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广播概览

Android 应用与 Android 系统和其他 Android 应用之间可以相互收发广播消息,这与发布-订阅设计模式相似。这些广播会在所关注的事件发生时发送。举例来说,Android 系统会在发生各种系统事件时发送广播,例如系统启动或设备开始充电时。再比如,应用可以发送自定义广播来通知其他应用它们可能感兴趣的事件(例如,一些新数据已下载)。

应用可以注册接收特定的广播。广播发出后,系统会自动将广播传送给同意接收这种广播的应用。

一般来说,广播可作为跨应用和普通用户流之外的消息传递系统。但是,您必须小心,不要滥用在后台响应广播和运行作业的机会,因为这会导致系统变慢,具体如以下视频所述。

关于系统广播

系统会在发生各种系统事件时自动发送广播,例如当系统进入和退出飞行模式时。系统广播会被发送给所有同意接收相关事件的应用。

广播消息本身会被封装在一个 Intent 对象中,该对象的操作字符串会标识所发生的事件(例如 android.intent.action.AIRPLANE_MODE)。该 Intent 可能还包含绑定到其 extra 字段中的附加信息。例如,飞行模式 intent 包含布尔值 extra 来指示是否已开启飞行模式。

如需详细了解如何读取 intent 并从 intent 中获取操作字符串,请参阅 Intent 和 Intent 过滤器

有关系统广播操作的完整列表,请参阅 Android SDK 中的 BROADCAST_ACTIONS.TXT 文件。每个广播操作都有一个与之关联的常量字段。例如,常量 ACTION_AIRPLANE_MODE_CHANGED 的值为 android.intent.action.AIRPLANE_MODE。每个广播操作的文档都可以在关联的常量字段中找到。

系统广播所发生的更改

随着 Android 平台的发展,它会不定期地更改系统广播的行为方式。如果您的应用以 Android 7.0(API 级别 24)或更高版本为目标平台,或者安装在搭载 Android 7.0 或更高版本的设备上,请注意以下更改。

Android 9

从 Android 9(API 级别 28)开始,NETWORK_STATE_CHANGED_ACTION 广播不再接收有关用户位置或个人身份数据的信息。

此外,如果您的应用安装在搭载 Android 9 或更高版本的设备上,则通过 WLAN 接收的系统广播不包含 SSID、BSSID、连接信息或扫描结果。要获取这些信息,请调用 getConnectionInfo()

Android 8.0

从 Android 8.0(API 级别 26)开始,系统对清单声明的接收器施加了额外的限制。

如果您的应用以 Android 8.0 或更高版本为目标平台,那么对于大多数隐式广播(没有明确针对您的应用的广播),您不能使用清单来声明接收器。当用户正在活跃地使用您的应用时,您仍可使用上下文注册的接收器

Android 7.0

Android 7.0(API 级别 24)及更高版本不发送以下系统广播:

此外,以 Android 7.0 及更高版本为目标平台的应用必须使用 registerReceiver(BroadcastReceiver, IntentFilter) 注册 CONNECTIVITY_ACTION 广播。无法在清单中声明接收器。

接收广播

应用可以通过两种方式接收广播:清单声明的接收器和上下文注册的接收器。

清单声明的接收器

如果您在清单中声明广播接收器,系统会在广播发出后启动您的应用(如果应用尚未运行)。

要在清单中声明广播接收器,请执行以下步骤:

  1. 在应用清单中指定 <receiver> 元素。

        <receiver android:name=".MyBroadcastReceiver"  android:exported="true">
            <intent-filter>
                <action android:name="android.intent.action.BOOT_COMPLETED"/>
                <action android:name="android.intent.action.INPUT_METHOD_CHANGED" />
            </intent-filter>
        </receiver>
        

    Intent 过滤器指定您的接收器所订阅的广播操作。

  2. 创建 BroadcastReceiver 子类并实现 onReceive(Context, Intent)。以下示例中的广播接收器会记录并显示广播的内容:

    Kotlin

        private const val TAG = "MyBroadcastReceiver"
    
        class MyBroadcastReceiver : BroadcastReceiver() {
    
            override fun onReceive(context: Context, intent: Intent) {
                StringBuilder().apply {
                    append("Action: ${intent.action}\n")
                    append("URI: ${intent.toUri(Intent.URI_INTENT_SCHEME)}\n")
                    toString().also { log ->
                        Log.d(TAG, log)
                        Toast.makeText(context, log, Toast.LENGTH_LONG).show()
                    }
                }
            }
        }
        

