王中周的技术博客

Stay hungry,stay foolish.

iOS进程间通信之CFMessagePort

iOS系统是出了名的封闭,每个应用的活动范围被严格地限制在各自的沙盒中。尽管如此,iOS还是提供了若干进程间通信机制,CFMessagePort就是其中之一。

从类名可以看出,CFMessagePort属于Core Foundation层的东西,其实现部分是开源的,代码在可以在苹果的开源代码库中找到。

使用方式

1、消息接收者

CFMessagePort端口消息的接收者需要实现以下功能:

1.1 注册监听

消息接收者需要通过以下方式注册消息监听:

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-(void)startListenning
{
  if (0 != mMsgPortListenner && CFMessagePortIsValid(mMsgPortListenner))
  {
      CFMessagePortInvalidate(mMsgPortListenner);
  }
    mMsgPortListenner = CFMessagePortCreateLocal(kCFAllocatorDefault,CFSTR(LOCAL_MACH_PORT_NAME),onRecvMessageCallBack, NULL, NULL);
    CFRunLoopSourceRef source = CFMessagePortCreateRunLoopSource(kCFAllocatorDefault, mMsgPortListenner, 0);
    CFRunLoopAddSource(CFRunLoopGetCurrent(), source, kCFRunLoopCommonModes);
    NSLog(@"start listenning");
}

其中LOCAL_MACH_PORT_NAME的定义为:

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#define LOCAL_MACH_PORT_NAME    "com.wangzz.demo"

经过查看源码发现,CFMessagePort实际上是通过mach port实现的。Mach port是iOS系统提供的基于端口的输入源,可用于线程或进程间通讯。而Runloop支持的输入源类型中就包括基于端口的输入源,因此可以使用Runloop做为CFMessagePort端口源事件的监听者。

上述代码有几点需要说明:

  • 通过CFMessagePortCreateLocal可以创建一个本地CFMessagePortRef对象

  • CFMessagePort对象是靠一个字符串来唯一标识的,这一点非常重要,在这里字符串是由宏LOCAL_MACH_PORT_NAME定义的;

  • 创建CFMessagePort对象的同时设置了端口源事件的回调函数onRecvMessageCallBack,用于处理端口源事件;

  • 将创建的对象作为输入源添加到Runloop中,从而实现对端口源事件的监听,当Runloop收到对应的端口源事件时,会调用上一步中指定的回调芳芳;

1.2 实现回调方法

回调函数为CFMessagePortCallBack类型,其定义部分为:

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typedef CFDataRef (*CFMessagePortCallBack) (
   CFMessagePortRef local,
   SInt32 msgid,
   CFDataRef data,
   void *info
);

各个参数的含义为:

  • CFMessagePortRef local

    当前接收消息的CFMessagePortRef对象。

  • SInt32 msgid

    这个字段非常有用,用于标识消息。如果通信双方进程约定号每个msgid对应的数据结构,即可实现较为复杂的通信。

  • CFDataRef data

    通信的真正数据部分。

  • void *info

    为使用CFMessagePortCreateLocal方法创建port端口时指定的CFMessagePortContext对象的info字段,通常为空。

该回调方法可以返回一个CFDataRef类型的数据给port消息的发送者,以实现有效的双方通信,这一点也非常重要。

我的回调函数onRecvMessageCallBack的实现:

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CFDataRef onRecvMessageCallBack(CFMessagePortRef local,SInt32 msgid,CFDataRef cfData, void*info)
{
    NSLog(@"onRecvMessageCallBack is called");
    NSString *strData = nil;
    if (cfData)
    {
          const UInt8  * recvedMsg = CFDataGetBytePtr(cfData);
      strData = [NSString stringWithCString:(char *)recvedMsg encoding:NSUTF8StringEncoding];
        /**
         
         实现数据解析操作
         
         **/

        NSLog(@"receive message:%@",strData);
    }

    //为了测试,生成返回数据
    NSString *returnString = [NSString stringWithFormat:@"i have receive:%@",strData];
    const char* cStr = [returnString UTF8String];
  NSUInteger ulen = [returnString lengthOfBytesUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding];
    CFDataRef sgReturn = CFDataCreate(NULL, (UInt8 *)cStr, ulen);

    return sgReturn;
}

该方法实现的较为简单,解析约定的数据(测试代码中约定传送的是string),为了测试,同时生成一个CFDataRef数据返回给port消息的发送者。

1.3 取消端口监听

可以通过如下方式取消对port端口的监听:

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- (void)endLisenning
{
    CFMessagePortInvalidate(mMsgPortListenner);
    CFRelease(mMsgPortListenner);
}

CFMessagePortInvalidate会停止port消息的发送和接收操作,而只有调用了CFRelease,CFMessagePortRef对象才真正的被释放掉。

