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android 广播的插件化
------本文转载自 Android插件化原理解析——广播的管理 这一系列的文章实在是写的好!
1, 概述
为了实现Activity的插件化我们付出了相当多的努力；那么Android系统的 其他组件，比如BroadcastReceiver，Service还有ContentProvider，它们又该如何处理呢？
相比Activity，BroadcastReceiver要简单很多——广播的生命周期相当简单；如果希望插件能够支持广播，这意味着什么？
回想一下我们日常开发的时候是如何使用BroadcastReceiver的：注册, 发送和接收；因此，要实现BroadcastReceiver的插件化就这三种操作提供支持；
接下来我们将一步步完成这个过程。
阅读本文之前，可以先clone一份understand-plugin-framework，参考此项目的receiver-management模块。本编文章的源码基于android 6.0.
2, 广播源码分析
我们可以注册一个BroadcastReceiver然后接收我们感兴趣的广播，也可以给某有缘人发出某个广播；因此，我们对源码的分析按照两条路线展开：
2.1 注册过程
不论是静态广播还是动态广播，在使用之前都是需要注册的；动态广播的注册需要借助Context类的registerReceiver方法，
而静态广播的注册直接在AndroidManifest.xml中声明即可；我们首先分析一下动态广播的注册过程。
Context类的registerReceiver的真正实现在ContextImpl里面，而这个方法间接调用了registerReceiverInternal，源码如下：
private Intent registerReceiverInternal(BroadcastReceiver receiver, int userId,
IntentFilter filter, String broadcastPermission,
Handler scheduler, Context context) {
IIntentReceiver rd = null; // Important !!!!!
if (receiver != null) {
if (mPackageInfo != null && context != null) {
if (scheduler == null) {
scheduler = mMainThread.getHandler();
}
rd = mPackageInfo.getReceiverDispatcher(
receiver, context, scheduler,
mMainThread.getInstrumentation(), true);
} else {
if (scheduler == null) {
scheduler = mMainThread.getHandler();
}
rd = new LoadedApk.ReceiverDispatcher(
receiver, context, scheduler, null, true).getIIntentReceiver();
}
}
try {
return ActivityManagerNative.getDefault().registerReceiver(
mMainThread.getApplicationThread(), mBasePackageName,
rd, filter, broadcastPermission, userId);
} catch (RemoteException e) {
return null;
}
}可以看到，BroadcastReceiver的注册也是通过AMS完成的；在进入AMS跟踪它的registerReceiver方法之前，
我们先弄清楚这个IIntentReceiver类型的变量rd是什么。这个类是通过AIDL工具生成的，它是一个Binder对象，
因此可以用来跨进程传输；它是用来进行广播分发的。
由于广播的分发过程是在AMS中进行的，而AMS所在的进程和BroadcastReceiver所在的进程不一样，
因此要把广播分发到BroadcastReceiver具体的进程需要进行跨进程通信，这个通信的载体就是IIntentReceiver类。
其实这个类的作用跟Activity生命周期管理 中提到的IApplicationThread相同，都是App进程给AMS进程用来进行通信的对象。
另外，IIntentReceiver是一个接口，从上述代码中可以看出，它的实现类为LoadedApk.ReceiverDispatcher。
OK，我们继续跟踪源码，AMS类的registerReceiver方法代码有点多，这里不一一解释了，感兴趣的话可以自行查阅；
这个方法主要做了以下两件事：
1.对发送者的身份和权限做出一定的校检
2.把这个BroadcastReceiver以BroadcastFilter的形式存储在AMS的mReceiverResolver变量中，供后续使用。
就这样，被传递过来的BroadcastReceiver已经成功地注册在系统之中，能够接收特定类型的广播了；
那么注册在AndroidManifest.xml中的静态广播是如何被系统感知的呢？
在 插件加载机制 中我们知道系统会通过PackageParser解析Apk中的AndroidManifest.xml文件，因此我们有理由认为，
系统会在解析AndroidMafest.xml的<receiver>标签（也即静态注册的广播）的时候保存相应的信息；
而Apk的解析过程是在PMS 中进行的，因此静态注册广播的信息存储在PMS中。接下来的分析会证实这一结论。
2.2 发送过程
