详解Android广播机制

2021-08-03 20:12:05

应用场景(常见的场景1)

　　(1)同一应用具有多个进程的不同组件之间的消息通信

　　　　　a)不同应用间的组件之间的消息通信

　　　　　b)与Android系统在特定情况下的通信,如：系统开机，网络变化等

　　(2)同一应用内同一组件的消息通信：显然扩展变量的作用域、接口回调、Handler-Message等方式都能更简单的实现。

　　(3)同一应用内的不同组件之间的消息通信(单个进程)：对于简单的的情况，依靠接口的回调方式就可解决；而较为复杂的情况，更推荐直接使用EventBus等。

实现原理

设计模式与模型:  Android中的广播使用了观察者模式，模型为 基于消息的发布/订阅事件模型。

从设计模式上讲，广播的发送者和接收者极大程度的解耦，使得系统方便集成，容易扩展
模型成员：

  • 消息发布者(广播发布者)
  • 消息订阅者(广播接收者)
  • 消息中心(AMS，Activity Manager Service，一个Android系统中极其重要！的成分，以后我们会详细讲解)

此处我们扩展一下，观察者模式和发布订阅模式的关系

  • 发布订阅模式属于广义上的观察者模式,前者时最常用的一种观察者模式的实现，且从解耦和重用角度上看更优于典型的观察者模式，在观察者模式中，观察者需要直接订阅目标事件，在目标发出内容改变的事件后，直接接收事件并作出响应。
  • 发布订阅模式加入消息中心，实现发布者和订阅者的解耦：在发布订阅模式中，多了一个消息中心，一方面从发布者接收事件，另一方面向订阅者发布事件，订阅者需要从消息中心订阅事件。以此避免发布者和订阅者之间产生依赖关系。

实现流程

  1. 广播接收者BroadcastReceiver通过Binder机制向AMS(Activity Manager Service)进行注册；
  2. 广播发送者通过binder机制向AMS发送广播；
  3. AMS查找符合相应条件（IntentFilter/Permission等）的BroadcastReceiver
  4. AMS将广播发送到上述符合条件的BroadcastReceiver相应的消息循环队列中
  5. BroadcastReceiver通过消息循环执行拿到此广播，回调BroadcastReceiver中的onReceive()方法广播发送者和广播接收者的执行是异步的，发出去的广播不会关心有无接收者接收，也不确定接收者到底是何时才能接收到。

BroadcastReceiver

自定义BroadcastReceiver，继承基类BroadcaseReceiver，实现抽象方法onReceive(context, intent)收到广播后，会自动回调onReceive(..)方法，通常，onReceive(..)方法会涉及到与其他组件的交互，如发送Notification，启动service等。默认情况，BroadcaseReceiver运行在UI线程，因此，onReceive(..)方法不能执行耗时操作，否则ANR

简单的自定义Demo：
MyBroadcastReceiver.java

//继承BroadcastReceiver基类
public class MyBroadcastReceiver extends BroadcastReceiver {
    private static final String TAG = "MyBroadcastReceiver";
    @Override
    public void onReceive(Context context, Intent intent) {
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        sb.append("Action: " + intent.getAction() + "\n");
        sb.append("URI: " + intent.toUri(Intent.URI_INTENT_SCHEME).toString() + "\n");
        String log = sb.toString();
        Log.d(TAG, log);
        Toast.makeText(context, log, Toast.LENGTH_LONG).show();
    }
}

BroadcastReceiver注册类型

1. 静态注册

  • 在AndroidManifest.xml文件中通过<receiver>进行注册
  • 规则及实例说明：
<receiver
    //BroadcastReceiver子类的类名
    android:name="string"

    //是否使用该BroadcastReceiver
    android:enabled=["true" | "false"]

    //此broadcastReceiver能否接收其他App的发出的广播
    //其默认值是由receiver中有无intent-filter决定的，如果有intent-filter，默认值为true，否则为false
    android:exported=["true" | "false"]

    android:icon="drawable resource"
    android:label="string resource"

