说说PendingIntent的内部机制
来源:互联网 发布:人工智能 高清百度云 编辑:程序博客网 时间:2024/06/10 03:59
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博客时间:2014-01-30 17:35
1 概述
在Android中,我们常常使用PendingIntent来表达一种“留待日后处理”的意思。从这个角度来说,PendingIntent可以被理解为一种特殊的异步处理机制。不过,单就命名而言,PendingIntent其实具有一定误导性,因为它既不继承于Intent,也不包含Intent,它的核心可以粗略地汇总成四个字——“异步激发”。
很明显,这种异步激发常常是要跨进程执行的。比如说A进程作为发起端,它可以从系统“获取”一个PendingIntent,然后A进程可以将PendingIntent对象通过binder机制“传递”给B进程,再由B进程在未来某个合适时机,“回调”PendingIntent对象的send()动作,完成激发。
在Android系统中,最适合做集中性管理的组件就是AMS(Activity Manager Service)啦,所以它义不容辞地承担起管理所有PendingIntent的职责。这样我们就可以画出如下示意图:
注意其中的第4步“递送相应的intent”。这一步递送的intent是从何而来的呢?简单地说,当发起端获取PendingIntent时,其实是需要同时提供若干intent的。这些intent和PendingIntent只是配套的关系,而不是聚合的关系,它们会被缓存在AMS中。日后,一旦处理端将PendingIntent的“激发”语义传递到AMS,AMS就会尝试找到与这个PendingIntent对应的若干intent,并递送出去。
当然,以上说的只是大概情况,实际的技术细节会更复杂一点儿。下面我们就来谈谈细节。
2 PendingIntent的技术细节
2.1 发起端获取PendingIntent
我们先要理解,所谓的“发起端获取PendingIntent”到底指的是什么。难道只是简单new一个PendingIntent对象吗?当然不是。此处的“获取”动作其实还含有向AMS“注册”intent的语义。
在PendingIntent.java文件中,我们可以看到有如下几个比较常见的静态函数:
- public static PendingIntent getActivity(Context context, int requestCode, Intent intent, int flags)
- public static PendingIntent getBroadcast(Context context, int requestCode, Intent intent, int flags)
- public static PendingIntent getService(Context context, int requestCode, Intent intent, int flags)
- public static PendingIntent getActivities(Context context, int requestCode, Intent[] intents, int flags)
- public static PendingIntent getActivities(Context context, int requestCode, Intent[] intents, int flags, Bundle options)
它们就是我们常用的获取PendingIntent的动作了。
坦白说,这几个函数的命名可真不怎么样,所以我们简单解释一下。上面的getActivity()的意思其实是,获取一个PendingIntent对象,而且该对象日后激发时所做的事情是启动一个新activity。也就是说,当它异步激发时,会执行类似Context.startActivity()那样的动作。相应地,getBroadcast()和getService()所获取的PendingIntent对象在激发时,会分别执行类似Context..sendBroadcast()和Context.startService()这样的动作。至于最后两个getActivities(),用得比较少,激发时可以启动几个activity。
我们以getActivity()的代码来说明问题:
public static PendingIntent getActivity(Context context, int requestCode,Intent intent, int flags, Bundle options){String packageName = context.getPackageName();String resolvedType = intent != null ?intent.resolveTypeIfNeeded(context.getContentResolver()) : null;try{intent.setAllowFds(false);IIntentSender target = ActivityManagerNative.getDefault().getIntentSender(ActivityManager.INTENT_SENDER_ACTIVITY, packageName,null, null, requestCode, new Intent[] { intent },resolvedType != null ? new String[] { resolvedType } : null,flags, options);return target != null ? new PendingIntent(target) : null;}catch (RemoteException e){}return null;}
其中那句new PendingIntent(target)创建了PendingIntent对象,其重要性自不待言。然而,这个对象的内部核心其实是由上面那个getIntentSender()函数得来的。而这个IIntentSender核心才是我们真正需要关心的东西。
