Android四大组件之BroadcastReceiver

前言

Hi，大家好，又双见面啦，上一期我们讲了如何使用Activity，肯定有不少小伙伴已经创建了属于自己的FirstActivity，那么这一期我们主要为大家介绍第二个重要组件BroadcastReceiver（广播接收器）。作为Android的四大组件之二，其应用场景非常多。下面，就详细介绍下 BroadcastReceiver 的相关知识。

1. 定义

BroadcastReceiver（广播接收器）即广播，是一个全局的监听器。

Android 广播分为两个角色：广播发送者、广播接受者。

2. 作用

可以监听或接收应用 App 或系统发出的广播消息，并做出响应。

3. 应用场景

1. 同一 App 内部的同一组件内的消息通信（单个或多个线程之间）；

2. 同一 App 内部的不同组件之间的消息通信（单个进程）；

3. 同一 App 具有多个进程的不同组件之间的消息通信；

4. 不同 App 之间的组件之间消息通信；

5. Android系统在特定情况下与App之间的消息通信，如：网络变化、电池电量、屏幕开关等。

4. 实现原理

Android中的广播使用了观察者模式：基于消息的发布 / 订阅事件模型，将广播的发送者和接收者解耦，使得系统方便集成，更易扩展。

消息的事件模型中有三个角色：

1. 消息订阅者（广播接收者）

2. 消息发布者（广播发送者）

3. 消息中心（AMS，即Activity Manager Service）

具体实现流程如下：

1. 广播接收者BroadcastReceiver通过Binder机制向AMS中进行注册；  

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。

注意：广播发送者和广播接受者的执行顺序是异步的，发送者不会关心有无接收者及接收者是否接收。

5. 使用步骤

5.1 自定义广播接收者BroadcastReceiver

//继承BroadcastReceiver
public class MyBroadcaseReceiver extends BroadcastReceiver {   
    //接收到广播后，则自动调用该方法    
    @Override    
    public void onReceive(Context context, Intent intent) {
    }
}

继承 BroadcastReceivre 基类，重写 onReceive() 方法。广播接收器接收到相应广播后，会自动回调 onReceive() 方法，此方法中可与其他组件进行交互，如发送通知、启动服务等。

默认情况下，广播接收器运行在主线程中，所以，onReceive() 方法不能执行耗时操作，否则会导致 ANR 异常。

5.2 注册广播接收器

广播接收器的注册分为两种：静态注册、动态注册。

静态注册：静态注册即在清单文件（AndroidManifest.xml）中为 BroadcastReceiver 进行注册，使用< receiver >标签声明，并在标签内用 < intent-filter > 标签设置过滤器。这种形式的 BroadcastReceiver 的生命周期伴随着整个应用。如果这种方式处理的是系统广播，那么不管应用是否在运行，该广播接收器都能接收到该广播。

<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" >
 <intent-filter>
  <action android:name="android.net.conn.CONNECTIVITY_CHANGE" />
    </intent-filter>
</receiver>

android:exported  ——此 BroadcastReceiver 能否接收其他 App 的发出的广播，其默认值是由 receiver 中有无 intent-filter 决定的，如果有 intent-filter，默认值为true，否则为false。（同样的，activity/service中的此属性默认值一样遵循此规则）； android:name  —— 此 BroadcastReceiver 类名； android:permission  ——如果设置，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； android:process  —— BroadcastReceiver 运行所处的进程。默认为 App 的进程。可以指定独立的进程（Android四大组件都可以通过此属性指定自己的独立进程）。

intent-filter/action ——用于指定此广播接收器将接收的广播类型，本示例中给出的是用于接收网络状态改变时发出的广播。

注册示例：

<receiver 
 android:name=".MyBroadcaseReceiver">    
    <intent-filter>        
        <action android:name="android.net.conn.CONNECTIVITY_CHANGE" />    
    </intent-filter>
</receiver>

当此 App首次启动时，系统会自动实例化 MyBroadcaseReceiver 类，并注册到系统中。

注意：Android 7.0版本开始，对静态注册的广播做了限制，导致静态注册失效。应用无法使用清单注册隐式广播，仍然可以在运行时动态注册这些广播，并且可以使用清单注册专门针对它们的显式广播。

具体可查看：https://developer.android.google.cn/about/versions/oreo/background

动态注册：动态注册 BroadcastReceiver 是在代码中定义并设置好一个 IntentFilter 对象，然后在需要注册的地方调用 Context.registerReceiver() 方法，调用 Context.unregisterReceiver() 方法取消注册，此时就不需要在清单文件中注册 Receiver 了。

@Override
protected void onResume() {    
    super.onResume();    
    //1.实例化MyBroadcaseReceiver    
    MyBroadcaseReceiver myBroadcaseReceiver = new MyBroadcaseReceiver();    
    //2.设置广播类型    
    IntentFilter intentFilter = new IntentFilter();
    intentFilter.addAction("android.net.conn.CONNECTIVITY_CHANGE");    
    //3.动态注册广播    
    registerReceiver(myBroadcaseReceiver, intentFilter);
}

@Override
protected void onDestroy() {    
    super.onDestroy();    
    //销毁在onResume()中注册的广播    
    unregisterReceiver(mBroadcastReceiver);
}

注意：对于动态广播，有注册必须得有注销，否知会造成内存泄露，重复注册、重复注销也不允许。

Android 中所有与观察者模式有关的设计中，一旦涉及到 register，必定在相应的时机需要 unregister。

5.3 广播发送及广播类型

广播发送：广播的“发送”与“接收”，表面上看是广播作为 Android 广播机制中的实体，实际上这一实体本身是并不是以所谓的”广播“对象存在的，而是以”意图“（Intent）去表示。定义广播的定义本质，实际就是相应广播”意图“的定义过程，然后通过广播发送者通过 sendBroadcast() 方法将此”意图“发送出去。