    Java

        public class MyBroadcastReceiver extends BroadcastReceiver {
                private static final String TAG = "MyBroadcastReceiver";
                @Override
                public void onReceive(Context context, Intent intent) {
                    StringBuilder sb = new StringBuilder();
                    sb.append("Action: " + intent.getAction() + "\n");
                    sb.append("URI: " + intent.toUri(Intent.URI_INTENT_SCHEME).toString() + "\n");
                    String log = sb.toString();
                    Log.d(TAG, log);
                    Toast.makeText(context, log, Toast.LENGTH_LONG).show();
                }
            }
        

系统软件包管理器会在应用安装时注册接收器。然后,该接收器会成为应用的一个独立入口点,这意味着如果应用当前未运行,系统可以启动应用并发送广播。

系统会创建新的 BroadcastReceiver 组件对象来处理它接收到的每个广播。此对象仅在调用 onReceive(Context, Intent) 期间有效。一旦从此方法返回代码,系统便会认为该组件不再活跃。

上下文注册的接收器

要使用上下文注册接收器,请执行以下步骤:

  1. 创建 BroadcastReceiver 的实例。

    Kotlin

        val br: BroadcastReceiver = MyBroadcastReceiver()
        

    Java

        BroadcastReceiver br = new MyBroadcastReceiver();
        

  2. 创建 IntentFilter 并调用 registerReceiver(BroadcastReceiver, IntentFilter) 来注册接收器:

    Kotlin

        val filter = IntentFilter(ConnectivityManager.CONNECTIVITY_ACTION).apply {
            addAction(Intent.ACTION_AIRPLANE_MODE_CHANGED)
        }
        registerReceiver(br, filter)
        

    Java

        IntentFilter filter = new IntentFilter(ConnectivityManager.CONNECTIVITY_ACTION);
            filter.addAction(Intent.ACTION_AIRPLANE_MODE_CHANGED);
            this.registerReceiver(br, filter);
        

    只要注册上下文有效,上下文注册的接收器就会接收广播。例如,如果您在 Activity 上下文中注册,只要 Activity 没有被销毁,您就会收到广播。如果您在应用上下文中注册,只要应用在运行,您就会收到广播。

  3. 要停止接收广播,请调用 unregisterReceiver(android.content.BroadcastReceiver)。当您不再需要接收器或上下文不再有效时,请务必注销接收器。

    请注意注册和注销接收器的位置,比方说,如果您使用 Activity 上下文在 onCreate(Bundle) 中注册接收器,则应在 onDestroy() 中注销,以防接收器从 Activity 上下文中泄露出去。如果您在 onResume() 中注册接收器,则应在 onPause() 中注销,以防多次注册接收器(如果您不想在暂停时接收广播,这样可以减少不必要的系统开销)。请勿在 onSaveInstanceState(Bundle) 中注销,因为如果用户在历史记录堆栈中后退,则不会调用此方法。

对进程状态的影响

BroadcastReceiver 的状态(无论它是否在运行)会影响其所在进程的状态,而其所在进程的状态又会影响它被系统终结的可能性。例如,当进程执行接收器(即当前在运行其 onReceive() 方法中的代码)时,它被认为是前台进程。除非遇到极大的内存压力,否则系统会保持该进程运行。

但是,一旦从 onReceive() 返回代码,BroadcastReceiver 就不再活跃。接收器的宿主进程变得与在其中运行的其他应用组件一样重要。如果该进程仅托管清单声明的接收器(这对于用户从未与之互动或最近没有与之互动的应用很常见),则从 onReceive() 返回时,系统会将其进程视为低优先级进程,并可能会将其终止,以便将资源提供给其他更重要的进程使用。

因此,您不应从广播接收器启动长时间运行的后台线程。onReceive() 完成后,系统可以随时终止进程来回收内存,在此过程中,也会终止进程中运行的派生线程。要避免这种情况,您应该调用 goAsync()(如果您希望在后台线程中多花一点时间来处理广播)或者使用 JobScheduler 从接收器调度 JobService,这样系统就会知道该进程将继续活跃地工作。如需了解详情,请参阅进程和应用生命周期

以下代码段展示了一个 BroadcastReceiver,它使用 goAsync() 来标记它在 onReceive() 完成后需要更多时间才能完成。如果您希望在 onReceive() 中完成的工作很长,足以导致界面线程丢帧 (>16ms),则这种做法非常有用,这使它尤其适用于后台线程。