说穿了,此处的IIntentSender对象是个binder代理,它对应的binder实体是AMS中的PendingIntentRecord对象。PendingIntent对象构造之时,IIntentSender代理作为参数传进来,并记录在PendingIntent的mTarget域。日后,当PendingIntent执行异步激发时,其内部就是靠这个mTarget域向AMS传递语义的。
我们前文说过,PendingIntent常常会经由binder机制,传递到另一个进程去。而binder机制可以保证,目标进程得到的PendingIntent的mTarget域也是合法的IIntentSender代理,而且和发起端的IIntentSender代理对应着同一个PendingIntentRecord实体。示意图如下:
2.2 AMS里的PendingIntentRecord
那么PendingIntentRecord里又有什么信息呢?它的定义截选如下:
class PendingIntentRecord extends IIntentSender.Stub{ final ActivityManagerService owner;final Key key; // 最关键的key域final int uid;final WeakReference<PendingIntentRecord> ref;boolean sent = false;boolean canceled = false;String stringName;. . . . . .}
请注意其中那个key域。这里的Key是个PendingIntentRecord的内嵌类,其定义截选如下:
final static class Key{final int type;final String packageName;final ActivityRecord activity;final String who;final int requestCode;final Intent requestIntent; // 注意!final String requestResolvedType;final Bundle options;Intent[] allIntents; // 注意!记录了当初获取PendingIntent时,用户所指定的所有intentString[] allResolvedTypes;final int flags;final int hashCode;. . . . . .. . . . . .}
请注意其中的allIntents[]数组域以及requestIntent域。前者记录了当初获取PendingIntent时,用户所指定的所有intent(虽然一般情况下只会指定一个intent,但类似getActivities()这样的函数还是可以指定多个intent的),而后者可以粗浅地理解为用户所指定的那个intent数组中的最后一个intent。现在大家应该清楚异步激发时用到的intent都存在哪里了吧。
Key的构造函数截选如下:
Key(int _t, String _p, ActivityRecord _a, String _w,int _r, Intent[] _i, String[] _it, int _f, Bundle _o){ type = _t;packageName = _p;activity = _a; who = _w;requestIntent = _i != null ? _i[_i.length-1] : null; // intent数组中的最后一个requestCode = _r; requestResolvedType = _it != null ? _it[_it.length-1] : null;allIntents = _i; // 所有intentallResolvedTypes = _it;flags = _f;. . . . . .options = _o;}
Key不光承担着记录信息的作用,它还承担“键值”的作用。
2.3 AMS中的PendingIntentRecord总表
在AMS中,管理着系统中所有的PendingIntentRecord节点,所以需要把这些节点组织成一张表:
final HashMap<PendingIntentRecord.Key, WeakReference<PendingIntentRecord>>mIntentSenderRecords
这张哈希映射表的键值类型就是刚才所说的PendingIntentRecord.Key。
以后每当我们要获取PendingIntent对象时,PendingIntent里的mTarget是这样得到的:AMS会先查mIntentSenderRecords表,如果能找到符合的PendingIntentRecord节点,则返回之。如果找不到,就创建一个新的PendingIntentRecord节点。因为PendingIntentRecord是个binder实体,所以经过binder机制传递后,客户进程拿到的就是个合法的binder代理。如此一来,前文的示意图可以进一步修改成下图:
2.4 AMS里的getIntentSender()函数
现在,我们回过头继续说前文的getActivity(),以及其调用的getIntentSender()。我们先列一遍getActivity()的原型:
public static PendingIntent getActivity(Context context, int requestCode,Intent intent, int flags, Bundle options)
- context参数是调用方的上下文。
- requestCode是个简单的整数,起区分作用。
- intent是异步激发时将发出的intent。
- flags可以包含一些既有的标识,比如FLAG_ONE_SHOT、FLAG_NO_CREATE、FLAG_CANCEL_CURRENT、FLAG_UPDATE_CURRENT等等。不少同学对这个域不是很清楚,我们后文会细说。
- options可以携带一些额外的数据。
getActivity()的代码很简单,其参数基本上都传给了getIntentSender()。
IIntentSender target = ActivityManagerNative.getDefault().getIntentSender(. . . . . .)