2、消息发送者

发送部分代码如下:

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-(NSString *)sendMessageToDameonWith:(id)msgInfo msgID:(NSInteger)msgid
{
    // 生成Remote port
    CFMessagePortRef bRemote = CFMessagePortCreateRemote(kCFAllocatorDefault, CFSTR(MACH_PORT_REMOTE));
    if (nil == bRemote) {
        NSLog(@"bRemote create failed");
        return nil;
    }

    // 构建发送数据(string)
    NSString    *msg = [NSString stringWithFormat:@"%@",msgInfo];
    NSLog(@"send msg is :%@",msg);
    const char *message = [msg UTF8String];
    CFDataRef data,recvData = nil;
    data = CFDataCreate(NULL, (UInt8 *)message, strlen(message));

    // 执行发送操作
    CFMessagePortSendRequest(bRemote, msgid, data, 0, 100 , kCFRunLoopDefaultMode, &recvData);
    if (nil == recvData) {
        NSLog(@"recvData date is nil.");
        CFRelease(data);
        CFMessagePortInvalidate(bRemote);
        CFRelease(bRemote);
        return nil;
    }

    // 解析返回数据
    const UInt8  * recvedMsg = CFDataGetBytePtr(recvData);
    if (nil == recvedMsg) {
        NSLog(@"receive date err.");
        CFRelease(data);
        CFMessagePortInvalidate(bRemote);
        CFRelease(bRemote);
        return nil;
    }

    NSString    *strMsg = [NSString stringWithCString:(char *)recvedMsg encoding:NSUTF8StringEncoding];
    NSLog(@"%@",strMsg);

    CFRelease(data);
    CFMessagePortInvalidate(bRemote);
    CFRelease(bRemote);
    CFRelease(recvData);

    return strMsg;
}

其中MACH_PORT_REMOTE的定义为:

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#define MACH_PORT_REMOTE    "com.wangzz.demo"

发送消息时要相对简单,首先通过CFMessagePortCreateRemote生成一个Remote的CFMessagePortRef,这里需要注意的是CFMessagePortCreateRemote时传入的字符串唯一标识MACH_PORT_REMOTE必须和消息接收者创建local的CFMessagePortRef时使用的字符串唯一标识是同一个!

通过查看源码发现,CFMessagePortCreateRemote会根据MACH_PORT_REMOTE定义的字符串为唯一标识获取消息接收者通过CFMessagePortCreateLocal使用相同字符串创建的底层mach port端口,从而实现向消息接收者发送信息。

如果消息接收者还没有创建或者通过CFMessagePortCreateLocal创建local端口失败时,想要通过CFMessagePortCreateRemote去创建remote端口肯定是失败的。

说明

  • 很遗憾的是,在iOS7及以后系统中,CFMessagePort的通信机制不再可用。

在使用CFMessagePortCreateLocal/CFMessagePortCreateRemote创建CFMessagePortRef对象时会失败,官方文档中是这么说的:

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This method is not available on iOS 7 and laterit will return NULL and log a sandbox violation in syslog. See Concurrency Programming Guide for possible replacement technologies.
  • CFMessagePort只能用于本地进程通信。

  • CFMessagePort是基于mach port端口的通信方式,不但可以用于进程通信,也可以用于线程间通信,只是线程间通信有了GCD和Cocoa提供的原生方法,已经能很方便的实现了,没必要再使用CFMessagePort。

  • 进程通信使用场景

iOS系统多任务机制,使得进程间通信基本都只能用于越狱开发。常用的场景是前端有一个UI程序用于界面展示,后端有一个daemo精灵程序用于任务处理。

demo工程

特地做了了个demo工程,以便更好地演示CFMessagePort的使用,可以到CSDN下载

为了模拟进程间通信场景,我将消息接收进程CFMessagePortReceive做成了能够后台播放音乐的程序,以便其切到后台后能继续存活。

由于CFMessagePort不再支持iOS7及以后系统,本demo实在iOS6系统上测试的。

demo使用方式:

  • CFMessagePortReceive启动后,点击Start Listenning创建CFMessagePort接口并开始监听port消息,然后将CFMessagePortReceive切到后台;

  • 启动CFMessagePortSend程序,在输入框中写入内容,点击发送按钮即可和CFMessagePortReceive通信。

  • MessagePort通信过程中会有日志输出,可以使用以下方式查看日志:

    1.真机

    选择:Xcode->Window->Organizer->Devices,然后选中窗口左侧当前设备的Console窗口查看。

    2.模拟器

    选择:模拟器->调试->打开系统日志,或者直接使用快捷键⌘/直接打开系统控制台查看日志。

参考文档

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