广播类型：根据广播的发送方式，可以将其分为以下几种类型

1.普通广播（Normal Broadcast）

  开发者自身定义 intent的广播。发送广播使用如下：

   Intent intent = new Intent();
   //对应BroadcastReceiver中intentFilter的action
   intent.setAction("MY_BROADCAST_ACTION");
   //发送广播
   sendBroadcast(intent);

  被注册了的广播接收者中注册时 intentFilter 的 action 与上述匹配，就会接收此广播，并回调onReceive()。如下的 BroadcastReceiver 则会接收上述广播：

   <receiver 
    android:name=".MyBroadcastReceiver" >
    <intent-filter>
     <action android:name="MY_BROADCAST_ACTION" />
    </intent-filter>
   </receiver>

注意：若发送广播有相应权限，那么广播接收者也需要相应权限

2.系统广播（System Broadcast）

  Android系统中内置了多个系统广播，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。如：开机启动，网络状态改变，拍照，屏幕关闭与开启，电量不足等等。

  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，将被相应的BroadcastReceiver 接收。

  当使用系统广播时，只需在注册广播接收者时定义相关的action即可，不需要手动发送广播，当系统有相关操作时会自动进行系统广播的发送。

3.有序广播（Ordered Broadcast）

  有序广播中的“有序”是针对广播接收者而言的，指的是发送出去的广播被 BroadcastReceiver 按照先后顺序进行接收。有序广播的定义过程与普通广播无异，只是其发送方式变为：sendOrderedBroadcast(intent);

广播接受者接收广播的顺序规则（同时面向静态和动态注册的广播接受者）：按照 Priority 属性值从大-小排序，Priority属性相同者，动态注册的广播优先。

特点：接收广播按顺序接收；先接收的广播接收者可以对广播进行截断，即后接收的广播接收者不再接收到此广播；先接收的广播接收者也可以对广播进行修改，那么后接收的广播接收者将接收到被修改后的广播。当然，一般情况下，不建议对有序广播进行此类操作，尤其是针对系统中的有序广播。

4.App应用内广播（Local Broadcast）

  由于 Android 中的广播可以跨 App 直接通信（exported对于有intent-filter情况下默认值为true），可能会出现相应安全隐患：

  a.  其他 App 针对性发出与当前 App intent-filter 相匹配的广播，由此导致当前 App 不断接收广播并处理；

  b.  其他 App 注册与当前 App 一致的 intent-filter 用于接收广播，获取广播具体信息；即会出现安全性 & 效率性的问题。

解决方案：

方案1：将全局广播设置成局部广播

  a. 对于同一 App 内部发送和接收广播，将 exported 属性设置成false，使得非本 App 内部发出的此广播不被接收；

  b. 在广播发送和接收时，都增加上相应的permission，用于权限验证；

  c. 发送广播时，指定特定广播接收器所在的包名，具体是通过 intent.setPackage(packageName) 指定，这样此广播将只会发送到此包中的 App 内与之相匹配的有效广播接收器中。

方案2：使用App应用内广播（LocalBroadcastManager类）

  App应用内广播可理解为一种局部广播，广播的发送者和接收者都同属于一个App。相比于全局广播（普通广播），App应用内广播优势体现在：安全性高 & 效率高。

  使用封装好的 LocalBroadcastManager 类使用方式上与全局广播几乎相同，只是注册/取消注册广播接收器和发送广播时将参数的 context 变成了 LocalBroadcastManager 的单一实例。

注意：对于LocalBroadcastManager方式发送的应用内广播，只能通过LocalBroadcastManager动态注册，不能静态注册。

   //注册应用内广播接收器
   //1：实例化MyBroadcaseReceiver 
   MyBroadcaseReceiver myBroadcaseReceiver = new MyBroadcaseReceiver(); 
   //2：实例化IntentFilter、设置接收广播的类型 
   IntentFilter intentFilter = new IntentFilter(); 
   intentFilter.addAction("android.net.conn.CONNECTIVITY_CHANGE");
   //3：实例化LocalBroadcastManager
   LocalBroadcastManager localBroadcastManager = LocalBroadcastManager.getInstance(this);
   //4：调用LocalBroadcastManager的registerReceiver()方法进行动态注册 
   localBroadcastManager.registerReceiver(myBroadcaseReceiver, intentFilter);
   
   
   //取消注册应用内广播接收器
   localBroadcastManager.unregisterReceiver(myBroadcaseReceiver);
   
   
   //发送应用内广播
   Intent intent = new Intent();
   intent.setAction("MY_BROADCAST_ACTION");
   localBroadcastManager.sendBroadcast(intent);

5.粘性广播（Sticky Broadcast）

  由于在 Android 5.0 & API 21 中已经失效，所以不建议使用，在这里不作阐述。

6. 特别注意

对于不同注册方式的广播接收器回调 onReceive（Context context，Intent intent）中的context返回值是不一样的：

1.对于静态注册（全局+应用内广播），回调 onReceive(context, intent) 中的 context 返回值是：ReceiverRestrictedContext；

2.对于全局广播的动态注册，回调onReceive(context, intent)中的context返回值是：Activity Context；  

3.对于应用内广播的动态注册（LocalBroadcastManager方式），回调onReceive(context, intent)中的context返回值是：Application Context。  

4.对于应用内广播的动态注册（LocalBroadcastManager方式），回调onReceive(context, intent)中的context返回值是：Application Context。  

结语  

作为Android的四大组件之二，并且项目开发过程中一些场景下经常被使用到，小伙伴们赶紧上手实操，把它灵活的运用到项目中，结合上一期的Activity实现有趣的交互吧。