玩转Android广播机制

作为Android的四大组件之一,广播机制一直萦绕在我们生活中,比如手机开机完成后会发出一条广播,手机电量不足时也会发出一条广播等等,这些广播和我们传统意义上的广播有相似之处,即它只负责“说”而不管你“听不听”,更不会管你如何处理。如同电台广播的听众可能不止一个,Android中的广播也可以被多个应用程序所接收,当然,也可能不被任何应用程序所接收。

什么是广播

作为Android系统中一种组件间的通信方式,广播(Broadcast),相比于传统的广播会更加灵活,因为Android中的每个应用程序都可以对自己感兴趣的广播进行注册,这​样该程序就只会接收到自己所关心的广播内容,这些广播可能是来自于系统的,也可能是来自于其他的应用程序,Android提供了一套完整的API,允许应用程序自由地发送和接收广播。其中,发送广播借助于Intent,而接收广播则需要广播接收器(Broadcast Receiver)。

  • 广播机制和Binder机制对比
    如果需要通信的两个组件位于不同的进程当中,那么可以用Binder机制来实现,如果两个组件是在同一个进程中,那么它们之间可以用来通信的方式就更多了,这样看来,广播机制是不是多余的呢?No,事实上广播机制是不可替代的,它和Binder机制不一样的地方在于,广播的发送者和接收者事先是不需要知道对方的存在的,这样带来的好处便是,系统的各个组件可以松耦合地组织在一起,这样系统就具有高度的可扩展性,容易与其它系统进行集成。

  • 广播的适用场景
    1.同一应用程序具有多个进程的不同组件之间的消息通信;
    2.不同应用程序之间的组件之间消息通信;
    3.Android系统在特定情况下与应用程序之间的消息通信。

  • 广播的实现原理
    从实现原理上看,Android中的广播使用了观察者模式,基于消息发布/订阅模式的事件驱动模型,消息的生产者发布事件,而使用者订阅感兴趣的事件。因此,从实现的角度来看,Android中的广播将广播的发送者和接收者极大程度上解耦,使得系统能够方便集成,更易扩展。

  • 广播的总体实现流程
    1.广播接收者BroadcastReceiver通过Binder机制向AMS(Activity Manager Service)进行注册;
    2.广播发送者通过Binder机制向AMS发送广播;
    3.AMS查找符合相应条件(IntentFilter/Permission等)的BroadcastReceiver,将广播发送到BroadcastReceiver(一般情况下是Activity)相应的消息循环队列中;
    4.消息循环执行拿到此广播,回调BroadcastReceiver中的onReceive()方法。

    - 广播发送者和广播接收者分别属于观察者模式中的消息发布和订阅两端,AMS属于中间的处理中心。
    
    - 广播发送者和广播接收者的执行是异步的,发出去的广播不会关心有无接收者接收,也不确定接收者到底是何时才能接收到。
    

广播的类型

根据广播接收时能否被截断,可以分为标准广播和有序广播;根据广播的来源可以分为系统广播和非系统广播;根据广播的有效范围可以分为系统全局广播和本地广播。

  • 标准广播(Normal Broadcast)
    一种完全异步执行的广播,在广播发出之后,所有的广播接收器几乎都会在同一时刻接收到这条广播消息,因此它们之间没有任何先后顺序可言。 这种广播的效率会很高,同时也是无法被截断的。
Normal broadcasts.png
  • 有序广播(Ordered Broadcast)
    一种同步执行的广播, 在广播发出之后, 同一时刻只会有一个广播接收器能够收到这条广播消息,当这个广播接收器中的逻辑执行完毕后, 广播才会继续传递。此时的广播接收器是有先后顺序的,优先级高的广播接收器可以先收到广播消息,并且可以对广播进行截断,使它不能继续被低级的接收器所接收。
Ordered broadcasts.png
  • 系统广播(System Broadcast)
    Android系统中内置了多个系统级别的广播,只要涉及到手机的基本操作,基本上都会发出相应的系统广播,比如开机启动、网络状态改变、拍照、屏幕开启与关闭、电量不足等等,我们可以在应用程序中通过监听这些广播来得到系统的各种状态消息。
    每个系统广播都具有特定的intent-filter,其中主要包括具体的action,系统广播发出后,将被已注册的相应的BroadcastReceiver所接收。系统广播在系统内部当特定事件发生时,由系统自动发出。

  • 本地广播(Local Broadcast)
    本地广播针对系统全局广播来说的,所谓系统全局广播,即发出的广播可以被其他任何应用程序接收到,而我们也可以接收来自于其他任何应用程序的广播,这样就很容易引起安全性的问题,例如

1.其他应用程序可能会针对性的发出与当前应用程序intent-filter相匹配的广播,由此导致当前应用程序不断接收到广播并处理;
2.其他应用程序可以注册与当前应用程序一致的intent-filter用于接收广播,获取广播具体信息。

为此,Android引入了一套本地广播机制,使用这个机制发出的广播只能在应用程序的内部进行传递,并且广播接收器也只能接收来自于本应用程序发出的广播。相比于系统全局广播,本地广播安全性更高更加高效
本地广播的用法和系统全局广播几乎相同,Android v4兼容包中给出了封装好的LocalBroadcastManager类,我们主要使用该类来对广播进行管理,并提供了发送广播和注册广播接收器的方法。

解决广播安全性的方法:
1.发送广播时,可以设置广播的权限:sendBroadcast(Intent,String) 第二个参数为权限,为一个字符串,可以设置指定接收广播的应用程序的包:Intent.setPackage("com.xqx.app")
2.接收广播时 ,设置可以接收广播的权限Context.registBroadcast(Intent,String),
第二个参数String为接收广播的权限,
可设置不接受外部应用程序的广播<receiver androd:exported="false">
3.使用本地广播

