Android应用程序发送广播（sendBroadcast）的过程分析
最后更新于：2022-04-02 05:06:26
原文出处——>[Android应用程序发送广播（sendBroadcast）的过程分析](http://blog.csdn.net/luoshengyang/article/details/6744448)
前面我们分析了Android应用程序注册广播接收器的过程，这个过程只完成了万里长征的第一步，接下来它还要等待ActivityManagerService将广播分发过来。ActivityManagerService是如何得到广播并把它分发出去的呢？这就是本文要介绍的广播发送过程了。
广播的发送过程比广播接收器的注册过程要复杂得多了，不过这个过程仍然是以ActivityManagerService为中心。广播的发送者将广播发送到ActivityManagerService，ActivityManagerService接收到这个广播以后，就会在自己的注册中心查看有哪些广播接收器订阅了该广播，然后把这个广播逐一发送到这些广播接收器中，但是ActivityManagerService并不等待广播接收器处理这些广播就返回了，因此，广播的发送和处理是异步的。概括来说，广播的发送路径就是从发送者到ActivityManagerService，再从ActivityManagerService到接收者，这中间的两个过程都是通过Binder进程间通信机制来完成的，因此，希望读者在继续阅读本文之前，对Android系统的Binder进程间通信机制有所了解，具体可以参考Android进程间通信（IPC）机制Binder简要介绍和学习计划一文。
本文继续以Android系统中的广播（Broadcast）机制简要介绍和学习计划一文中所开发的应用程序为例子，并且结合上文Android应用程序注册广播接收器（registerReceiver）的过程分析的内容，一起来分析Android应用程序发送广播的过程。
回顾一下Android系统中的广播（Broadcast）机制简要介绍和学习计划一文中所开发的应用程序的组织架构，MainActivity向ActivityManagerService注册了一个CounterService.BROADCAST_COUNTER_ACTION类型的计数器服务广播接收器，计数器服务CounterService在后台线程中启动了一个异步任务（AsyncTask），这个异步任务负责不断地增加计数，并且不断地将当前计数值通过广播的形式发送出去，以便MainActivity可以将当前计数值在应用程序的界面线程中显示出来。
计数器服务CounterService发送广播的代码如下所示：
~~~
public class CounterService extends Service implements ICounterService {
......
public void startCounter(int initVal) {
AsyncTask task = new AsyncTask() {
@Override
protected Integer doInBackground(Integer... vals) {
......
}
@Override
protected void onProgressUpdate(Integer... values) {
super.onProgressUpdate(values);
int counter = values[0];
Intent intent = new Intent(BROADCAST_COUNTER_ACTION);
intent.putExtra(COUNTER_VALUE, counter);
sendBroadcast(intent);
}
@Override
protected void onPostExecute(Integer val) {
......
}
};
task.execute(0);
}
......
}
~~~
在onProgressUpdate函数中，创建了一个BROADCAST_COUNTER_ACTION类型的Intent，并且在这里个Intent中附加上当前的计数器值，然后通过CounterService类的成员函数sendBroadcast将这个Intent发送出去。CounterService类继承了Service类，Service类又继承了ContextWrapper类，成员函数sendBroadcast就是从ContextWrapper类继承下来的，因此，我们就从ContextWrapper类的sendBroadcast函数开始，分析广播发送的过程。
在继承分析广播的发送过程前，我们先来看一下广播发送过程的序列图，然后按照这个序图中的步骤来一步一步分析整个过程。
**Step 1. ContextWrapper.sendBroadcast**
这个函数定义在frameworks/base/core/java/android/content/ContextWrapper.java文件中：
~~~
public class ContextWrapper extends Context {
Context mBase;
......
@Override
public void sendBroadcast(Intent intent) {
mBase.sendBroadcast(intent);
}
......
}
~~~
这里的成员变量mBase是一个ContextImpl实例，这里只简单地调用ContextImpl.sendBroadcast进一行操作。
**Step 2. ContextImpl.sendBroadcast**
这个函数定义在frameworks/base/core/java/android/app/ContextImpl.java文件中：
~~~
class ContextImpl extends Context {
......