getIntentSender()的原型大体是这样的:
public IIntentSender getIntentSender(int type,String packageName, IBinder token, String resultWho,int requestCode, Intent[] intents, String[] resolvedTypes,int flags, Bundle options) throws RemoteException;
其参数比getActivity()要多一些,我们逐个说明。
type参数表明PendingIntent的类型。getActivity()和getActivities()动作里指定的类型值是INTENT_SENDER_ACTIVITY,getBroadcast()和getService()和动作里指定的类型值分别是INTENT_SENDER_BROADCAST和INTENT_SENDER_SERVICE。另外,在Activity.java文件中,我们还看到一个createPendingResult()函数,这个函数表达了发起方的activity日后希望得到result回馈的意思,所以其内部调用getIntentSender()时指定的类型值为INTENT_SENDER_ACTIVITY_RESULT。
packageName参数表示发起端所属的包名。
token参数是个指代回馈目标方的代理。这是什么意思呢?我们常用的getActivity()、getBroadcast()和getService()中,只是把这个参数简单地指定为null,表示这个PendingIntent激发时,是不需要发回什么回馈的。不过当我们希望获取类型为INTENT_SENDER_ACTIVITY_RESULT的PendingIntent时,就需要指定token参数了。具体可参考createPendingResult()的代码:
public PendingIntent createPendingResult(int requestCode, Intent data, int flags){String packageName = getPackageName();try{data.setAllowFds(false);IIntentSender target = ActivityManagerNative.getDefault().getIntentSender(ActivityManager.INTENT_SENDER_ACTIVITY_RESULT,packageName,mParent == null ? mToken : mParent.mToken,mEmbeddedID, requestCode, new Intent[] { data },null, flags, null);return target != null ? new PendingIntent(target) : null;} catch (RemoteException e) {// Empty}return null;}
看到了吗?传入的token为Activity的mToken或者其mParent.mToken。说得简单点儿,AMS内部可以根据这个token找到其对应的ActivityRecord,日后当PendingIntent激发时,AMS可以根据这个ActivityRecord确定出该向哪个目标进程的哪个Activity发出result语义。
resultWho参数和token参数息息相关,一般也是null啦。在createPendingResult()中,其值为Activity的mEmbeddedID字符串。
requestCode参数是个简单的整数,可以在获取PendingIntent时由用户指定,它可以起区分的作用。
intents数组参数是异步激发时希望发出的intent。对于getActivity()、getBroadcast()和getService()来说,都只会指定一个intent而已。只有getActivities()会尝试一次传入若干intent。
resolvedTypes参数基本上和intent是相关的。一般是这样得到的:
String resolvedType = intent != null ? intent.resolveTypeIfNeeded(context.getContentResolver()) : null;
这个值常常和intent内部的mData URI有关系,比如最终的值可能是URI对应的MIME类型。
flags参数可以指定PendingIntent的一些行为特点。它的取值是一些既有的比特标识的组合。目前可用的标识有:FLAG_ONE_SHOT、FLAG_NO_CREATE、FLAG_CANCEL_CURRENT、FLAG_UPDATE_CURRENT等等。有时候,flags中还可以附带若干FILL_IN_XXX标识。我们把常见的标识定义列举如下:
【PendingIntent中】
public static final int FLAG_ONE_SHOT = 1<<30;public static final int FLAG_NO_CREATE = 1<<29;public static final int FLAG_CANCEL_CURRENT = 1<<28;public static final int FLAG_UPDATE_CURRENT = 1<<27;
【Intent中】
public static final int FILL_IN_ACTION = 1<<0;public static final int FILL_IN_DATA = 1<<1;public static final int FILL_IN_CATEGORIES = 1<<2;public static final int FILL_IN_COMPONENT = 1<<3;public static final int FILL_IN_PACKAGE = 1<<4;public static final int FILL_IN_SOURCE_BOUNDS = 1<<5;public static final int FILL_IN_SELECTOR = 1<<6;public static final int FILL_IN_CLIP_DATA = 1<<7;
这些以FILL_IN_打头的标志位,主要是在intent对象的fillIn()函数里起作用:
public int fillIn(Intent other, int flags)
我们以FILL_IN_ACTION为例来说明,当我们执行类似srcIntent.fillIn(otherIntent, ...)的句子时,如果otherIntent的mAction域不是null值,那么fillIn()会在以下两种情况下,用otherIntent的mAction域值为srcIntent的mAction域赋值:
其他FILL_IN_标志位和FILL_IN_ACTION的处理方式类似,我们不再赘述。
options参数可以携带一些额外数据。
2.4.1 getIntentSender()函数
getIntentSender()函数摘录如下:
public IIntentSender getIntentSender(int type, String packageName,IBinder token, String resultWho,int requestCode, Intent[] intents,String[] resolvedTypes,int flags, Bundle options){ . . . . . .// 先判断intents数组,可以用伪代码checkIntents(intents)来表示// checkIntents(intents);. . . . . .int callingUid = Binder.getCallingUid();. . . . . .if (callingUid != 0 && callingUid != Process.SYSTEM_UID){int uid = AppGlobals.getPackageManager().getPackageUid(packageName,UserId.getUserId(callingUid));if (!UserId.isSameApp(callingUid, uid)){ . . . . . .throw new SecurityException(msg);} }return getIntentSenderLocked(type, packageName, Binder.getOrigCallingUid(),. . . . . . token, resultWho, requestCode, intents, resolvedTypes, flags, options);}. . . . . .
