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iOS进程间通信之CFMessagePort

2024-08-02 05:32:47   218人阅读

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iOS系统是出了名的封闭，每个应用的活动范围被严格地限制在各自的沙盒中。尽管如此，iOS还是提供了若干进程间通信机制，CFMessagePort就是其中之一。

“”
 
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iOSCFMessagePort

转自王中周的技术博客
 
iOS系统是出了名的封闭，每个应用的活动范围被严格地限制在各自的沙盒中。尽管如此，iOS还是提供了若干进程间通信机制，CFMessagePort就是其中之一。
 
从类名可以看出，CFMessagePort属于Core Foundation层的东西，其实现部分是开源的，代码在可以在苹果的开源代码库中找到。
 
使用方式
1、消息接收者
CFMessagePort端口消息的接收者需要实现以下功能：
 
1.1 注册监听
消息接收者需要通过以下方式注册消息监听：
  1. -(void)startListenning 
  2. { 
  3.   if (0 != mMsgPortListenner && CFMessagePortIsValid(mMsgPortListenner)) 
  4.   { 
  5.       CFMessagePortInvalidate(mMsgPortListenner); 
  6.   } 
  7.     mMsgPortListenner = CFMessagePortCreateLocal(kCFAllocatorDefault,CFSTR(LOCAL_MACH_PORT_NAME),onRecvMessageCallBack, NULL, NULL); 
  8.     CFRunLoopSourceRef source = CFMessagePortCreateRunLoopSource(kCFAllocatorDefault, mMsgPortListenner, 0); 
  9.     CFRunLoopAddSource(CFRunLoopGetCurrent(), source, kCFRunLoopCommonModes); 
  10.     NSLog(@"start listenning"); 
  11. } 
 
其中LOCAL_MACH_PORT_NAME的定义为：
  1. #define LOCAL_MACH_PORT_NAME    "com.wangzz.demo" 
 
经过查看源码发现，CFMessagePort实际上是通过mach port实现的。Mach port是iOS系统提供的基于端口的输入源，可用于线程或进程间通讯。而Runloop支持的输入源类型中就包括基于端口的输入源，因此可以使用Runloop做为CFMessagePort端口源事件的监听者。
 
上述代码有几点需要说明：
1. 通过CFMessagePortCreateLocal可以创建一个本地CFMessagePortRef对象
2. CFMessagePort对象是靠一个字符串来唯一标识的，这一点非常重要，在这里字符串是由宏LOCAL_MACH_PORT_NAME定义的；
3. 创建CFMessagePort对象的同时设置了端口源事件的回调函数onRecvMessageCallBack，用于处理端口源事件；
4. 将创建的对象作为输入源添加到Runloop中，从而实现对端口源事件的监听，当Runloop收到对应的端口源事件时，会调用上一步中指定的回调芳芳；
 
1.2 实现回调方法
回调函数为CFMessagePortCallBack类型，其定义部分为： 
  1. typedef CFDataRef (*CFMessagePortCallBack) ( 
  2.    CFMessagePortRef local, 
  3.    SInt32 msgid, 
  4.    CFDataRef data, 
  5.    void *info 
  6. ); 
 
各个参数的含义为：
CFMessagePortRef local：当前接收消息的CFMessagePortRef对象。
 
SInt32 msgid：这个字段非常有用，用于标识消息。如果通信双方进程约定号每个msgid对应的数据结构，即可实现较为复杂的通信。
 
CFDataRef data：通信的真正数据部分。
 
void *info：为使用CFMessagePortCreateLocal方法创建port端口时指定的CFMessagePortContext对象的info字段，通常为空。
 
该回调方法可以返回一个CFDataRef类型的数据给port消息的发送者，以实现有效的双方通信，这一点也非常重要。
 
我的回调函数onRecvMessageCallBack的实现：
  1. CFDataRef onRecvMessageCallBack(CFMessagePortRef local,SInt32 msgid,CFDataRef cfData, void*info) 
  2. { 
  3.     NSLog(@"onRecvMessageCallBack is called"); 
  4.     NSString *strData = nil; 
  5.     if (cfData) 
  6.     { 
  7.           const UInt8  * recvedMsg = CFDataGetBytePtr(cfData); 
  8.       strData = [NSString stringWithCString:(char *)recvedMsg encoding:NSUTF8StringEncoding]; 
  9.         /** 
  10.           
  11.          实现数据解析操作 
  12.           
  13.          **/ 
  14.  
  15.         NSLog(@"receive message:%@",strData); 
  16.     } 
  17.  
  18.     //为了测试，生成返回数据 
  19.     NSString *returnString = [NSString stringWithFormat:@"i have receive:%@",strData]; 
  20.     const char* cStr = [returnString UTF8String]; 
  21.   NSUInteger ulen = [returnString lengthOfBytesUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding]; 
  22.     CFDataRef sgReturn = CFDataCreate(NULL, (UInt8 *)cStr, ulen); 
  23.  
  24.     return sgReturn; 
  25. } 
 
该方法实现的较为简单，解析约定的数据（测试代码中约定传送的是string）,为了测试，同时生成一个CFDataRef数据返回给port消息的发送者。
 
1.3 取消端口监听
可以通过如下方式取消对port端口的监听：
  1. - (void)endLisenning 
  2. { 
  3.     CFMessagePortInvalidate(mMsgPortListenner); 
  4.     CFRelease(mMsgPortListenner); 
  5. } 
 