发送广播很简单，就是一句context.sendBroadcast()，我们顺藤摸瓜，跟踪这个方法。前文也提到过，
Context中方法的调用都会委托到ContextImpl这个类，我们直接看ContextImpl对这个方法的实现：
public void sendBroadcast(Intent intent) {
warnIfCallingFromSystemProcess();
String resolvedType = intent.resolveTypeIfNeeded(getContentResolver());
try {
intent.prepareToLeaveProcess();
ActivityManagerNative.getDefault().broadcastIntent(
mMainThread.getApplicationThread(), intent, resolvedType, null,
Activity.RESULT_OK, null, null, null, AppOpsManager.OP_NONE, null, false, false,
getUserId());
} catch (RemoteException e) {
throw new RuntimeException("Failure from system", e);
}
}发送广播也是通过AMS进行的，我们直接查看ActivityManagerService类的broadcastIntent方法，
这个方法 仅仅是调用了broadcastIntentLocked方法，我们继续跟踪；broadcastIntentLocked这个方法相当长，
处理了诸如粘性广播，顺序广播，各种Flag以及动态广播静态广播的接收过程，这些我们暂时不关心；
值得注意的是，在这个方法中我们发现，其实广播的发送和接收是融为一体的。某个广播被发送之后，
AMS会找出所有注册过的BroadcastReceiver中与这个广播匹配的接收者，然后将这个广播分发给相应的接收者处理。
2.3 匹配过程
某一条广播被发出之后，并不是阿猫阿狗都能接收它并处理的；BroadcastReceiver可能只对某些类型的广播感兴趣，
因此它也只能接收和处理这种特定类型的广播；在broadcastIntentLocked方法内部有如下代码：
// Figure out who all will receive this broadcast.
List receivers = null;
List<BroadcastFilter> registeredReceivers = null;
// Need to resolve the intent to interested receivers...
if ((intent.getFlags()&Intent.FLAG_RECEIVER_REGISTERED_ONLY)
== 0) {
receivers = collectReceiverComponents(intent, resolvedType, callingUid, users);
}
if (intent.getComponent() == null) {
if (userId == UserHandle.USER_ALL && callingUid == Process.SHELL_UID) {
// Query one target user at a time, excluding shell-restricted users
// 略
} else {
registeredReceivers = mReceiverResolver.queryIntent(intent,
resolvedType, false, userId);
}
}这里有两个列表receivers和registeredReceivers，看名字好像是广播接收者的列表；下面是它们的赋值过程：
receivers = collectReceiverComponents(intent, resolvedType, callingUid, users); registeredReceivers = mReceiverResolver.queryIntent(intent, resolvedType, false, userId);
1.receivers是对这个广播感兴趣的静态BroadcastReceiver列 表；collectReceiverComponents
通过PackageManager获取了与这个广播匹配的静态BroadcastReceiver信息；
这里也证实了我们在分析BroadcasrReceiver注册过程中的推论——静态BroadcastReceiver的注册过程的确实在PMS中进行的。
2.mReceiverResolver存储了动态注册的BroadcastReceiver的信息；还记得这个mReceiverResolver吗？
我们在分析动态广播的注册过程中发现，动态注册的BroadcastReceiver的相关信息最终存储在此对象之中；
在这里，通过mReceiverResolver对象匹配出了对应的BroadcastReceiver供进一步使用。
现在系统通过PMS拿到了所有符合要求的静态BroadcastReceiver，然后从AMS中获取了符合要求的动态BroadcastReceiver；
因此接下来的工作非常简单：唤醒这些广播接受者。简单来说就是回调它们的onReceive方法。
2.4 接收过程
通过上文的分析过程我们知道，在AMS的broadcastIntentLocked方法中找出了符合要求的所有BroadcastReceiver；
接下来就需要把这个广播分发到这些接收者之中。在broadcastIntentLocked方法的后半部分有如下代码：