Kotlin

    private const val TAG = "MyBroadcastReceiver"

    class MyBroadcastReceiver : BroadcastReceiver() {

        override fun onReceive(context: Context, intent: Intent) {
            val pendingResult: PendingResult = goAsync()
            val asyncTask = Task(pendingResult, intent)
            asyncTask.execute()
        }

        private class Task(
                private val pendingResult: PendingResult,
                private val intent: Intent
        ) : AsyncTask<String, Int, String>() {

            override fun doInBackground(vararg params: String?): String {
                val sb = StringBuilder()
                sb.append("Action: ${intent.action}\n")
                sb.append("URI: ${intent.toUri(Intent.URI_INTENT_SCHEME)}\n")
                return toString().also { log ->
                    Log.d(TAG, log)
                }
            }

            override fun onPostExecute(result: String?) {
                super.onPostExecute(result)
                // Must call finish() so the BroadcastReceiver can be recycled.
                pendingResult.finish()
            }
        }
    }
    

Java

    public class MyBroadcastReceiver extends BroadcastReceiver {
        private static final String TAG = "MyBroadcastReceiver";

        @Override
        public void onReceive(Context context, Intent intent) {
            final PendingResult pendingResult = goAsync();
            Task asyncTask = new Task(pendingResult, intent);
            asyncTask.execute();
        }

        private static class Task extends AsyncTask<String, Integer, String> {

            private final PendingResult pendingResult;
            private final Intent intent;

            private Task(PendingResult pendingResult, Intent intent) {
                this.pendingResult = pendingResult;
                this.intent = intent;
            }

            @Override
            protected String doInBackground(String... strings) {
                StringBuilder sb = new StringBuilder();
                sb.append("Action: " + intent.getAction() + "\n");
                sb.append("URI: " + intent.toUri(Intent.URI_INTENT_SCHEME).toString() + "\n");
                String log = sb.toString();
                Log.d(TAG, log);
                return log;
            }

            @Override
            protected void onPostExecute(String s) {
                super.onPostExecute(s);
                // Must call finish() so the BroadcastReceiver can be recycled.
                pendingResult.finish();
            }
        }
    }
    

发送广播

Android 为应用提供三种方式来发送广播:

  • sendOrderedBroadcast(Intent, String) 方法一次向一个接收器发送广播。当接收器逐个顺序执行时,接收器可以向下传递结果,也可以完全中止广播,使其不再传递给其他接收器。接收器的运行顺序可以通过匹配的 intent-filter 的 android:priority 属性来控制;具有相同优先级的接收器将按随机顺序运行。
  • sendBroadcast(Intent) 方法会按随机的顺序向所有接收器发送广播。这称为常规广播。这种方法效率更高,但也意味着接收器无法从其他接收器读取结果,无法传递从广播中收到的数据,也无法中止广播。
  • LocalBroadcastManager.sendBroadcast 方法会将广播发送给与发送器位于同一应用中的接收器。如果您不需要跨应用发送广播,请使用本地广播。这种实现方法的效率更高(无需进行进程间通信),而且您无需担心其他应用在收发您的广播时带来的任何安全问题。

以下代码段展示了如何通过创建 Intent 并调用 sendBroadcast(Intent) 来发送广播。

Kotlin

    Intent().also { intent ->
        intent.setAction("com.example.broadcast.MY_NOTIFICATION")
        intent.putExtra("data", "Notice me senpai!")
        sendBroadcast(intent)
    }
    

Java

    Intent intent = new Intent();
    intent.setAction("com.example.broadcast.MY_NOTIFICATION");
    intent.putExtra("data","Notice me senpai!");
    sendBroadcast(intent);
    

广播消息封装在 Intent 对象中。Intent 的操作字符串必须提供应用的 Java 软件包名称语法,并唯一标识广播事件。您可以使用 putExtra(String, Bundle) 向 intent 附加其他信息。您也可以对 intent 调用 setPackage(String),将广播限定到同一组织中的一组应用。

通过权限限制广播

您可以通过权限将广播限定到拥有特定权限的一组应用。您可以对广播的发送器或接收器施加限制。

带权限的发送

当您调用 sendBroadcast(Intent, String)sendOrderedBroadcast(Intent, String, BroadcastReceiver, Handler, int, String, Bundle) 时,可以指定权限参数。接收器若要接收此广播,则必须通过其清单中的 标记请求该权限(如果存在危险,则会被授予该权限)。例如,以下代码会发送广播:

Kotlin

    sendBroadcast(Intent("com.example.NOTIFY"), Manifest.permission.SEND_SMS)
    

Java

    sendBroadcast(new Intent("com.example.NOTIFY"),
                  Manifest.permission.SEND_SMS);
    

