应用程序注册广播接收器（registerReceiver）的过程

前面我们介绍了Android系统的广播机制，从本质来说，它是一种消息订阅/发布机制，因此，使用这种消息驱动模型的第一步便是订阅消息；而对Android应用程序来说，订阅消息其实就是注册广播接收器，本文将探讨Android应用程序是如何注册广播接收器以及把广播接收器注册到哪里去的。

        在Android的广播机制中，ActivityManagerService扮演着广播中心的角色，负责系统中所有广播的注册和发布操作，因此，Android应用程序注册广播接收器的过程就把是广播接收器注册到ActivityManagerService的过程。Android应用程序是通过调用ContextWrapper类的registerReceiver函数来把广播接收器BroadcastReceiver注册到ActivityManagerService中去的，而ContextWrapper类本身又借助ContextImpl类来注册广播接收器。

        在Android应用程序框架中，Activity和Service类都继承了ContextWrapper类，因此，我们可以在Activity或者Service的子类中调用registerReceiver函数来注册广播接收器

        开始进入主题了，注册广播接收器的操作是MainActivity发起的，我们先来看看注册过程的序列图：

        在分析这个序列图之前，我们先来看一下MainActivity是如何调用registerReceiver函数来注册广播接收器的：

• public class MainActivity extends Activity implements OnClickListener {   
•     ......  
•   
•     @Override     
•     public void onResume() {   
•         super.onResume();   
•   
•         IntentFilter counterActionFilter = new IntentFilter(CounterService.BROADCAST_COUNTER_ACTION);   
•         registerReceiver(counterActionReceiver, counterActionFilter);   
•     }   
•   
•     ......  
•   
• }  
  

        MainActivity在onResume函数里，通过其父类ContextWrapper的registerReceiver函数注册了一个BroadcastReceiver实例counterActionReceiver，并且通过IntentFilter实例counterActionFilter告诉ActivityManagerService，它要订阅的广播是CounterService.BROADCAST_COUNTER_ACTION类型的，这样，ActivityManagerService在收到CounterService.BROADCAST_COUNTER_ACTION类型的广播时，就会分发给counterActionReceiver实例的onReceive函数。

        接下来，就开始分析注册过程中的每一个步骤了。

        Step 1. ContextWrapper.registerReceiver

        这个函数实现在frameworks/base/core/Java/android/content/ContextWrapper.java文件中：

• public class ContextWrapper extends Context {  
•     Context mBase;  
•     ......  
•   
•     @Override  
•     public Intent registerReceiver(  
•         BroadcastReceiver receiver, IntentFilter filter) {  
•         return mBase.registerReceiver(receiver, filter);  
•     }  
•   
•     ......  
•   
• }  
  

        这里的成员变量mBase是一个ContextImpl实例。

        Step 2. ContextImpl.registerReceiver

        这个函数实现在frameworks/base/core/java/android/app/ContextImpl.java文件中：

• class ContextImpl extends Context {  
•     ......  
•   
•     @Override  
•     public Intent registerReceiver(BroadcastReceiver receiver, IntentFilter filter) {  
•         return registerReceiver(receiver, filter, null, null);  
•     }  
•   
•     @Override  
•     public Intent registerReceiver(BroadcastReceiver receiver, IntentFilter filter,  
•             String broadcastPermission, Handler scheduler) {  
•         return registerReceiverInternal(receiver, filter, broadcastPermission,  
•             scheduler, getOuterContext());  
•     }  
•   
•     private Intent registerReceiverInternal(BroadcastReceiver receiver,  
•             IntentFilter filter, String broadcastPermission,  
•             Handler scheduler, Context context) {  
•         IIntentReceiver rd = null;  
•         if (receiver != null) {  
•             if (mPackageInfo != null && context != null) {  
•                 if (scheduler == null) {  
•                     scheduler = mMainThread.getHandler();  
•                 }  
•                 rd = mPackageInfo.getReceiverDispatcher(  
•                     receiver, context, scheduler,  
•                     mMainThread.getInstrumentation(), true);  
•             } else {  
•                 ......  
•             }  
•         }  
•         try {  
•             return ActivityManagerNative.getDefault().registerReceiver(  
•                     mMainThread.getApplicationThread(),  
•                     rd, filter, broadcastPermission);  
•         } catch (RemoteException e) {  
•                 return null;  
•         }  
•     }  
•   
•     ......  
•   
• }  
  