BroadcastQueue queue = broadcastQueueForIntent(intent);
BroadcastRecord r = new BroadcastRecord(queue, intent, callerApp,
callerPackage, callingPid, callingUid, resolvedType,
requiredPermissions, appOp, brOptions, receivers, resultTo, resultCode,
resultData, resultExtras, ordered, sticky, false, userId);
boolean replaced = replacePending && queue.replaceOrderedBroadcastLocked(r);
if (!replaced) {
queue.enqueueOrderedBroadcastLocked(r);
queue.scheduleBroadcastsLocked();
}首先创建了一个BroadcastRecord代表此次发送的这条广播，然后把它丢进一个队列，
最后通过scheduleBroadcastsLocked通知队列对广播进行处理。
在BroadcastQueue中通过Handle调度了对于广播处理的消息，调度过程由processNextBroadcast方法完成，
而这个方法通过performReceiveLocked最终调用了IIntentReceiver的performReceive方法。
这个IIntentReceiver正是在广播注册过程中由App进程提供给AMS进程的Binder对象，
现在AMS 通过这个Binder对象进行IPC调用通知广播接受者所在进程完成余下操作。
在上文我们分析广播的注册过程中提到过，这个IItentReceiver 的实现是LoadedApk.ReceiverDispatcher；
我们查看这个对象的performReceive方法，源码如下：
public void performReceive(Intent intent, int resultCode, String data,
Bundle extras, boolean ordered, boolean sticky, int sendingUser) {
Args args = new Args(intent, resultCode, data, extras, ordered,
sticky, sendingUser);
if (!mActivityThread.post(args)) {
if (mRegistered && ordered) {
IActivityManager mgr = ActivityManagerNative.getDefault();
args.sendFinished(mgr);
}
}
}这个方法创建了一个Args对象，然后把它post到了mActivityThread这个Handler中；我们查看Args类的run方法：
public void run() {
final BroadcastReceiver receiver = mReceiver;
final boolean ordered = mOrdered;
final IActivityManager mgr = ActivityManagerNative.getDefault();
final Intent intent = mCurIntent;
mCurIntent = null;
if (receiver == null || mForgotten) {
if (mRegistered && ordered) {
sendFinished(mgr);
}
return;
}
try {
ClassLoader cl = mReceiver.getClass().getClassLoader(); // Important!! load class
intent.setExtrasClassLoader(cl);
setExtrasClassLoader(cl);
receiver.setPendingResult(this);
receiver.onReceive(mContext, intent); // callback
} catch (Exception e) {
if (mRegistered && ordered) {
sendFinished(mgr);
}
if (mInstrumentation == null ||
!mInstrumentation.onException(mReceiver, e)) {
throw new RuntimeException(
"Error receiving broadcast " + intent
+ " in " + mReceiver, e);
}
}
if (receiver.getPendingResult() != null) {
finish();
}
}这里，我们看到了相应BroadcastReceiver的onReceive回调；因此，广播的工作原理到这里就水落石出了；
我们接下来将探讨如何实现对于广播的插件化。
3, service插件化
3.1 思路分析
上文中我们分析了BroadcastReceiver的工作原理，那么怎么才能实现对BroadcastReceiver的插件化呢？
从分析过程中我们发现，Framework对于静态广播和动态广播的处理是不同的；
不过，这个不同之处仅仅体现在注册过程——静态广播需要在AndroidManifest.xml中注册，
并且注册的信息存储在PMS中；动态广播不需要预注册，注册的信息存储在AMS中。
从实现Activity的插件化过程中我们知道，需要在AndroidManifest.xml中预先注册是一个相当麻烦的事情——