@Override
public void sendBroadcast(Intent intent) {
String resolvedType = intent.resolveTypeIfNeeded(getContentResolver());
try {
ActivityManagerNative.getDefault().broadcastIntent(
mMainThread.getApplicationThread(), intent, resolvedType, null,
Activity.RESULT_OK, null, null, null, false, false);
} catch (RemoteException e) {
}
}
......
}
~~~
这里的resolvedType表示这个Intent的MIME类型，我们没有设置这个Intent的MIME类型，因此，这里的resolvedType为null。接下来就调用ActivityManagerService的远程接口ActivityManagerProxy把这个广播发送给ActivityManagerService了。
**Step 3. ActivityManagerProxy.broadcastIntent**
这个函数定义在frameworks/base/core/java/android/app/ActivityManagerNative.java文件中：
~~~
class ActivityManagerProxy implements IActivityManager
{
......
public int broadcastIntent(IApplicationThread caller,
Intent intent, String resolvedType, IIntentReceiver resultTo,
int resultCode, String resultData, Bundle map,
String requiredPermission, boolean serialized,
boolean sticky) throws RemoteException
{
Parcel data = Parcel.obtain();
Parcel reply = Parcel.obtain();
data.writeInterfaceToken(IActivityManager.descriptor);
data.writeStrongBinder(caller != null ? caller.asBinder() : null);
intent.writeToParcel(data, 0);
data.writeString(resolvedType);
data.writeStrongBinder(resultTo != null ? resultTo.asBinder() : null);
data.writeInt(resultCode);
data.writeString(resultData);
data.writeBundle(map);
data.writeString(requiredPermission);
data.writeInt(serialized ? 1 : 0);
data.writeInt(sticky ? 1 : 0);
mRemote.transact(BROADCAST_INTENT_TRANSACTION, data, reply, 0);
reply.readException();
int res = reply.readInt();
reply.recycle();
data.recycle();
return res;
}
......
}
~~~
这里的实现比较简单，把要传递的参数封装好，然后通过Binder驱动程序进入到ActivityManagerService的broadcastIntent函数中。
**Step 4. ctivityManagerService.broadcastIntent**
这个函数定义在frameworks/base/services/java/com/android/server/am/ActivityManagerService.java文件中：
~~~
public final class ActivityManagerService extends ActivityManagerNative
implements Watchdog.Monitor, BatteryStatsImpl.BatteryCallback {
......
public final int broadcastIntent(IApplicationThread caller,
Intent intent, String resolvedType, IIntentReceiver resultTo,
int resultCode, String resultData, Bundle map,
String requiredPermission, boolean serialized, boolean sticky) {
synchronized(this) {
intent = verifyBroadcastLocked(intent);
final ProcessRecord callerApp = getRecordForAppLocked(caller);
final int callingPid = Binder.getCallingPid();
final int callingUid = Binder.getCallingUid();
final long origId = Binder.clearCallingIdentity();
int res = broadcastIntentLocked(callerApp,
callerApp != null ? callerApp.info.packageName : null,
intent, resolvedType, resultTo,
resultCode, resultData, map, requiredPermission, serialized,
sticky, callingPid, callingUid);
Binder.restoreCallingIdentity(origId);
return res;
}
}
......
}
~~~
这里调用broadcastIntentLocked函数来进一步处理。
**Step 5. ActivityManagerService.broadcastIntentLocked**
这个函数定义在frameworks/base/services/java/com/android/server/am/ActivityManagerService.java文件中：
~~~
public final class ActivityManagerService extends ActivityManagerNative
implements Watchdog.Monitor, BatteryStatsImpl.BatteryCallback {
......
private final int broadcastIntentLocked(ProcessRecord callerApp,
String callerPackage, Intent intent, String resolvedType,
IIntentReceiver resultTo, int resultCode, String resultData,
Bundle map, String requiredPermission,
boolean ordered, boolean sticky, int callingPid, int callingUid) {
intent = new Intent(intent);
......
