Android系统中的广播（Broadcast）机制简要介绍和学习计划

在Android系统中，广播（Broadcast）是在组件之间传播数据（Intent）的一种机制；这些组件甚至是可以位于不同的进程中，这样它就像Binder机制一样，起到进程间通信的作用；本文通过一个简单的例子来学习Android系统的广播机制，为后续分析广播机制的源代码作准备。

        在Android系统中，为什么需要广播机制呢？广播机制，本质上它就是一种组件间的通信方式，如果是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，广播机制似乎是多余的。然而，广播机制却是不可替代的，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。

        在软件工程中，是非常强调模块之间的高内聚低耦合性的，不然的话，随着系统越来越庞大，就会面临着越来越难维护的风险，最后导致整个项目的失败。Android应用程序的组织方式，可以说是把这种高内聚低耦合性的思想贯彻得非常透彻，在任何一个Activity中，都可以使用一个简单的Intent，通过startActivity或者startService，就可以把另外一个Activity或者Service启动起来为它服务，而且它根本上不依赖这个Activity或者Service的实现，只需要知道它的字符串形式的名字即可，而广播机制更绝，它连接收者的名字都不需要知道。

        不过话又说回来，广播机制在Android系统中，也不算是什么创新的东西。如果读者了解J2EE或者COM，就会知道，在J2EE中，提供了消息驱动Bean（Message-Driven Bean），用来实现应用程序各个组件之间的消息传递；而在COM中，提供了连接点（Connection Point）的概念，也是用来在应用程序各个组间间进行消息传递。无论是J2EE中的消息驱动Bean，还是COM中的连接点，或者Android系统的广播机制，它们的实现机理都是消息发布/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。

        废话说了一大堆，现在开始进入主题了，和前面的文章一样，我们通过具体的例子来介绍Android系统的广播机制。在这个例子中，有一个Service，它在另外一个线程中实现了一个计数器服务，每隔一秒钟就自动加1，然后将结果不断地反馈给应用程序中的界面线程，而界面线程中的Activity在得到这个反馈后，就会把结果显示在界面上。为什么要把计数器服务放在另外一个线程中进行呢？我们可以把这个计数器服务想象成是一个耗时的计算型逻辑，如果放在界面线程中去实现，那么势必就会导致应用程序不能响应界面事件，最后导致应用程序产生ANR（Application Not Responding）问题。计数器线程为了把加1后的数字源源不断地反馈给界面线程，这时候就可以考虑使用广播机制了。

        首先在Android源代码工程中创建一个Android应用程序工程，名字就称为Broadcast吧。下面，将会逐一介绍这个package里面的文件。

        首先，我们在src/shy/luo/broadcast/ICounterService.Java文件中定义计数器的服务接口：

• package shy.luo.broadcast;  
•   
• public interface ICounterService {  
•         public void startCounter(int initVal);  
•         public void stopCounter();  
• }  
  