我们需要使用『替身』并在合适的时候进行『偷梁换柱』；因此看起来动态广播的处理要容易那么一点，
我们先讨论一下如何实现动态注册BroadcastReceiver 的插件化。
首先，广播并没有复杂的生命周期，它的整个存活过程其实就是一个onReceive回调；
而动态广播又不需要在 AndroidManifest.xml中预先注册，所以动态注册的BroadcastReceiver
其实可以当作一个普通的Java对象；我们完全可 以用纯ClassLoader技术实现它——
不就是把插件中的Receiver加载进来，然后想办法让它能接受onReceive回调嘛。
静态BroadcastReceiver看起来要复杂一些，但是我们连Activity都搞定了，还有什么难得到我们呢？
对于实现静态BroadcastReceiver插件化的问题，有的童鞋或许会想，我们可以借鉴Activity的工作方式——
用替身和Hook解决。但是很遗憾，这样是行不通的。为什么呢？
BroadcastReceiver有一个IntentFilter的概念，也就是说，每一个BroadcastReceiver只对特定的 Broadcast感兴趣；
而且，AMS在进行广播分发的时候，也会对这些BroadcastReceiver与发出的广播进行匹配，
只有Intent匹配的Receiver才能收到广播；在分析源码的时候也提到了这个匹配过程。
如果我们尝试用替身Receiver解决静态注册的问题，那么它的 IntentFilter该写什么？
我们无法预料插件中静态注册的Receiver会使用什么类型的IntentFilter，就算我们在 AndroidManifest.xml中
声明替身也没有用——我们压根儿收不到与我们的IntentFilter不匹配的广播。其实，
我们对于Activity的处理方式也有这个问题；如果你尝试用IntentFilter的方式启动Activity，这并不能成功；这算得上是 DroidPlugin的缺陷之一。
那么，我们就真的对静态BroadcastReceiver无能为力吗？想一想这里的难点是什么？
没错，主要是在静态BroadcastReceiver里面这个IntentFilter我们事先无法确定，它是动态变化的；
但是，动态BroadcastReceiver不是可以动态添加IntentFilter吗?
可以把静态广播当作动态广播处理
既然都是广播，它们的功能都是订阅一个特定的消息然后执行某个特定的操作，
我们完全可以把插件中的静态广播全部注册为动态广播，这样就解决了静态广播的问题。
当然，这样也是有缺陷的，静态BroadcastReceiver与动态BroadcastReceiver一个非常大的不同之处在于：
动态 BroadcastReceiver在进程死亡之后是无法接收广播的，而静态BroadcastReceiver则可以——
系统会唤醒Receiver所 在进程；这算得上缺陷之二，当然，瑕不掩瑜。
3.2 静态广播非静态的实现
可以把静态BroadcastReceiver当作动态BroadcastReceiver处理；我们接下来实现这个过程。
3.2.1解析
要把插件中的静态BroadcastReceiver当作动态BroadcastReceiver处理，我 们首先得知道插件中到底注册了哪些广播；
这个过程归根结底就是获取AndroidManifest.xml中的<receiver>标签下面的内容，我们可以选择手动解析xml文件；
这里我们选择使用系统的 PackageParser 帮助解析，这种方式在之前的 [插件加载过程][] 中也用到过，如果忘记了可以温习一下。
PackageParser中有一系列方法用来提取Apk中的信息，可是翻遍了这个类也没有找到与「Receiver」名字相关的方法；
最终我们发现BroadcastReceiver信息是用与Activity相同的类存储的！
这一点可以在PackageParser的内部类Package中发现端倪——成员变量receivers和activities的范型类型相同。
所以，我们要解析apk的<receiver>的信息，可以使用PackageParser的generateActivityInfo方法。
知道这一点之后，代码就比较简单了；使用反射调用相应的隐藏接口，并且在必要的时候构造相应
参数的方式我们在插件化系列文章中已经讲述过很多，相信读者已经熟练，这里就不赘述，直接贴代码：
private static void parserReceivers(File apkFile) throws Exception {
Class<?> packageParserClass = Class.forName("android.content.pm.PackageParser");
Method parsePackageMethod = packageParserClass.getDeclaredMethod("parsePackage", File.class, int.class);
Object packageParser = packageParserClass.newInstance();
// 首先调用parsePackage获取到apk对象对应的Package对象
Object packageObj = parsePackageMethod.invoke(packageParser, apkFile, PackageManager.GET_RECEIVERS);
// 读取Package对象里面的receivers字段,注意这是一个 List<Activity> (没错,底层把<receiver>当作<activity>处理)
// 接下来要做的就是根据这个List<Activity> 获取到Receiver对应的 ActivityInfo (依然是把receiver信息用activity处理了)