CFMessagePortInvalidate会停止port消息的发送和接收操作，而只有调用了CFRelease，CFMessagePortRef对象才真正的被释放掉。
 
2、消息发送者
发送部分代码如下：
  1. -(NSString *)sendMessageToDameonWith:(id)msgInfo msgID:(NSInteger)msgid 
  2. { 
  3.     // 生成Remote port 
  4.     CFMessagePortRef bRemote = CFMessagePortCreateRemote(kCFAllocatorDefault, CFSTR(MACH_PORT_REMOTE)); 
  5.     if (nil == bRemote) { 
  6.         NSLog(@"bRemote create failed"); 
  7.         return nil; 
  8.     } 
  9.  
  10.     // 构建发送数据（string） 
  11.     NSString    *msg = [NSString stringWithFormat:@"%@",msgInfo]; 
  12.     NSLog(@"send msg is :%@",msg); 
  13.     const char *message = [msg UTF8String]; 
  14.     CFDataRef data,recvData = nil; 
  15.     data = CFDataCreate(NULL, (UInt8 *)message, strlen(message)); 
  16.  
  17.     // 执行发送操作 
  18.     CFMessagePortSendRequest(bRemote, msgid, data, 0, 100 , kCFRunLoopDefaultMode, &recvData); 
  19.     if (nil == recvData) { 
  20.         NSLog(@"recvData date is nil."); 
  21.         CFRelease(data); 
  22.         CFMessagePortInvalidate(bRemote); 
  23.         CFRelease(bRemote); 
  24.         return nil; 
  25.     } 
  26.  
  27.     // 解析返回数据 
  28.     const UInt8  * recvedMsg = CFDataGetBytePtr(recvData); 
  29.     if (nil == recvedMsg) { 
  30.         NSLog(@"receive date err."); 
  31.         CFRelease(data); 
  32.         CFMessagePortInvalidate(bRemote); 
  33.         CFRelease(bRemote); 
  34.         return nil; 
  35.     } 
  36.  
  37.     NSString    *strMsg = [NSString stringWithCString:(char *)recvedMsg encoding:NSUTF8StringEncoding]; 
  38.     NSLog(@"%@",strMsg); 
  39.  
  40.     CFRelease(data); 
  41.     CFMessagePortInvalidate(bRemote); 
  42.     CFRelease(bRemote); 
  43.     CFRelease(recvData); 
  44.  
  45.     return strMsg; 
  46. } 
 
其中MACH_PORT_REMOTE的定义为：
  1. #define MACH_PORT_REMOTE    "com.wangzz.demo" 
 
发送消息时要相对简单，首先通过CFMessagePortCreateRemote生成一个Remote的CFMessagePortRef，这里需要注意的是CFMessagePortCreateRemote时传入的字符串唯一标识MACH_PORT_REMOTE必须和消息接收者创建local的CFMessagePortRef时使用的字符串唯一标识是同一个！
 
通过查看源码发现，CFMessagePortCreateRemote会根据MACH_PORT_REMOTE定义的字符串为唯一标识获取消息接收者通过CFMessagePortCreateLocal使用相同字符串创建的底层mach port端口，从而实现向消息接收者发送信息。
 
如果消息接收者还没有创建或者通过CFMessagePortCreateLocal创建local端口失败时，想要通过CFMessagePortCreateRemote去创建remote端口肯定是失败的。
 
说明
1. 很遗憾的是，在iOS7及以后系统中，CFMessagePort的通信机制不再可用。
 
在使用CFMessagePortCreateLocal/CFMessagePortCreateRemote创建CFMessagePortRef对象时会失败，官方文档中是这么说的：
This method is not available on iOS 7 and later—it will return NULL and log a sandbox violation in syslog. See Concurrency Programming Guide for possible replacement technologies. 
 
2. CFMessagePort只能用于本地进程通信。
 
3. CFMessagePort是基于mach port端口的通信方式，不但可以用于进程通信，也可以用于线程间通信，只是线程间通信有了GCD和Cocoa提供的原生方法，已经能很方便的实现了，没必要再使用CFMessagePort。
 
4. 进程通信使用场景
 
iOS系统多任务机制，使得进程间通信基本都只能用于越狱开发。常用的场景是前端有一个UI程序用于界面展示，后端有一个daemo精灵程序用于任务处理。
 
demo工程
特地做了了个demo工程，以便更好地演示CFMessagePort的使用，可以到CSDN下载。
 
为了模拟进程间通信场景，我将消息接收进程CFMessagePortReceive做成了能够后台播放音乐的程序，以便其切到后台后能继续存活。
 
由于CFMessagePort不再支持iOS7及以后系统，本demo实在iOS6系统上测试的。
 
demo使用方式：
1. CFMessagePortReceive启动后，点击Start Listenning创建CFMessagePort接口并开始监听port消息，然后将CFMessagePortReceive切到后台；
 
2. 启动CFMessagePortSend程序，在输入框中写入内容，点击发送按钮即可和CFMessagePortReceive通信。
 
3. MessagePort通信过程中会有日志输出，可以使用以下方式查看日志：
 
1. 真机
选择：Xcode->Window->Organizer->Devices，然后选中窗口左侧当前设备的Console窗口查看。
 
2. 模拟器
选择：模拟器->调试->打开系统日志，或者直接使用快捷键?/直接打开系统控制台查看日志。
 
参考文档：
CF-855.14
 
Threading Programming Guide
 
CFMessagePort Reference
 

iOS进程间通信之CFMessagePort


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