如何理解Android的多进程

平时的工作中,有时会遇到多进程编程,也会涉及到多进程之间的通信,那么Android的多进程到底是怎么回事,该如何理解Android的多进程呢?
在读本篇文章之前还需要明确一点,这儿说的多进程是指一个应用中存在多个进程的情况。而在理解Android多进程之前,先来介绍一些简单的概念。

区分线程与进程的概念

根据所查资料,先分别介绍下它们的概念:

  • 进程:是一个具有独立功能的程序关于某个数据集合的一次运行活动。进程是系统进行资源分配和调度的一个独立单位。可以申请和拥有系统资源,是一个动态的概念,是一个活动的实体,是一个“执行中的程序”。不只是程序的代码,还包括当前的活动。
  • 线程:线程是进程的一个实体,是CPU调度和分派的基本单位,它是比进程更小的能独立运行的基本单位。线程比进程更小,基本上不拥有系统资源,故对它的调度所用资源小,能更高效的提高系统内多个程序间并发执行的程度。

简单的来说就是:进程包含线程,同时一个进程可以包含多个线程。
Android沿用了Java的线程模式,线程分为主线程和子线程,而在Java中默认情况下一个进程只有一个线程,即主线程。主线程又叫UI线程,主要用于处理界面交互相关的逻辑,而用户随时都会和界面发生交互,因此主线程在任何时候都必须有较高的响应速度,这就要求主线程中不能执行耗时的任务,否则会有界面卡顿现象甚至造成界面无法响应(ANR),因此耗时操作就由子线程来执行。
到这儿有关线程和进程的基本概念就介绍完了,下面我们来步入今天正题:

理解Android的多进程

我们都应该知道当应用安装到设备后都运行在自己的安全沙箱内:

  • Android 操作系统是一种多用户 Linux 系统,其中的每个应用都是一个不同的用户;
  • 默认情况下,系统会为每个应用分配一个唯一的 Linux 用户 ID(该 ID 仅由系统使用,应用并不知晓)。系统为应用中的所有文件设置权限,使得只有分配给该应用的用户 ID 才能访问这些文件;
  • 每个进程都具有自己的虚拟机 (VM),因此应用代码是在与其他应用隔离的环境中运行;
  • 默认情况下,每个应用都在其自己的 Linux 进程内运行。Android 会在需要执行任何应用组件时启动该进程,然后在不再需要该进程或系统必须为其他应用恢复内存时关闭该进程。

Android 系统通过这种方式实现最小权限原则。也就是说,默认情况下,每个应用都只能访问执行其工作所需的组件,而不能访问其他组件。 这样便营造出一个非常安全的环境,在这个环境中,应用无法访问系统中其未获得权限的部分。不过,应用仍然可以通过一些途径与其他应用共享数据:可以安排两个应用共享同一 Linux 用户 ID,在这种情况下,它们能够相互访问彼此的文件(比如data目录、组件信息等)。 为了节省系统资源,可以安排具有相同用户 ID 的应用在同一 Linux 进程中运行,并共享同一 VM,而这时两个应用还要必须使用相同的证书签署

Android为每个应用都分配了一个独立的虚拟机(VM),确切说是为每个进程都分配了一个独立的虚拟机,不同的虚拟机在内存分配上有不同的地址空间,这样在不同的虚拟机(即进程)中访问同一个类的对象时就会产生多份副本,而这些副本之间也是相互独立,互不影响的。所以当一个应用中运行在不同进程的四大组件,只要它们之间需要通过内存来共享数据,都会共享失败,因为它们共享的数据都是它们各自所在进程分配的内存中的数据,这也是不同进程需要用特殊的方式来进行通信的原因。
当应用内,一个组件需要跑在一个新的进程中时,由于系统需要在创建新的进程同时分配独立的虚拟机,所以这个过程其实就是启动一个应用的过程,启动时自然会创建一个新的Application,所以运行在不同进程中的组件是属于不用的虚拟机和Application的。总结一下可以这么说,在多进程模式中,不同进程的组件会拥有相互独立的虚拟机、Application和内存空间。
所以我们可以更简单的理解同一个应用间的多进程:两个不同的应用使用相同的 UID 来共享资源文件(data目录、组件信息等);

通过以上的分析,关于 应用、进程、虚拟机之间的关系可以更加明了:

  1. 一个应用可以有多个进程,所以会有多个虚拟机,也就会有多块内存空间。
  2. 一个进程可以属于多个应用,多个应用可以共用同一个虚拟机,所以可以共用同一块内存空间。

今天在这儿谈一下自己对多进程的理解,由于自身经验有限,如果有不对的地方还请大神指正!

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