
    android:enabled="false"
    android:exported="true">
</receiver>

在必要时开启，并及时释放

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PackageManager packageManager = getPackageManager();
ComponentName componentName = new ComponentName(this, MyReceiver.class);
@Override
protected void onStart() {
    super.onStart();
    registerReceiver(receiver, filter);
    packageManager.setComponentEnabledSetting(componentName,
            PackageManager.COMPONENT_ENABLED_STATE_ENABLED,
            PackageManager.DONT_KILL_APP);
}
@Override
protected void onStop() {
    super.onStop();
    unregisterReceiver(receiver);
    packageManager.setComponentEnabledSetting(componentName,
            PackageManager.COMPONENT_ENABLED_STATE_DISABLED,
            PackageManager.DONT_KILL_APP);

广播注册原理

在 Android 的广播机制中， ActivityManagerService 扮演着广播中心的角色，负责系统中所有广播的注册和发布操作，因此，Android应用程序注册广播接收器的过程就是把广播接收器注册到ActivityManagerService的过程。

广播注册实际由ContextImpl的如下方法执行(已作精简)

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private Intent registerReceiverInternal(BroadcastReceiver receiver, ..., Context context) {
    IIntentReceiver rd = new LoadedApk.ReceiverDispatcher(receiver, context, scheduler, null, true).getIIntentReceiver();
    return ActivityManagerNative.getDefault().registerReceiver(...);
}

该方法首先构建 IIntentReceiver 对象接口 ，这是一个单向的 Binder 对象，专门负责执行接收广播，定义如下

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oneway interface IIntentReceiver {
    void performReceive(in Intent intent, int resultCode, String data,in Bundle extras, boolean ordered, boolean sticky, int sendingUser);
}

而后使用ActivityManagerService类在服务端进行真实的广播注册

在研究AMS如何注册广播之前，先做些预备工作

1.ActivityManagerService维持着一个广播过滤器集合

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HashMap<IBinder, ReceiverList> mRegisteredReceivers

其中key为 IIntentReceivers 对象，而Value为 ReceiverList ，代表一个注册了若干个广播的广播接收机，定义如下

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class ReceiverList extends ArrayList<BroadcastFilter>{	
    IIntentReceiver receiver;	
    BroadcastRecord curBroadcast = null;
}

可见 ReceiverList 是一个集合类，元素为广播过滤器 BroadcastFilter 。该类是 IntentFilter 的子类。

2.IntentResolver类负责操作广播过滤器，其中有一个重要的方法是判断两个 IntentFilter 对象是否相等。其实现原理是是依次比较Action，Category以及Data是否相等，其中Data的比较又分为多个部分。

AMS 中注册广播的方法如下

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public Intent registerReceiver(IIntentReceiver receiver, IntentFilter filter, String permission, int userId) { 
        //1，收集粘性广播列表
	//2，获取匹配过滤器的所有粘性广播
	//3. 是否使用粘性广播	
	Intent sticky = allSticky != null ? allSticky.get(0) : null; 
	//4，广播注册
	synchronized (this) {
		ReceiverList rl = mRegisteredReceivers.get(receiver.asBinder()); 
            if (rl == null) {
                rl = new ReceiverList(this, callerApp, callingPid, callingUid,userId, receiver);
				mRegisteredReceivers.put(receiver.asBinder(), rl);
} 
            BroadcastFilter bf = new BroadcastFilter(filter, rl, callerPackage,permission, callingUid, userId);
            rl.add(bf);
	mReceiverResolver.addFilter(bf);		
	}
	return sticky;
}

注册广播的大部分代码是在处理粘性广播，对此只大略叙述

1.首先收集所有的粘性广播
2.而后收集能够经过过滤器的粘性广播集合
3.如果确实发送的是粘性广播，则返回代表最近的一条粘性广播的Intent。

广播注册的过程是同步的，实际步骤是

1.先从广播过滤器缓存集合中查询是否存在传入的广播接收器，如果没有，则创建 ReceiverList ，并将其存入缓存
2.根据参数 IntentFilter 创建过滤器 BroadcastFilter ，并添加到系统解析器 mReceiverResolver中。

总结：广播有两个要素BroadcastReceiver与IntentFilter。注册广播时前者生成Binder对象，定义了如何处理广播；后者生成一个新的过滤器。系统内存维持着一个字典集合，不考虑粘性广播，则广播的注册过程是将二者写入这个字典集合中去。

WakefulBroadcastReceiver

唤醒锁

在认识WakefulBroadcastReceiver广播之前先要了解唤醒锁。

安卓使用PowerManager服务来控制设备电源状态，设备的接口定义在IPowerManager接口中，可执行的方法如下

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void goToSleep(long time)
void wakeUp(long time) 
boolean isScreenOn() 
void reboot(String reason) 
void shutdown(boolean confirm, boolean wait)

其中最重要的方法是创建唤醒锁

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WakeLock newWakeLock(int levelAndFlags, String tag)

WakeLock类即代表唤醒锁，是PowerManager的内部类，保持该锁会使得设备保持开启状态，无法进入休眠，必须等待锁的释放。

在上述方法中参数levelAndFlags表示锁的级别与类型，实际使用中应尽量不使用以及使用最低级别的锁。

  • FULL_WAKE_LOCK
  • PARTIAL_WAKE_LOCK 该类型的所会使CPU保持运行，无视屏幕是否熄灭，即使按下电源键设备也不能进入休眠。
  • SCREEN_DIM_WAKE_LOCK 屏幕将一直保持较暗的亮度，但不会熄灭。按下电源键锁将释放。
  • SCREEN_BRIGHT_WAKE_LOCK 同上