// Figure out who all will receive this broadcast.
List receivers = null;
List registeredReceivers = null;
try {
if (intent.getComponent() != null) {
......
} else {
......
registeredReceivers = mReceiverResolver.queryIntent(intent, resolvedType, false);
}
} catch (RemoteException ex) {
......
}
final boolean replacePending =
(intent.getFlags()&Intent.FLAG_RECEIVER_REPLACE_PENDING) != 0;
int NR = registeredReceivers != null ? registeredReceivers.size() : 0;
if (!ordered && NR > 0) {
// If we are not serializing this broadcast, then send the
// registered receivers separately so they don't wait for the
// components to be launched.
BroadcastRecord r = new BroadcastRecord(intent, callerApp,
callerPackage, callingPid, callingUid, requiredPermission,
registeredReceivers, resultTo, resultCode, resultData, map,
ordered, sticky, false);
......
boolean replaced = false;
if (replacePending) {
for (int i=mParallelBroadcasts.size()-1; i>=0; i--) {
if (intent.filterEquals(mParallelBroadcasts.get(i).intent)) {
......
mParallelBroadcasts.set(i, r);
replaced = true;
break;
}
}
}
if (!replaced) {
mParallelBroadcasts.add(r);
scheduleBroadcastsLocked();
}
registeredReceivers = null;
NR = 0;
}
......
}
......
}
~~~
这个函数首先是根据intent找出相应的广播接收器：
~~~
// Figure out who all will receive this broadcast.
List receivers = null;
List registeredReceivers = null;
try {
if (intent.getComponent() != null) {
......
} else {
......
registeredReceivers = mReceiverResolver.queryIntent(intent, resolvedType, false);
}
} catch (RemoteException ex) {
......
}
~~~
回忆一下前面一篇文章Android应用程序注册广播接收器（registerReceiver）的过程分析中的Step 6（ActivityManagerService.registerReceiver）中，我们将一个filter类型为BROADCAST_COUNTER_ACTION类型的BroadcastFilter实例保存在了ActivityManagerService的成员变量mReceiverResolver中，这个BroadcastFilter实例包含了我们所注册的广播接收器，这里就通过mReceiverResolver.queryIntent函数将这个BroadcastFilter实例取回来。由于注册一个广播类型的接收器可能有多个，所以这里把所有符合条件的的BroadcastFilter实例放在一个List中，然后返回来。在我们这个场景中，这个List就只有一个BroadcastFilter实例了，就是MainActivity注册的那个广播接收器。
继续往下看：
~~~
final boolean replacePending =
(intent.getFlags()&Intent.FLAG_RECEIVER_REPLACE_PENDING) != 0;
~~~
这里是查看一下这个intent的Intent.FLAG_RECEIVER_REPLACE_PENDING位有没有设置，如果设置了的话，ActivityManagerService就会在当前的系统中查看有没有相同的intent还未被处理，如果有的话，就有当前这个新的intent来替换旧的intent。这里，我们没有设置intent的Intent.FLAG_RECEIVER_REPLACE_PENDING位，因此，这里的replacePending变量为false。
再接着往下看：
~~~
int NR = registeredReceivers != null ? registeredReceivers.size() : 0;
if (!ordered && NR > 0) {
// If we are not serializing this broadcast, then send the
// registered receivers separately so they don't wait for the
// components to be launched.