要接收此广播,接收方应用必须请求如下权限:

<uses-permission android:name="android.permission.SEND_SMS"/>
    

您可以指定现有的系统权限(如 SEND_SMS),也可以使用 <permission> 元素定义自定义权限。有关权限和安全性的一般信息,请参阅系统权限

带权限的接收

如果您在注册广播接收器时指定了权限参数(通过 registerReceiver(BroadcastReceiver, IntentFilter, String, Handler) 或清单中的 <receiver> 标记指定),则广播方必须通过其清单中的 <uses-permission> 标记请求该权限(如果存在危险,则会被授予该权限),才能向该接收器发送 Intent。

例如,假设您的接收方应用具有如下所示的清单声明的接收器:

<receiver android:name=".MyBroadcastReceiver"
              android:permission="android.permission.SEND_SMS">
        <intent-filter>
            <action android:name="android.intent.action.AIRPLANE_MODE"/>
        </intent-filter>
    </receiver>
    

或者您的接收方应用具有如下所示的上下文注册的接收器:

Kotlin

    var filter = IntentFilter(Intent.ACTION_AIRPLANE_MODE_CHANGED)
    registerReceiver(receiver, filter, Manifest.permission.SEND_SMS, null )
    

Java

    IntentFilter filter = new IntentFilter(Intent.ACTION_AIRPLANE_MODE_CHANGED);
    registerReceiver(receiver, filter, Manifest.permission.SEND_SMS, null );
    

那么,发送方应用必须请求如下权限,才能向这些接收器发送广播:

<uses-permission android:name="android.permission.SEND_SMS"/>
    

安全注意事项和最佳做法

以下是有关收发广播的一些安全注意事项和最佳做法:

  • 如果您不需要向应用以外的组件发送广播,则可以使用支持库中提供的 LocalBroadcastManager 来收发本地广播。LocalBroadcastManager 效率更高(无需进行进程间通信),并且您无需考虑其他应用在收发您的广播时带来的任何安全问题。本地广播可在您的应用中作为通用的发布/订阅事件总线,而不会产生任何系统级广播开销。

  • 如果有许多应用在其清单中注册接收相同的广播,可能会导致系统启动大量应用,从而对设备性能和用户体验造成严重影响。为避免发生这种情况,请优先使用上下文注册而不是清单声明。有时,Android 系统本身会强制使用上下文注册的接收器。例如,CONNECTIVITY_ACTION 广播只会传送给上下文注册的接收器。

  • 请勿使用隐式 intent 广播敏感信息。任何注册接收广播的应用都可以读取这些信息。您可以通过以下三种方式控制哪些应用可以接收您的广播:

    • 您可以在发送广播时指定权限。
    • 在 Android 4.0 及更高版本中,您可以在发送广播时使用 setPackage(String) 指定软件包。系统会将广播限定到与该软件包匹配的一组应用。
    • 您可以使用 LocalBroadcastManager 发送本地广播。
  • 当您注册接收器时,任何应用都可以向您应用的接收器发送潜在的恶意广播。您可以通过以下三种方式限制您的应用可以接收的广播:

    • 您可以在注册广播接收器时指定权限。
    • 对于清单声明的接收器,您可以在清单中将 android:exported 属性设置为“false”。这样一来,接收器就不会接收来自应用外部的广播。
    • 您可以使用 LocalBroadcastManager 限制您的应用只接收本地广播。
  • 广播操作的命名空间是全局性的。请确保在您自己的命名空间中编写操作名称和其他字符串,否则可能会无意中与其他应用发生冲突。

  • 由于接收器的 onReceive(Context, Intent) 方法在主线程上运行,因此它会快速执行并返回。如果您需要执行长时间运行的工作,请谨慎生成线程或启动后台服务,因为系统可能会在 onReceive() 返回后终止整个进程。如需了解详情,请参阅对进程状态的影响。要执行长时间运行的工作,我们建议:

    • 在接收器的 onReceive() 方法中调用 goAsync(),并将 BroadcastReceiver.PendingResult 传递给后台线程。这样,在从 onReceive() 返回后,广播仍可保持活跃状态。不过,即使采用这种方法,系统仍希望您非常快速地完成广播(在 10 秒以内)。为避免影响主线程,它允许您将工作移到另一个线程。
    • 使用 JobScheduler 调度作业。如需了解详情,请参阅智能作业调度
  • 请勿从广播接收器启动 Activity,否则会影响用户体验,尤其是有多个接收器时。相反,可以考虑显示通知