getIntentSender()函数中有一段逐条判断intents[]的代码,我用伪代码checkIntents(intents)来表示,这部分对应的实际代码如下:
for (int i=0; i<intents.length; i++){Intent intent = intents[i];if (intent != null){if (intent.hasFileDescriptors()){throw new IllegalArgumentException("File descriptors passed in Intent");}if (type == ActivityManager.INTENT_SENDER_BROADCAST &&(intent.getFlags()&Intent.FLAG_RECEIVER_BOOT_UPGRADE) != 0){throw new IllegalArgumentException("Can't use FLAG_RECEIVER_BOOT_UPGRADE here");}intents[i] = new Intent(intent);}}
这段代码说明在获取PendingIntent对象时,intent中是不能携带文件描述符的。而且如果这个PendingIntent是那种要发出广播的PendingIntent,那么intent中也不能携带FLAG_RECEIVER_BOOT_UPGRADE标识符。“BOOT_UPGRADE”应该是“启动并升级”的意思,它不能使用PendingIntent。
getIntentSender()中最核心的一句应该是调用getIntentSenderLocked()的那句。
2.4.2 getIntentSenderLocked()函数
getIntentSenderLocked()的代码截选如下:
【frameworks/base/services/java/com/android/server/am/ActivityManagerService.java】
IIntentSender getIntentSenderLocked(int type, String packageName, int callingUid,IBinder token, String resultWho,int requestCode, Intent[] intents,String[] resolvedTypes, int flags,Bundle options){ . . . . . .// 如果是INTENT_SENDER_ACTIVITY_RESULT类型,那么要判断token所// 代表的activity是否还在activity栈中. . . . . .// 整理flags中的信息. . . . . .PendingIntentRecord.Key key = new PendingIntentRecord.Key(type, packageName,activity, resultWho,requestCode, intents,resolvedTypes, flags, options);// 尽力从哈希映射表中查找key对应的PendingIntentRecord,如果找不到就创建一个新的节点。WeakReference<PendingIntentRecord> ref;ref = mIntentSenderRecords.get(key);PendingIntentRecord rec = ref != null ? ref.get() : null;if (rec != null){// 找到了匹配的PendingIntent,现在考虑要不要更新它,或者取消它。if (!cancelCurrent){if (updateCurrent){// 如果明确指定了FLAG_UPDATE_CURRENT,那么更新找到的节点if (rec.key.requestIntent != null) {rec.key.requestIntent.replaceExtras(intents != null ?intents[intents.length - 1] : null);}if (intents != null) {intents[intents.length-1] = rec.key.requestIntent;rec.key.allIntents = intents;} else {rec.key.allResolvedTypes = resolvedTypes; rec.key.allIntents = null;rec.key.allResolvedTypes = null;}}// 凡是能找到对应的节点,而且又不取消该节点的,那么就return这个节点return rec;}// 如果PendingIntent的标志中带有FLAG_CANCEL_CURRENT,则从哈希映射表中删除之rec.canceled = true;mIntentSenderRecords.remove(key);}if (noCreate){// 如果明确表示了不创建新节点,也就是说标志中带有FLAG_NO_CREATE,// 那么不管是不是Cancel了PendingIntent,此时一概直接返回。return rec;}// 从哈希映射表中找不到,而且又没有写明FLAG_NO_CREATE,此时创建一个新节点rec = new PendingIntentRecord(this, key, callingUid);mIntentSenderRecords.put(key, rec.ref);if (type == ActivityManager.INTENT_SENDER_ACTIVITY_RESULT){// 如果intent需要返回结果,那么修改token对应的ActivityRecord// 的pendingResults域。if (activity.pendingResults == null){activity.pendingResults = new HashSet<WeakReference<PendingIntentRecord>>();}activity.pendingResults.add(rec.ref);}return rec;}
上面这段代码主要做的事情有:
2.4.3 说说flags
从getIntentSenderLocked()的代码中,我们终于搞明白了flags中那些特定比特值的意义了。我们现在总结一下。
应该说这些flags比特值基本上都是在围绕着mIntentSenderRecords总表说事的。其中,FLAG_CANCEL_CURRENT的意思是,当我们获取PendingIntent时,如果可以从总表中查到一个相符的已存在的PendingIntentRecord节点的话,那么需要把这个节点从总表中清理出去。而在没有指定FLAG_CANCEL_CURRENT的大前提下,如果用户指定了FLAG_UPDATE_CURRENT标识,那么会用新的intents参数替掉刚查到的PendingIntentRecord中的旧intents。