Field receiversField = packageObj.getClass().getDeclaredField("receivers");
List receivers = (List) receiversField.get(packageObj);
// 调用generateActivityInfo 方法, 把PackageParser.Activity 转换成
Class<?> packageParser$ActivityClass = Class.forName("android.content.pm.PackageParser$Activity");
Class<?> packageUserStateClass = Class.forName("android.content.pm.PackageUserState");
Class<?> userHandler = Class.forName("android.os.UserHandle");
Method getCallingUserIdMethod = userHandler.getDeclaredMethod("getCallingUserId");
int userId = (Integer) getCallingUserIdMethod.invoke(null);
Object defaultUserState = packageUserStateClass.newInstance();
Class<?> componentClass = Class.forName("android.content.pm.PackageParser$Component");
Field intentsField = componentClass.getDeclaredField("intents");
// 需要调用 android.content.pm.PackageParser#generateActivityInfo(android.content.pm.ActivityInfo, int, android.content.pm.PackageUserState, int)
Method generateReceiverInfo = packageParserClass.getDeclaredMethod("generateActivityInfo",
packageParser$ActivityClass, int.class, packageUserStateClass, int.class);
// 解析出 receiver以及对应的 intentFilter
for (Object receiver : receivers) {
ActivityInfo info = (ActivityInfo) generateReceiverInfo.invoke(packageParser, receiver, 0, defaultUserState, userId);
List<? extends IntentFilter> filters = (List<? extends IntentFilter>) intentsField.get(receiver);
sCache.put(info, filters);
}
}3.2.2注册
我们已经解析得到了插件中静态注册的BroadcastReceiver的信息，现在我们只需要把这些静态广播动态注册一遍就可以了；
但是，由于BroadcastReceiver的实现类存在于插件之后，我们需要手动用ClassLoader来加载它；这一点在插件加载机制已有讲述，不啰嗦了。
ClassLoader cl = null;
for (ActivityInfo activityInfo : ReceiverHelper.sCache.keySet()) {
Log.i(TAG, "preload receiver:" + activityInfo.name);
List<? extends IntentFilter> intentFilters = ReceiverHelper.sCache.get(activityInfo);
if (cl == null) {
cl = CustomClassLoader.getPluginClassLoader(apk, activityInfo.packageName);
}
// 把解析出来的每一个静态Receiver都注册为动态的
for (IntentFilter intentFilter : intentFilters) {
BroadcastReceiver receiver = (BroadcastReceiver) cl.loadClass(activityInfo.name).newInstance();
context.registerReceiver(receiver, intentFilter);
}
}
就这样，我们对插件静态BroadcastReceiver的支持已经完成了，是不是相当简单？
至于插件中的动态广播如何实现插件化，这一点交给读者自行完成，希望你在解决这个问题的过程中能够加深对于插件方案的理解.
4小节
本文我们介绍了BroadcastReceiver组件的插件化方式，可以看到，插件方案对于
BroadcastReceiver的处理相对简单；同时「静态广播非静态」的特性以及BroadcastReceiver
先天的一些特点导致插件方案没 有办法做到尽善尽美，不过这都是大醇小疵——在绝大多数情况下，
这样的处理方式是可以满足需求的。
虽然对于BroadcastReceiver的处理方式相对简单，但是文章的内容却并不短——
我们花了大量的篇幅讲述BroadcastReceiver的原理，这也是我的初衷：借助DroidPlugin更深入地了解Android Framework。
android 广播的插件化