        通过两个函数的中转，最终就进入到ContextImpl.registerReceiverInternal这个函数来了。这里的成员变量mPackageInfo是一个LoadedApk实例，它是用来负责处理广播的接收的，在后面一篇文章讲到广播的发送时（sendBroadcast），会详细描述。参数broadcastPermission和scheduler都为null，而参数context是上面的函数通过调用函数getOuterContext得到的，这里它就是指向MainActivity了，因为MainActivity是继承于Context类的，因此，这里用Context类型来引用。

        由于条件mPackageInfo != null和context != null都成立，而且条件scheduler == null也成立，于是就调用mMainThread.getHandler来获得一个Handler了，这个Hanlder是后面用来分发ActivityManagerService发送过的广播用的。这里的成员变量mMainThread是一个ActivityThread实例，我们先来看看ActivityThread.getHandler函数的实现，然后再回过头来继续分析ContextImpl.registerReceiverInternal函数。

        Step 3. ActivityThread.getHandler

        这个函数实现在frameworks/base/core/java/android/app/ActivityThread.java文件中：

• public final class ActivityThread {  
•     ......  
•   
•     final H mH = new H();  
•   
•     private final class H extends Handler {  
•         ......  
•   
•         public void handleMessage(Message msg) {  
•             ......  
•   
•             switch (msg.what) {  
•             ......  
•             }  
•   
•             ......  
•         }  
•   
•         ......  
•   
•     }  
•   
•     ......  
•   
•     final Handler getHandler() {  
•         return mH;  
•     }  
•   
•     ......  
•   
• }  
  

        有了这个Handler之后，就可以分发消息给应用程序处理了。

        再回到上一步的ContextImpl.registerReceiverInternal函数中，它通过mPackageInfo.getReceiverDispatcher函数获得一个IIntentReceiver接口对象rd，这是一个Binder对象，接下来会把它传给ActivityManagerService，ActivityManagerService在收到相应的广播时，就是通过这个Binder对象来通知MainActivity来接收的。

        我们也是先来看一下mPackageInfo.getReceiverDispatcher函数的实现，然后再回过头来继续分析ContextImpl.registerReceiverInternal函数。

        Step 4. LoadedApk.getReceiverDispatcher

        这个函数实现在frameworks/base/core/java/android/app/LoadedApk.java文件中：

• final class LoadedApk {  
•     ......  
•   
•     public IIntentReceiver getReceiverDispatcher(BroadcastReceiver r,  
•             Context context, Handler handler,  
•             Instrumentation instrumentation, boolean registered) {  
•         synchronized (mReceivers) {  
•             LoadedApk.ReceiverDispatcher rd = null;  
•             HashMap<BroadcastReceiver, LoadedApk.ReceiverDispatcher> map = null;  
•             if (registered) {  
•                 map = mReceivers.get(context);  
•                 if (map != null) {  
•                     rd = map.get(r);  
•                 }  
•             }  
•             if (rd == null) {  
•                 rd = new ReceiverDispatcher(r, context, handler,  
•                     instrumentation, registered);  
•                 if (registered) {  
•                     if (map == null) {  
•                         map = new HashMap<BroadcastReceiver, LoadedApk.ReceiverDispatcher>();  
•                         mReceivers.put(context, map);  
•                     }  
•                     map.put(r, rd);  
•                 }  
•             } else {  
•                 rd.validate(context, handler);  
•             }  
•             return rd.getIIntentReceiver();  
•         }  
•     }  
•   
•     ......  
•   
•     static final class ReceiverDispatcher {  
•   
•         final static class InnerReceiver extends IIntentReceiver.Stub {  
•             final WeakReference<LoadedApk.ReceiverDispatcher> mDispatcher;  
•             ......  
•   
•             InnerReceiver(LoadedApk.ReceiverDispatcher rd, boolean strong) {  
•                 mDispatcher = new WeakReference<LoadedApk.ReceiverDispatcher>(rd);  
•                 ......  
•             }  
•   
•             ......  
•         }  
•   
•         ......  
•   
•         final IIntentReceiver.Stub mIIntentReceiver;  
•         final Handler mActivityThread;  
•   
•         ......  
•   
•         ReceiverDispatcher(BroadcastReceiver receiver, Context context,  
•                 Handler activityThread, Instrumentation instrumentation,  
•                 boolean registered) {  
•             ......  
•   
•             mIIntentReceiver = new InnerReceiver(this, !registered);  
•             mActivityThread = activityThread;  
•               
•             ......  
•         }  
•   
•         ......  
•   
•         IIntentReceiver getIIntentReceiver() {  
•             return mIIntentReceiver;  
•         }  
•   
•     }  
•   
•     ......  
•   
• }  
  