注册广播接收器(BroadcastReceiver)

在注册广播接收器之前首先要先生成一个广播接收器,即新建一个类继承自BroadcastReceiver,然后重写其中的onReceive()方法,在该方法中写处理接收到的广播的具体逻辑。
- 不要在onReceive()方法中添加过多的逻辑或者进行任何的耗时操作,因为在广播接收器中是不允许开线程的,当onReceive()方法运行了较长时间而没有结束时,程序就会报错。因此广播接收器更多的是扮演一种打开程序其他组件的角色。
有了广播接收器之后,就需要对其进行注册了,总体上可以分为两种注册类型:静态注册和动态注册。

  • 静态注册
    直接在AndroidManifest.xml文件中进行注册,规则如下:

    <receiver android:enabled=["true" | "false"]
    android:exported=["true" | "false"]
    android:icon="drawable resource"
    android:label="string resource"
    android:name="string"
    android:permission="string"
    android:process="string" >
    . . .
    </receiver>
    

其中,以上属性说明如下:

1.android:enabled:是否启用这个广播接收器,true则启用;
2.android:exported:此BroadcastReceiver能否接收其他应用程序发出的广播,其默认值是由receiver中有无intent-filter决定的,如果有intent-filter,则默认值为true(可以接收其他应用发出的广播),否则为false。同时,这个值的设定是以application为界的,而非进程为界;
3.android:name:此BroadcastReceiver的类名;
4.android:permission:如果设置的话,则具有相应权限的广播发送方发送的广播才能被此BroadcastReceiver所接收;
5.android:process:BroadcastReceiver运行所处的进程,默认为该应用程序的进程,当然,也可以指定独立的进程(Android四大基本组件都可以通过此属性指定自己的独立进程)。

示例如下,intent-filter用于指定广播接收器接收的广播类型,因此MyBroadcastReceiver这个广播接收器将用于接收网络状态改变所发出的广播或开机启动时系统自身所发出的广播,同时记得访问手机的网络状态和监听系统开机广播都是需要声明相对应的权限的。

<receiver android:name=".MyBroadcastReceiver" >
<intent-filter>
    <action android:name="android.net.conn.CONNECTIVITY_CHANGE" />
</intent-filter>
<intent-filter>
    <action android:name="android.intent.action.BOOT_COMPLETED" />
</intent-filter>
</receiver>
  • 动态注册
    直接在代码中通过调用Context的registerReceiver函数进行注册。

1.创建该自定义广播接收器的实例。
2.创建一个intentFilter实例,调用addAction()方法配置具体要接收什么广播消息。
3.调用registerReceiver()方法关联intentFilter和自定义广播接收器,完成注册。
4.在onDestroy()方法调用unRegisterReceiver()解除注册。

经典实例代码如下:

public class MainActivity extends AppCompatActivity {

private IntentFilter intentFilter;
private NetworkChangeReceiver networkChangeReceiver;

@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main);

networkChangeReceiver = new NetworkChangeReceiver();
intentFilter = new IntentFilter();
intentFilter.addAction("android.net.conn.CONNECTIVITY_CHANGE");
registerReceiver(networkChangeReceiver, intentFilter);
}    
@Override
protected void onDestroy() {
super.onDestroy();
unregisterReceiver( networkChangeReceiver );
  }

class NetworkChangeReceiver extends BroadcastReceiver{
   @Override
public void onReceive(Context context,Intent intent){
  //这里写接收到广播后执行的操作  
  }
 }
}

发送自定义广播

  • 自定义一个广播接收器

  • 注册该广播接收器

  • new一个Intent,构造函数可以传入我们自定义的action属性,或者调用Intent的setAction()方法,也可以调用Intent的putExtra()传递数据。

  • 若要发送标准广播就调用sendBroadcast(intent),而要发送有序广播就调用sendOrderedBroadcast(intent,null)。

    - 发送有序广播时,静态注册的广播接受器可以添加一个android:priority属性设置广播的优先级,然后可以在广播接收器的onReceive()中调用abortBroadcast()截断广播的传播。
    
    
      Intent intent = new Intent();
      intent.setAction(BROADCAST_ACTION);
      intent.putExtra("name", "qqyumidi");
      sendBroadcast(intent);
    

发送本地广播

本地广播相当于一个局部广播,发送广播的和接收广播的都属于同一个应用程序,对于LocalBroadcastManager方式发送的本地广播,只能通过LocalBroadcastManager动态注册的ContextReceiver才有可能接收到(还需要action匹配),静态注册或其他方式动态注册的ContextReceiver接收不到。
具体用法如下:

    private LocalReceiver localReceiver;
    private IntentFiter intentFilter;
    //动态注册本地广播接收器
    LocalBroadcastManager  localBroadcastManager=   
    LocalBroadcastManager.getInstance(this);
    localBroadcastManager.registerReceiver(localReceiver, intentFilter);

    //取消注册本地广播接收器
    //localBroadcastManager.unregisterReceiver(receiver);

    Intent intent = new Intent();
    intent.setAction("com.xqx.broadcast.xxx");
    intent.putExtra("key", "hello world!");
    //发送本地广播
    localBroadcastManager.sendBroadcast(intent);

   class LocalReceiver extends BroadcastReceiver{
     @Override
   public void onReceive(Context context,Intent intent){
   //这里写接收到本地广播后执行的操作  
     }
   }
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