       这个接口很简单，它只有两个成员函数，分别用来启动和停止计数器；启动计数时，还可以指定计数器的初始值。

       接着，我们来看一个应用程序的默认Activity的实现，在src/shy/luo/broadcast/MainActivity.java文件中：

• package shy.luo.broadcast;  
•   
• import android.app.Activity;  
• import android.content.BroadcastReceiver;  
• import android.content.ComponentName;  
• import android.content.Context;  
• import android.content.Intent;  
• import android.content.IntentFilter;  
• import android.content.ServiceConnection;  
• import android.os.Bundle;  
• import android.os.IBinder;  
• import android.util.Log;  
• import android.view.View;  
• import android.view.View.OnClickListener;  
• import android.widget.Button;  
• import android.widget.TextView;  
•   
• public class MainActivity extends Activity implements OnClickListener {  
•     private final static String LOG_TAG = "shy.luo.broadcast.MainActivity";  
•          
•     private Button startButton = null;  
•     private Button stopButton = null;  
•     private TextView counterText = null;  
•       
•     private ICounterService counterService = null;  
•       
•         @Override  
•         public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {  
•             super.onCreate(savedInstanceState);  
•             setContentView(R.layout.main);  
•          
•             startButton = (Button)findViewById(R.id.button_start);  
•             stopButton = (Button)findViewById(R.id.button_stop);  
•             counterText = (TextView)findViewById(R.id.textview_counter);  
•          
•             startButton.setOnClickListener(this);  
•             stopButton.setOnClickListener(this);  
•          
•             startButton.setEnabled(true);  
•             stopButton.setEnabled(false);  
•          
•             Intent bindIntent = new Intent(MainActivity.this, CounterService.class);  
•             bindService(bindIntent, serviceConnection, Context.BIND_AUTO_CREATE);  
•          
•             Log.i(LOG_TAG, "Main Activity Created.");  
•         }  
•       
•         @Override   
•         public void onResume() {  
•             super.onResume();  
•          
•             IntentFilter counterActionFilter = new IntentFilter(CounterService.BROADCAST_COUNTER_ACTION);  
•         registerReceiver(counterActionReceiver, counterActionFilter);  
•         }  
•       
•         @Override  
•         public void onPause() {  
•             super.onPause();  
•             unregisterReceiver(counterActionReceiver);  
•         }  
•       
•         @Override  
•         public void onDestroy() {  
•             super.onDestroy();  
•             unbindService(serviceConnection);  
•         }  
•       
•         @Override  
•         public void onClick(View v) {  
•             if(v.equals(startButton)) {  
•             if(counterService != null) {  
•                 counterService.startCounter(0);  
•                   
•                 startButton.setEnabled(false);  
•                     stopButton.setEnabled(true);  
•             }  
•             } else if(v.equals(stopButton)) {  
•             if(counterService != null) {  
•                 counterService.stopCounter();  
•                   
•                 startButton.setEnabled(true);  
•                 stopButton.setEnabled(false);  
•             }  
•             }  
•         }  
•       
•         private BroadcastReceiver counterActionReceiver = new BroadcastReceiver(){  
•         public void onReceive(Context context, Intent intent) {  
•             int counter = intent.getIntExtra(CounterService.COUNTER_VALUE, 0);  
•             String text = String.valueOf(counter);  
•             counterText.setText(text);  
•               
•             Log.i(LOG_TAG, "Receive counter event");  
•         }  
•     };  
•       
•     private ServiceConnection serviceConnection = new ServiceConnection() {  
•             public void **erviceConnected(ComponentName className, IBinder service) {  
•             counterService = ((CounterService.CounterBinder)service).getService();  
•               
•             Log.i(LOG_TAG, "Counter Service Connected");  
•             }  
•             public void **erviceDisconnected(ComponentName className) {  
•             counterService = null;  
•             Log.i(LOG_TAG, "Counter Service Disconnected");  
•             }  
•         };  
• }  
  

        MainActivity的实现也很简单，它在创建（onCreate）的时候，会调用bindService函数来把计数器服务（CounterService）启动起来，它的第二个参数serviceConnection是一个ServiceConnection实例。计数器服务启动起来后，系统会调用这个实例的**erviceConnected函数将一个Binder对象传回来，通过调用这个Binder对象的getService函数，就可以获得计数器服务接口。这里，把这个计数器服务接口保存在MainActivity的counterService成员变量中。同样，当我们调用unbindService停止计数器服务时，系统会调用这个实例的**erviceDisconnected函数告诉MainActivity，它与计数器服务的连接断开了。

        注意，这里通过调用bindService函数来启动Service时，这个Service与启动它的Activity是位于同一个进程中，

        在MainActivity的onResume函数中，通过调用registerReceiver函数注册了一个广播接收器counterActionReceiver，它是一个BroadcastReceiver实例，并且指定了这个广播接收器只对CounterService.BROADCAST_COUNTER_ACTION类型的广播感兴趣。当CounterService发出一个CounterService.BROADCAST_COUNTER_ACTION类型的广播时，系统就会把这个广播发送到counterActionReceiver实例的onReceiver函数中去。在onReceive函数中，从参数intent中取出计数器当前的值，显示在界面上。

