Android开发之——Android广播机制

前言

BroadcastReceiver(广播接收器),属于Android四大组件之一,在Android开发中,BroadcastReceiver的应用场景非常多,今天,我们将详细讲解关于BroadcastReceiver的一切相关知识。

理论

定义

广播,是一个全局的监听器,属于Android四大组件之一。Android广播分为两个角色:广播发送者、广播接收者。

作用

用于监听/接收应用发出的广播消息,并作出响应

应用场景

  • 不同组件之间通信(包括应用内/不同应用之间)
  • 与Android系统在特定情况下的通信
    如当电话呼入时,网络可用时
  • 多线程通信

实现原理

Android中的广播使用了设计模式中的观察者模式:基于消息的发布/订阅事件模型。因此,Android将广播的发送者和接收者解耦,使得系统方便集成,更易扩展。

模型中有3个角色

  • 消息订阅者(广播接收者)
  • 消息发布者(广播发布者)
  • 消息中心(AMS,即Activity Manager Service)

原理描述:

  • 广播接收者通过Binder机制在AMS注册
  • 广播发送者通过Binder机制向AMS发送广播
  • AMS根据广播发送者要求,在已注册列表中,寻找合适的广播接收者
    寻找依据:IntentFilter/Permission
  • AMS将广播发送到合适的广播接收者响应的消息循环队列中;
  • 广播接收者通过消息循环拿到此广播,并回调onReceiver()
    特别注意:广播发送者和广播接收者的执行时异步的,发出去的广播不会关心有无接收者,也不确定接收者到底是何时才能接收到;

具体流程

具体使用流程如下:

具体使用

自定义广播接收者BroadcastReceiver

自定义广播接收者,继承自BroadcstReceiver基类,必须复写抽象方法onReceiver()方法

  • 广播接收器接收到响应广播后,会自动回调onReceiver()方法
  • 一般情况下,onReceiver方法会涉及其他组件之间的交互,如发送Notification、启动Service等
  • 默认情况下,广播接收器运行在UI线程,因此,onReceiver方法不能执行耗时操作,否则将导致ANR

代码范例
mBroadcastReceiver.java

public class mBroadcastReceiver extends BroadcastReceiver 
{
    //接收到广播后自动调用该方法
    @Override
    public void onReceive(Context context, Intent intent) {//写入接收广播后的操作}
}

广播接收器注册

注册的方式分为两种:静态注册、动态注册

静态注册

  • 在AndroidManifest.xml里通过标签声明

  • 属性说明:

      <receiver 
      android:enabled=["true" | "false"]
      //此broadcastReceiver能否接收其他App的发出的广播
      //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"
      //继承BroadcastReceiver子类的类名
      android:name=".mBroadcastReceiver"
      //具有相应权限的广播发送者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
      //注: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" >
      //用于指定此广播接收器将接收的广播类型
      //本示例中给出的是用于接收网络状态改变时发出的广播
      <intent-filter>
      <action android:name="android.net.conn.CONNECTIVITY_CHANGE" />
      </intent-filter>
      </receiver>
    
  • 注册示例

      <receiver 
      //此广播接收者类是mBroadcastReceiver
      android:name=".mBroadcastReceiver" >
      //用于接收网络状态改变时发出的广播
      <intent-filter>
          <action android:name="android.net.conn.CONNECTIVITY_CHANGE" />
      </intent-filter>
      </receiver>
    

当此APP首次启动时,系统会自动实例化mBroadcastReceiver类,并注册到系统中。

动态注册

在代码中通过调用Context的registerReceiver()方法进行动态注册BroadcastReceiver,具体代码如下:

@Override
  protected void onResume()
{
  super.onResume();
//实例化BroadcastReceiver子类 &  IntentFilter
 mBroadcastReceiver mBroadcastReceiver = new mBroadcastReceiver();
 IntentFilter intentFilter = new IntentFilter();
//设置接收广播的类型
 intentFilter.addAction(android.net.conn.CONNECTIVITY_CHANGE);
//调用Context的registerReceiver()方法进行动态注册
 registerReceiver(mBroadcastReceiver, intentFilter);
}
//注册广播后,要在相应位置记得销毁广播
//即在onPause() 中unregisterReceiver(mBroadcastReceiver)
//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 onPause() 
{
  super.onPause();
  //销毁在onResume()方法中的广播
  unregisterReceiver(mBroadcastReceiver);
 }

特别注意

动态广播最好在Activity的onResume()注册、onPause销毁

原因:
  • 对于动态广播,有注册就必然得有注销,否则会导致内存泄漏
    重复注册、重复注销也不允许

  • Activity声明周期如下:

    Activity声明周期你的方法是成对出现的:

    • onCreate()&onDestroy()
    • onstart()&onStop()
    • onResume()&onPause()

    在onResume()注册、onPause注销是因为onPause()在App死亡之前一定会被执行,从而保证广播在App死亡之前一定会被注销,从而防止内存泄漏。

  • 不在onCreate()&onDestroy()或onStart()&onStop()注册、注销是因为: 当系统内存不足(优先级更高的应用需要内存,请看上图红框)要回收Activity暂用的资源时,Activity在执行完onPause()方法后就会被销毁,有些声明周期方法onStop(),onDestroy()就不会执行。当再回到此Activity时,是从onCreate方法开始执行。

  • 假设我们将广播的注销放在onStop(),onDestroy()方法里的话,有可能在Activity被销毁后还未执行onStop,onDestroy()方法,即广播仍未注销,从而导致内存泄漏。

  • 但是,onPause()一定会被执行,从而保证了广播在App死亡前一定会被注销,从而防止了内存泄漏。

两种注册方式的区别

广播发送者向AMS发送广播

广播的发送

广播的类型主要分为5类:

  • 广播是用"意图(intent)"标识
  • 定义广播的本质:定义广播所具备的"意图(intent)"
  • 广播发送:广播发送者将次广播的"意图"通过sendBroadcast()方法发送出去

广播的类型

广播的类型主要分为5类

  • 普通广播(Normal Broadcast)
  • 系统广播(System Broadcast)
  • 有序广播(Orderd Broadcast)
  • 粘性广播(Sticky Broadcast)
  • App应用内广播(Local Broadcast)

具体说明如下:

普通广播(Normal Broadcast)

即开发者自身定义intent的广播(最常用),发送广播使用如下:

Intent intent=new Intent();  
//对应BroadcastReceiver中intentFilter的action  
intent.setAction(BROADCAST_ACTION);  
//发送广播 
sendBroadcast(intent);
  • 若被注册了的广播接收者中注册时intentFilter的action与上述匹配,则会接受此广播(即进行回调onReceiver())。如下mBroadcastReceiver则会接收上述广播

      <receiver 
          //此广播接收者类是mBroadcastReceiver
          android:name=".mBroadcastReceiver" >
          //用于接收网络状态改变时发出的广播
          <intent-filter>
          <action android:name="BROADCAST_ACTION" />
          </intent-filter>
      </receiver>
    
  • 若发送广播有相应权限,那么广播接收者也需要相应权限

系统广播(System Broadcast)

  • Android中内置了多个系统广播:只要涉及到手机的基本操作(如开机、网络状态改变、拍照等等),都会发出相应的广播
  • 每个广播都有特定的intent-Filter(包括具体的action),Android系统广播action如下:


    注:当使用系统广播时,只需要在注册广播接收者时定义相关的action既可,并不需要手动发送广播,当系统有相关操作时会自动进行系统广播

有序广播(Ordered Broadcast)

定义

发送出去的广播被广播接收者按照先后顺序接收
有序是针对广播接收而言的

广播接收者接收广播的顺序规则(同时面向静态和动态注册的广播接收者)
  • 按照Priority属性值从大到小排序;
  • Priority属性相同者,动态注册的广播优先;
特点
  • 接收广播按顺序接收
  • 先接收的广播接收者可以对广播进行截断,即后接收的广播接收者不在接收到此广播;
  • 先接收的广播接收者可以对广播进行修改,那么后接收的广播接收者收到被修改后的广播
具体使用