    //具有相应权限的广播发送方发送的广播才能被此broadcastReceiver所接收
    android:permission="string"

    //broadcastReceiver运行所处的进程。
    //默认为app的进程，可以指定独立的进程
    //Android四大基本组件都可以通过此属性指定自己的独立进程
    android:process="string">

    //指定此广播接收器将用于接收特定的广播类型
    //本例中给出的时系统开机后自身发出的广播
    <intent-filter>
        <action android:name="android.intent.action.BOOT_COMPLETED"/>
    </intent-filter>
</receiver>

以上述静态方法注册的MyBroadcastReceiver，在app首次启动时，系统或自动实例化MyBroadcastReceiver，并注册到系统中。

2. 动态注册

  • 在代码中调用Context.registerReceiver()，
  • 典型写法示例如下：
public class MainActivity extends AppCompatActivity {

    public static final String BROADCAST_ACTION = "com.example.whd_alive";
    private BroadcastReceiver mBroadcastReceiver;

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        //实例化MyBroadcastReceiver 
        mBroadcastReceiver = new MyBroadcastReceiver();
        //实例化IntentFilter
        IntentFilter intentFilter = new IntentFilter();

        //设置接收广播的类型
        intentFilter.addAction(BROADCAST_ACTION);

        //动态注册
        registerReceiver(mBroadcastReceiver, intentFilter);
    }

    //销毁广播
    //当此Activity实例化时，会动态将MyBroadcastReceiver注册到系统中
    //当此Activity销毁时，动态注册的MyBroadcastReceiver将不再接收到相应的广播
    @Override
    protected void onDestroy() {
        super.onDestroy();
        unregisterReceiver(mBroadcastReceiver);
    }
}

注：Android中所有与观察者模式有关的设计中，一旦涉及到register，必定在相应的时机需要unregister。因此，上例在onDestroy()回调需要unregisterReceiver(mBroadcastReceiver)。

 

广播发送及广播类型

广播发送，广播 这一实体本身以 intent 表示，广播的定义 = 相应广播intent的定义，广播的发送：通过广播发送者将此intent发送出去，根据不同类型的广播调用相对应的send方法。

广播的类型主要分为一下四类：

  • Normal Broadcast(普通广播)：通常调用sendBroadcast(Intent)(Intent, String)方法发送
  • System Broadcast(系统广播)：发生各种事件时，系统自动发送
  • Ordered Broadcast(有序广播)：调用sendOrderedBroadcast(Intent, String)方法发送
  • Local Broadcast(本地广播)：调用LocalBroadcastManager.sendBroadcast(intent)方法发送
  • Sticky Broadcast(粘性广播)：已弃用(API 21)

1. Normal Broadcast(普通广播)

开发者自定义的intent，以Context.sendBroadcast()，Context.sendBroadcastAsUser()等方法发送该intent。

   Intent intent = new Intent();
        intent.setAction(BROADCAST_ACTION);
        //最普通的发送方式
        sendBroadcast(intent);
        //附带权限的发送方式，声明此权限的BroadcastReceiver才能接收此广播
        sendBroadcast(intent,RECEIVER_PREMISSION);

        //以下两种不常见，是因为只有预装在系统映像中的程序才能使用，否则无法使用
        //指明接收人的发送方式
        sendBroadcastAsUser(intent,USER_HANDLER);
        //指明接收人以及对应权限的发送方式
        sendBroadcastAsUser(intent,USER_HANDLER,RECEIVER_PREMISSION);
  • 若被注册了的BroadCastReceiver注册的intentFilter的action与上述匹配，则会接收此广播，且顺序是无序的。如果发送时有相应的权限要求，则BroadCastReceiver只有拥有相应的权限才能接受。
<receiver
    android:name=".MyBroadcastReceiver"
    android:permission="RECEIVER_PREMISSION">
    <intent-filter>
        <action android:name="BROADCAST_ACTION"/>
    </intent-filter>
</receiver>