       MainActivity界面上有两个按钮，分别是Start Counter和Stop Counter按钮，点击前者开始计数，而点击后者则停止计数。

       计数器服务CounterService实现在src/shy/luo/broadcast/CounterService.java文件中：

• package shy.luo.broadcast;  
•   
• import android.app.Service;  
• import android.content.Intent;  
• import android.os.AsyncTask;  
• import android.os.Binder;  
• import android.os.IBinder;  
• import android.util.Log;  
•   
• public class CounterService extends Service implements ICounterService {  
•     private final static String LOG_TAG = "shy.luo.broadcast.CounterService";  
•       
•     public final static String BROADCAST_COUNTER_ACTION = "shy.luo.broadcast.COUNTER_ACTION";  
•     public final static String COUNTER_VALUE = "shy.luo.broadcast.counter.value";  
•       
•     private boolean stop = false;  
•       
•     private final IBinder binder = new CounterBinder();  
•       
•     public class CounterBinder extends Binder {  
•         public CounterService getService() {  
•             return CounterService.this;  
•         }  
•     }  
•       
•     @Override  
•         public IBinder onBind(Intent intent) {  
•                 return binder;  
•         }  
•       
•     @Override  
•     public void onCreate() {  
•         super.onCreate();  
•          
•         Log.i(LOG_TAG, "Counter Service Created.");  
•     }  
•       
•     @Override  
•         public void onDestroy() {  
•                 Log.i(LOG_TAG, "Counter Service Destroyed.");  
•         }  
•       
•     public void startCounter(int initVal) {  
•                 AsyncTask<Integer, Integer, Integer> task = new AsyncTask<Integer, Integer, Integer>() {      
•             @Override  
•             protected Integer doInBackground(Integer... vals) {  
•                 Integer initCounter = vals[0];  
•                   
•                 stop = false;  
•                 while(!stop) {  
•                     publishProgress(initCounter);  
•                      
•                     try {  
•                         Thread.sleep(1000);  
•                     } catch (InterruptedException e) {  
•                         e.printStackTrace();  
•                     }  
•                      
•                     initCounter++;  
•                 }  
•                   
•                 return initCounter;  
•             }  
•               
•             @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) {  
•                 int counter = val;  
•                   
•                 Intent intent = new Intent(BROADCAST_COUNTER_ACTION);  
•                 intent.putExtra(COUNTER_VALUE, counter);  
•                   
•                 sendBroadcast(intent);  
•             }  
•          
•                 };  
•               
•                 task.execute(0);      
•         }  
•   
•     public void stopCounter() {  
•         stop = true;  
•     }  
• }  
  

        这个计数器服务实现了ICounterService接口。当这个服务被binderService函数启动时，系统会调用它的onBind函数，这个函数返回一个Binder对象给系统。上面我们说到，当MainActivity调用bindService函数来启动计数器服务器时，系统会调用MainActivity的ServiceConnection实例serviceConnection的**erviceConnected函数通知MainActivity，这个服务已经连接上了，并且会通过这个函数传进来一个Binder远程对象，这个Binder远程对象就是来源于这里的onBind的返回值了。

        函数onBind返回的Binder对象是一个自定义的CounterBinder实例，它实现了一个getService成员函数。当系统通知MainActivity，计数器服务已经启动起来并且连接成功后，并且将这个Binder对象传给MainActivity时，MainActivity就会把这个Binder对象强制转换为CounterBinder实例，然后调用它的getService函数获得服务接口。这样，MainActivity就通过这个Binder对象和CounterService关联起来了。

        当MainActivity调用计数器服务接口的startCounter函数时，计数器服务并不是直接进入计数状态，而是通过使用异步任务（AsyncTask）在后台线程中进行计数。这里为什么要使用异步任务来在后台线程中进行计数呢？前面我们说过，这个计数过程是一个耗时的计算型逻辑，不能把它放在界面线程中进行，因为这里的CounterService启动时，并没有在新的进程中启动，它与MainActivity一样，运行在应用程序的界面线程中，因此，这里需要使用异步任务在在后台线程中进行计数。

       它的大概用法是，当我们调用异步任务实例的execute（task.execute）方法时，当前调用线程就返回了，系统启动一个后台线程来执行这个异步任务实例的doInBackground函数，这个函数就是我们用来执行耗时计算的地方了，它会进入到一个循环中，每隔1秒钟就把计数器加1，然后进入休眠（Thread.sleep），醒过来，再重新这个计算过程。在计算的过程中，可以通过调用publishProgress函数来通知调用者当前计算的进度，好让调用者来更新界面，调用publishProgress函数的效果最终就是直入到这个异步任务实例的onProgressUpdate函数中，这里就可以把这个进度值以广播的形式（sendBroadcast）发送出去了，这里的进度值就定义为当前计数服务的计数值。

        当MainActivity调用计数器服务接口的stopCounter函数时，会告诉函数doInBackground停止执行计数（stop = true），于是，函数doInBackground就退出计数循环，然后将最终计数结果返回了，返回的结果最后进入到onPostExecute函数中，这个函数同样通过广播的形式（sendBroadcast）把这个计数结果广播出去。

        计算器服务就介绍到这里了。