而不管是刚清理了已存在的PendingIntentRecord,还是压根儿就没有找到符合的PendingIntentRecord,只要用户没有明确指定FLAG_NO_CREATE标识,系统就会尽力创建一个新的PendingIntentRecord节点,并插入总表。
至于FLAG_ONE_SHOT标识嘛,它并没有在getIntentSenderLocked()中露脸儿。它的名字是“FLAG_ONE_SHOT”,也就是“只打一枪”的意思,那么很明显,这个标识起作用的地方应该是在“激发”函数里。在最终的激发函数(sendInner())里,我们可以看到下面的代码:
【frameworks/base/services/java/com/android/server/am/PendingIntentRecord.java】
int sendInner(int code, Intent intent, String resolvedType,IIntentReceiver finishedReceiver, String requiredPermission,IBinder resultTo, String resultWho, int requestCode,int flagsMask, int flagsValues, Bundle options){ synchronized(owner) {if (!canceled){sent = true;if ((key.flags & PendingIntent.FLAG_ONE_SHOT) != 0) {owner.cancelIntentSenderLocked(this, true);canceled = true;}. . . . . .. . . . . .return ActivityManager.START_CANCELED;} }}
意思很简单,一进行激发就把相应的PendingIntentRecord节点从总表中清理出去,而且把PendingIntentRecord的canceled域设为true。这样,以后即便外界再调用send()动作都没用了,因为再也无法进入if (!canceled)判断了。
2.4.4 将PendingIntentRecord节点插入总表
接下来getIntentSenderLocked()函数new了一个PendingIntentRecord节点,并将之插入mIntentSenderRecords总表中。
2.5 PendingIntent的激发动作
下面我们来看PendingIntent的激发动作。在前文我们已经说过,当需要激发PendingIntent之时,主要是通过调用PendingIntent的send()函数来完成激发动作的。PendingIntent提供了多个形式的send()函数,然而这些函数的内部其实调用的是同一个send(),其函数原型如下:
public void send(Context context, int code, Intent intent,OnFinished onFinished, Handler handler, String requiredPermission)throws CanceledException
该函数内部最关键的一句是:
int res = mTarget.send(code, intent, resolvedType,onFinished != null ? new FinishedDispatcher(this, onFinished, handler) : null,requiredPermission);
我们前文已经介绍过这个mTarget域了,它对应着AMS中的某个PendingIntentRecord。
所以我们要看一下PendingIntentRecord一侧的send()函数,其代码如下:
public int send(int code, Intent intent, String resolvedType,IIntentReceiver finishedReceiver, String requiredPermission){return sendInner(code, intent, resolvedType, finishedReceiver,requiredPermission, null, null, 0, 0, 0, null);}
其中sendInner()才是真正做激发动作的函数。
sendInner()完成的主要逻辑动作有:
现在还有一个问题是,既然我们在当初获取PendingIntent时,已经指定了日后激发时需要递送的intent(或intent数组),那么为什么send()动作里还有一个intent参数呢?它们的关系又是什么呢?我猜想,PendingIntent机制的设计者是希望给激发端一个修改“待激发的intent”的机会。比如当初我们获取PendingIntent对象时,如果在flags里设置了FILL_IN_ACTION标志位,那么就说明我们允许日后在某个激发点,用新的intent的mAction域值,替换掉我们最初给的intent的mAction域值。如果一开始没有设置FILL_IN_ACTION标志位,而且在最初的intent里已经有了非空的mAction域值的话,那么即使在激发端又传入了新intent,它也不可能修改用新intent的mAction域值替换旧intent的mAction域值。
细心的读者一定记得,当初获取PendingIntent对象时,我们可是向AMS端传递了一个intent数组噢,虽然一般情况下这个数组里只有一个intent元素,但有时候我们也是有可能一次性传递多个intent的。比如getActivities()函数就可以一次传递多个intent。可是现在激发动作send()却只能传递一个intent参数,这该如何处理呢?答案很简单,所传入的intent只能影响已有的intent数组的最后一个intent元素。大家可以看看sendInner里allIntents[allIntents.length-1] = finalIntent;一句。
Ok,intent说完了,下面就该做具体的激发了。我们以简单的INTENT_SENDER_BROADCAST型PendingIntentRecord来说明,此时的激发动作就是发送一个广播:
owner.broadcastIntentInPackage(key.packageName, uid, finalIntent, resolvedType,finishedReceiver, code, null, null,requiredPermission, (finishedReceiver != null),false, UserId.getUserId(uid));
至于其他类型的PendingIntentRecord的激发动作,大家可以自行查阅代码,它们的基本代码格局都是差不多的。
3 小结
本文是基于我早先的一点儿笔记整理而成的。当时为了搞清楚PendingIntent的机理,也查阅了一些网上的相关文章,只是都不大满足我的要求,后来只好自己看代码,终于得了些自己的浅见。现在把我过去的一点儿认识整理出来,希望能对学习PendingIntent的同学有点儿帮助。
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