2. System Broadcast(系统广播)

Android系统中内置了多个系统广播，只要涉及到手机的基本操作，基本上都会发出相应的系统广播。每个系统广播都具有特定的intent-filter，其中主要包括具体的action，系统广播发出后，将被相应的BroadcastReceiver接收。系统广播在系统内部当特定事件发生时，有系统自动发出。

3. Ordered Broadcast(有序广播))

发送出去的广播被BroadcastReceiver按照先后循序接收。有序广播的有序广播中的“有序”是针对广播接收者而言的

发送方式：

定义过程与普通广播一样，调用sendOrderedBroadcast()，同样也有对应的sendOrderedBroadcastAsUser()方法，只不过同样针对于预装在系统映像的应用。
特点

按顺序接收
允许优先级高的BroadcastReceiver截断广播。
允许优先级高的BroadcastReceiver修改广播
接受顺序

priority值不同：由大到小排序
priority值相同：动态注册优于静态注册
4. Local Broadcast(本地广播)

可以理解成一种局部广播的形式，广播的发送者和接收者都同属于一个App

方案2的具体实现：
使用封装好的LocalBroadcastManager类。
使用方式上与通常的全局广播几乎相同，只是注册/取消注册广播接收器和发送广播时将主调context变成了LocalBroadcastManager的单一实例。

对于LocalBroadcastManager方式发送的应用内广播，只能通过LocalBroadcastManager动态注册的ContextReceiver才有可能接收到（静态注册或其他方式动态注册的ContextReceiver是接收不到的）
代码示例如下：

//实例化MyBroadcastReceiver
mBroadcastReceiver = new MyBroadcastReceiver();
//实例化IntentFilter
IntentFilter intentFilter = new IntentFilter();

//得到LocalBroadcastManager实例
LocalBroadcastManager localBroadcastManager = LocalBroadcastManager.getInstance(this);

//设置接收广播的类型
intentFilter.addAction(BROADCAST_ACTION);

//动态注册
localBroadcastManager.registerReceiver(mBroadcastReceiver, intentFilter);


//取消注册
localBroadcastManager.unregisterReceiver(mBroadcastReceiver);

不同注册方式的广播接收器回调onReceive(context, intent)中的context具体类型

  • 静态注册(全局+本地)： 回调onReceive(context, intent)中的context具体指的是ReceiverRestrictedContext
  • 全局动态注册： 回调onReceive(context, intent)中的context具体指的是Activity Context；
  • LocalBroadcastManager动态注册，回调onReceive(context, intent)中的context具体指的是Application Context。

出于安全考虑的广播使用最佳实践

如不需要向应用程序之外的组件发送广播，则可以使用支持库Support Library中LocalBroadcastManager发送和接收本地广播。如果许多应用程序清单中注册接收相同的广播，它会导致系统启动大量的应用程序，从而对设备性能和用户体验产生重大影响。为了避免这种情况，请使用动态注册而不是Manifest声明。有时，Android系统本身会强制使用上下文注册的接收器。例如，CONNECTIVITY_ACTION广播只允许动态注册。

onReceive(Context, Intent)运行在UI线程，不要进行耗时操作

如耗时操作必不可少，生成子线程。
不要使用隐含的意图传播敏感信息。这些信息可以被任何注册的应用程序读取。

解决方案 ： permission / setPackage(String) / LocalBroadcastManager.
当注册一个BroadcastReceiver，任何应用程序都可以发送潜在的恶意广播到你的应用的BroadcastReceiver。

解决方案 ： permission / android:exported = "false" / LocalBroadcastManager.
广播操作的命名空间是全局的。确保操作名称和其他字符串都是在您自己的名称空间中编写的，否则您可能会无意中与其他应用程序发生冲突。

不要从BroadcastReceiver开始活动，这么做会导致用户体验很差，特别是如果有不止一个BroadcastReceiver。相反，考虑使用Notification。
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