在创建唤醒锁之后使用如下方法启用

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acquire()

释放唤醒锁

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release()

使用唤醒锁可以保持屏幕长亮，但更轻量级的做法是对窗口对象使用属性android.view.WindowManager.LayoutParams#FLAG_KEEP_SCREEN_ON。

WifiLock

与WakeLock类似的还有WifiLock，该锁保持Wi-Fi射频模块开启。正常模式下Wi-Fi射频模块会自动关闭以节省电量，在下载大文件时可以使用该锁。

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WifiLock createWifiLock(int lockType, String tag)

lockType 的可能取值为

  • WIFI_MODE_FULL_HIGH_PERF 表示高性能连接，低丢包率，适合传输语音
  • WIFI_MODE_FULL
  • WIFI_MODE_SCAN_ONLY

WakefulBroadcastReceiver

WakefulBroadcastReceiver是一种利用唤醒锁的特殊广播，其目的是确保广播发射到启动服务的过程中，设备始终处于唤醒状态，不会因为进入休眠状态而中止启动服务。类内部保持了唤醒锁集合

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SparseArray<PowerManager.WakeLock> mActiveWakeLocks;

该广播提供了一个工具方法startWakefulService来启动服务，其实现如下

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public static ComponentName startWakefulService(Context context, Intent intent) {
    synchronized (mActiveWakeLocks) {
        int id = mNextId;
        mNextId++;
        if (mNextId <= 0) {
            mNextId = 1;
        }
        intent.putExtra(EXTRA_WAKE_LOCK_ID, id);
        ComponentName comp = context.startService(intent);
        PowerManager pm = (PowerManager)context.getSystemService(Context.POWER_SERVICE);
        PowerManager.WakeLock wl = pm.newWakeLock(PowerManager.PARTIAL_WAKE_LOCK,
                "wake:" + comp.flattenToShortString());
        wl.setReferenceCounted(false);
        wl.acquire(60*1000);
        mActiveWakeLocks.put(id, wl);
        return comp;
    }
}

可见在启动服务的时候，将创建一个唤醒锁，并获得60s的唤醒时间，在此期间设备保持唤醒状态。

该广播还提供了completeWakefulIntent方法以便在服务中释放唤醒锁，其实现如下

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public static boolean completeWakefulIntent(Intent intent) {
    final int id = intent.getIntExtra(EXTRA_WAKE_LOCK_ID, 0);
    PowerManager.WakeLock wl = mActiveWakeLocks.get(id);
    wl.release();
    mActiveWakeLocks.remove(id);
    return true;
}

小部件(AppWidgetProvider)

小部件是 APP 的简易入口，宿主APP与小部件处于不同的进程中，宿主通过广播(AppWidgetProvider)来更新小部件，小部件通过 PedentIndent 与宿主交互。

继承 AppWidgetProvider 类创建一个广播，并注册到清单文件

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<receiver android:name="ExampleAppWidgetProvider" >
    <intent-filter>
        <action android:name="android.appwidget.action.APPWIDGET_UPDATE" /> 
    </intent-filter>
    <meta-data android:name="android.appwidget.provider"
               android:resource="@xml/example_appwidget_info" />
</receiver>

有两点要注意

  • 必须制定特殊的 action，系统由此判定是小部件
  • 必须提供小部件的配置信息
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<appwidget-provider xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    android:minWidth="40dp"
    android:minHeight="40dp"
    android:updatePeriodMillis="86400000"
    android:previewImage="@drawable/preview" //
    android:initialLayout="@layout/example_appwidget"
    android:configure="com.example.android.ExampleAppWidgetConfigure" 
    android:resizeMode="horizontal|vertical"
    android:widgetCategory="home_screen|keyguard"
    android:initialKeyguardLayout="@layout/example_keyguard">
</appwidget-provider>

小部件信息的必要配置有4个，但小部件布局能够支持的布局和控件内是有限的，且要注意小部件的边距问题。

到此为止 ，小部件就已经建立起来了，但 没有任何功能。

AppWidgetProvider 类实际就是普通广播，仅仅对5个广播相关的事件进行了转发处理

  • ACTION_APPWIDGET_UPDATE： 小部件更新
  • ACTION_APPWIDGET_DELETED：删除每一个小部件
  • ACTION_APPWIDGET_ENABLED ：发生在添加第一个小部件时
  • ACTION_APPWIDGET_DISABLED：发生在移除最后一个小部件时
  • ACTION_APPWIDGET_OPTIONS_CHANGED 小部件配置改变

更新小部件需要利用 AppWidgetManager 类，更具体的内容是操作 RemoteViews

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@Override
public void onUpdate(Context context, AppWidgetManager appWidgetManager, int[] appWidgetIds) {
    RemoteViews remoteViews = new RemoteViews(context.getPackageName(), R.layout.update_main);    
    remoteViews.setImageViewResource(R.id.image, srcs[index]);
    remoteViews.setOnClickPendingIntent(R.id.image, PendingIntent.getBroadcast(context, 1, new Intent("com.mowang.click"), PendingIntent.FLAG_UPDATE_CURRENT));
    ComponentName componentName = new ComponentName(context, this.getClass());
    appWidgetManager.updateAppWidget(componentName , remoteViews);
}