有序广播的使用过程与普通广播非常类似,差异仅在于广播的发送方式:

sendOrderBroadcast(intent)  

App应用内广播(Local Broadcast)

背景

Android中的广播可以跨App直接通信(exported对于有intent-filter情况下默认值为true)

冲突

可能出现的问题

  • 其他App针对性发出与当前App intent-filter相匹配的广播,由此导致当前App不断接收广播并处理;
  • 其他App注册与当前App一致的intent-filter用于接收广播,获取当前广播具体信息;即会出现安全性&效率性的问题。
解决方案

使用App应用内广播(Local Broadcast)

  • App应用内广播可理解为一种局部广播,广播的发送者和接收者都同属于一个App。
  • 相比于全局广播(普通广播),App应用内广播优势体现在:安全性高&效率高
具体使用1-将全局广播设置成局部广播
  • 注册广播时将exported属性设置为false,使得非本App内部发出的此广播不被接收;
  • 在广播发送和接收时,增设相应权限permission,用于权限验证;
  • 发送广播时指定该广播接收器所在的报名,此广播将只会发送到此包中的App内与之相匹配的有效广播接收器中。
    通过intent.setPackage(packageName)指定包名
具体使用2-使用封装好的LocalBroadcastManager类

使用方式上与全局广播几乎相同,只是注册/取消注册广播接收器和发送广播时将参数的context变成了LocalBroadcastManager的单一实例

注:对于LocalBroadcastManager方式发送的应用内广播,只能通过LocalBroadcastManager动态注册,不能静态注册

//注册应用内广播接收器
//步骤1:实例化BroadcastReceiver子类 & IntentFilter mBroadcastReceiver 
mBroadcastReceiver = new mBroadcastReceiver(); 
IntentFilter intentFilter = new IntentFilter(); 

//步骤2:实例化LocalBroadcastManager的实例
localBroadcastManager = LocalBroadcastManager.getInstance(this);

//步骤3:设置接收广播的类型 
intentFilter.addAction(android.net.conn.CONNECTIVITY_CHANGE);

//步骤4:调用LocalBroadcastManager单一实例的registerReceiver()方法进行动态注册 
localBroadcastManager.registerReceiver(mBroadcastReceiver, intentFilter);

//取消注册应用内广播接收器
localBroadcastManager.unregisterReceiver(mBroadcastReceiver);

//发送应用内广播
Intent intent = new Intent();
intent.setAction(BROADCAST_ACTION);
localBroadcastManager.sendBroadcast(intent);

粘性广播(Sticky Broadcast)

android的粘性广播,是指广播接收器一注册马上就能接收到广播的一种机制,当然首先系统要存在广播。而普通广播就是要先注册广播接收器,然后广播被发送到系统,广播接收器才能接收到广播。
所以他们的区别是:
粘性广播调用registerReceiver能马上接受广播,而普通广播不行。

对于粘性广播
sendStickyBroadcast(Intent intent) 
注册广播接收器
registerReceiver(BroadcastReceiver receiver, IntentFilter filter)  
特别注意

对于不同注册方式的广播接收器回调onReceiver(Context context,Intent intent)中的context返回值是不一样的:

  • 对于静态注册(全局+应用内广播),回调onReceiver(context,intent)中的context返回值:ReceiverRestrictedContext;
  • 对于全局广播的动态注册,回调onReceive(context,intent)中的context返回值是Activity Context;
  • 对于应用内广播的动态注册(LocalBroadcastManager方式),回调onReceiver(context,intent)中的context返回值是Application Context;
  • 对于应用内广播的动态注册(非LocalBroadcastManager方式),回调onReceiver(context,intent)中的context返回值是:Activity Context;

参考:
Android四大组件:BroadcastReceiver史上最全面解析
android 广播机制(2) 粘性广播
BroadCastSample