BroadcastRecord r = new BroadcastRecord(intent, callerApp,
callerPackage, callingPid, callingUid, requiredPermission,
registeredReceivers, resultTo, resultCode, resultData, map,
ordered, sticky, false);
......
boolean replaced = false;
if (replacePending) {
for (int i=mParallelBroadcasts.size()-1; i>=0; i--) {
if (intent.filterEquals(mParallelBroadcasts.get(i).intent)) {
......
mParallelBroadcasts.set(i, r);
replaced = true;
break;
}
}
}
if (!replaced) {
mParallelBroadcasts.add(r);
scheduleBroadcastsLocked();
}
registeredReceivers = null;
NR = 0;
}
~~~
前面我们说到，这里得到的列表registeredReceivers的大小为1，且传进来的参数ordered为false，表示要将这个广播发送给所有注册了BROADCAST_COUNTER_ACTION类型广播的接收器，因此，会执行下面的if语句。这个if语句首先创建一个广播记录块BroadcastRecord，里面记录了这个广播是由谁发出的以及要发给谁等相关信息。由于前面得到的replacePending变量为false，因此，不会执行接下来的if语句，即不会检查系统中是否有相同类型的未处理的广播。
这样，这里得到的replaced变量的值也为false，于是，就会把这个广播记录块r放在ActivityManagerService的成员变量mParcelBroadcasts中，等待进一步处理；进一步处理的操作由函数scheduleBroadcastsLocked进行。
**Step 6. ActivityManagerService.scheduleBroadcastsLocked**
这个函数定义在frameworks/base/services/java/com/android/server/am/ActivityManagerService.java文件中：
~~~
public final class ActivityManagerService extends ActivityManagerNative
implements Watchdog.Monitor, BatteryStatsImpl.BatteryCallback {
......
private final void scheduleBroadcastsLocked() {
......
if (mBroadcastsScheduled) {
return;
}
mHandler.sendEmptyMessage(BROADCAST_INTENT_MSG);
mBroadcastsScheduled = true;
}
......
}
~~~
这里的mBroadcastsScheduled表示ActivityManagerService当前是不是正在处理其它广播，如果是的话，这里就先不处理直接返回了，保证所有广播串行处理。
注意这里处理广播的方式，它是通过消息循环来处理，每当ActivityManagerService接收到一个广播时，它就把这个广播放进自己的消息队列去就完事了，根本不管这个广播后续是处理的，因此，这里我们可以看出广播的发送和处理是异步的。
这里的成员变量mHandler是一个在ActivityManagerService内部定义的Handler类变量，通过它的sendEmptyMessage函数把一个类型为BROADCAST_INTENT_MSG的空消息放进ActivityManagerService的消息队列中去。这里的空消息是指这个消息除了有类型信息之外，没有任何其它额外的信息，因为前面已经把要处理的广播信息都保存在mParcelBroadcasts中了，等处理这个消息时，从mParcelBroadcasts就可以读回相关的广播信息了，因此，这里不需要把广播信息再放在消息内容中。
**Step 7. Handler.sendEmptyMessage**
这个自定义的Handler类实现在frameworks/base/services/java/com/android/server/am/ActivityManagerService.java文件中，它是ActivityManagerService的内部类，调用了它的sendEmptyMessage函数来把一个消息放到消息队列后，一会就会调用它的handleMessage函数来真正处理这个消息：
~~~
public final class ActivityManagerService extends ActivityManagerNative
implements Watchdog.Monitor, BatteryStatsImpl.BatteryCallback {
......
final Handler mHandler = new Handler() {
public void handleMessage(Message msg) {
switch (msg.what) {
......
case BROADCAST_INTENT_MSG: {
......
processNextBroadcast(true);
} break;
......
}
}
}
......
}
~~~
这里又调用了ActivityManagerService的processNextBroadcast函数来处理下一个未处理的广播。
**Step 8. ActivityManagerService.processNextBroadcast**
这个函数定义在frameworks/base/services/java/com/android/server/am/ActivityManagerService.java文件中：
~~~
public final class ActivityManagerService extends ActivityManagerNative
implements Watchdog.Monitor, BatteryStatsImpl.BatteryCallback {
......
private final void processNextBroadcast(boolean fromMsg) {
synchronized(this) {
BroadcastRecord r;
......
if (fromMsg) {
mBroadcastsScheduled = false;
}
// First, deliver any non-serialized broadcasts right away.
while (mParallelBroadcasts.size() > 0) {
r = mParallelBroadcasts.remove(0);
......
final int N = r.receivers.size();
......
for (int i=0; i
';