        在LoadedApk.getReceiverDispatcher函数中，首先看一下参数r是不是已经有相应的ReceiverDispatcher存在了，如果有，就直接返回了，否则就新建一个ReceiverDispatcher，并且以r为Key值保在一个HashMap中，而这个HashMap以Context，这里即为MainActivity为Key值保存在LoadedApk的成员变量mReceivers中，这样，只要给定一个Activity和BroadcastReceiver，就可以查看LoadedApk里面是否已经存在相应的广播接收发布器ReceiverDispatcher了。

        在新建广播接收发布器ReceiverDispatcher时，会在构造函数里面创建一个InnerReceiver实例，这是一个Binder对象，实现了IIntentReceiver接口，可以通过ReceiverDispatcher.getIIntentReceiver函数来获得，获得后就会把它传给ActivityManagerService，以便接收广播。在ReceiverDispatcher类的构造函数中，还会把传进来的Handle类型的参数activityThread保存下来，以便后面在分发广播的时候使用。

        现在，再回到ContextImpl.registerReceiverInternal函数，在获得了IIntentReceiver类型的Binder对象后，就开始要把它注册到ActivityManagerService中去了。

        Step 5. ActivityManagerProxy.registerReceiver

        这个函数实现在frameworks/base/core/java/android/app/ActivityManagerNative.java文件中：

• class ActivityManagerProxy implements IActivityManager  
• {  
•     ......  
•   
•     public Intent registerReceiver(IApplicationThread caller,  
•             IIntentReceiver receiver,  
•             IntentFilter filter, String perm) throws RemoteException  
•     {  
•         Parcel data = Parcel.obtain();  
•         Parcel reply = Parcel.obtain();  
•         data.writeInterfaceToken(IActivityManager.descriptor);  
•         data.writeStrongBinder(caller != null ? caller.asBinder() : null);  
•         data.writeStrongBinder(receiver != null ? receiver.asBinder() : null);  
•         filter.writeToParcel(data, 0);  
•         data.writeString(perm);  
•         mRemote.transact(REGISTER_RECEIVER_TRANSACTION, data, reply, 0);  
•         reply.readException();  
•         Intent intent = null;  
•         int haveIntent = reply.readInt();  
•         if (haveIntent != 0) {  
•             intent = Intent.CREATOR.createFromParcel(reply);  
•         }  
•         reply.recycle();  
•         data.recycle();  
•         return intent;  
•     }  
•   
•     ......  
•   
• }  
  

         这个函数通过Binder驱动程序就进入到ActivityManagerService中的registerReceiver函数中去了。

         Step 6. ActivityManagerService.registerReceiver

         这个函数实现在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 Intent registerReceiver(IApplicationThread caller,  
•             IIntentReceiver receiver, IntentFilter filter, String permission) {  
•         synchronized(this) {  
•             ProcessRecord callerApp = null;  
•             if (caller != null) {  
•                 callerApp = getRecordForAppLocked(caller);  
•                 if (callerApp == null) {  
•                     ......  
•                 }  
•             }  
•   
•             List allSticky = null;  
•   
•             // Look for any matching sticky broadcasts...  
•             Iterator acti** = filter.acti**Iterator();  
•             if (acti** != null) {  
•                 while (acti**.hasNext()) {  
•                     String action = (String)acti**.next();  
•                     allSticky = getStickiesLocked(action, filter, allSticky);  
•                 }  
•             } else {  
•                 ......  
•             }  
•   
•             // The first sticky in the list is returned directly back to  
•             // the client.  
•             Intent sticky = allSticky != null ? (Intent)allSticky.get(0) : null;  
•   
•             ......  
•   
•             if (receiver == null) {  
•                 return sticky;  
•             }  
•   
•             ReceiverList rl  
•                 = (ReceiverList)mRegisteredReceivers.get(receiver.asBinder());  
•             if (rl == null) {  
•                 rl = new ReceiverList(this, callerApp,  
•                     Binder.getCallingPid(),  
•                     Binder.getCallingUid(), receiver);  
•   
•                 if (rl.app != null) {  
•                     rl.app.receivers.add(rl);  
•                 } else {  
•                     ......  
•                 }  
•                 mRegisteredReceivers.put(receiver.asBinder(), rl);  
•             }  
•   
•             BroadcastFilter bf = new BroadcastFilter(filter, rl, permission);  
•             rl.add(bf);  
•             ......  
•             mReceiverResolver.addFilter(bf);  
•   
•             // Enqueue broadcasts for all existing stickies that match  
•             // this filter.  
•             if (allSticky != null) {  
•                 ......  
•             }  
•   
•             return sticky;  
•         }  
•     }  
•   
•     ......  
•   
• }  
  

         函数首先是获得调用registerReceiver函数的应用程序进程记录块：

•    ProcessRecord callerApp = null;  
•    if (caller != null) {  
• callerApp = getRecordForAppLocked(caller);  
• if (callerApp == null) {  
•     ......  
•        }  
•    }  
  

        这里得到的便是上一篇文章Android系统中的广播（Broadcast）机制简要介绍和学习计划里面介绍的应用程序Broadcast的进程记录块了，MainActivity就是在里面启动起来的。

•    List allSticky = null;  
•   
•    // Look for any matching sticky broadcasts...  
•    Iterator acti** = filter.acti**Iterator();  
•    if (acti** != null) {  
• while (acti**.hasNext()) {  
•     String action = (String)acti**.next();  
•     allSticky = getStickiesLocked(action, filter, allSticky);  
• }  
•    } else {  
• ......  
•    }  
•   
•    // The first sticky in the list is returned directly back to  
•    // the client.  
•    Intent sticky = allSticky != null ? (Intent)allSticky.get(0) : null;  
  

        这里传进来的filter只有一个action，就是前面描述的CounterService.BROADCAST_COUNTER_ACTION了，这里先通过getStickiesLocked函数查找一下有没有对应的sticky intent列表存在。什么是Sticky Intent呢？我们在最后一次调用sendStickyBroadcast函数来发送某个Action类型的广播时，系统会把代表这个广播的Intent保存下来，这样，后来调用registerReceiver来注册相同Action类型的广播接收器，就会得到这个最后发出的广播。这就是为什么叫做Sticky Intent了，这个最后发出的广播虽然被处理完了，但是仍然被粘住在ActivityManagerService中，以便下一个注册相应Action类型的广播接收器还能继承处理。

        这里，假设我们不使用sendStickyBroadcast来发送CounterService.BROADCAST_COUNTER_ACTION类型的广播，于是，这里得到的allSticky和sticky都为null了。

        继续往下看，这里传进来的receiver不为null，于是，继续往下执行：

•    ReceiverList rl  
• = (ReceiverList)mRegisteredReceivers.get(receiver.asBinder());  
•    if (rl == null) {  
• rl = new ReceiverList(this, callerApp,  
•     Binder.getCallingPid(),  
•     Binder.getCallingUid(), receiver);  
•   
• if (rl.app != null) {  
•     rl.app.receivers.add(rl);  
• } else {  
•     ......  
• }  
• mRegisteredReceivers.put(receiver.asBinder(), rl);  
•    }  
  

        这里其实就是把广播接收器receiver保存一个ReceiverList列表中，这个列表的宿主进程是rl.app，这里就是MainActivity所在的进程了，在ActivityManagerService中，用一个进程记录块来表示这个应用程序进程，它里面有一个列表receivers，专门用来保存这个进程注册的广播接收器。接着，又把这个ReceiverList列表以receiver为Key值保存在ActivityManagerService的成员变量mRegisteredReceivers中，这些都是为了方便在收到广播时，快速找到对应的广播接收器的。

        再往下看：

• BroadcastFilter bf = new BroadcastFilter(filter, rl, permission);  
• rl.add(bf);  
• ......  
• mReceiverResolver.addFilter(bf);  
  

        上面只是把广播接收器receiver保存起来了，但是还没有把它和filter关联起来，这里就创建一个BroadcastFilter来把广播接收器列表rl和filter关联起来，然后保存在ActivityManagerService中的成员变量mReceiverResolver中去。

        这样，广播接收器注册的过程就介绍完了，比较简单，但是工作又比较琐碎，主要就是将广播接收器receiver及其要接收的广播类型filter保存在ActivityManagerService中，以便以后能够接收到相应的广播并进行处理。