iOS进程间通信之CFMessagePort

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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。

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iOSCFMessagePort

转自王中周的技术博客

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：

1. -(void)startListenning
2. {
3. if (0 != mMsgPortListenner && CFMessagePortIsValid(mMsgPortListenner))
4. {
5. CFMessagePortInvalidate(mMsgPortListenner);
6. }
7. mMsgPortListenner = CFMessagePortCreateLocal(kCFAllocatorDefault,CFSTR(LOCAL_MACH_PORT_NAME),onRecvMessageCallBack, NULL, NULL);
8. CFRunLoopSourceRef source = CFMessagePortCreateRunLoopSource(kCFAllocatorDefault, mMsgPortListenner, 0);
9. CFRunLoopAddSource(CFRunLoopGetCurrent(), source, kCFRunLoopCommonModes);
10. NSLog(@"start listenning");
11. }

其中LOCAL_MACH_PORT_NAME的定义为：

1. #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：

1. 通过CFMessagePortCreateLocal可以创建一个本地CFMessagePortRef对象

2. 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；

3. 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；

4. 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：

1. typedef CFDataRef (*CFMessagePortCallBack) (
2. CFMessagePortRef local,
3. SInt32 msgid,
4. CFDataRef data,
5. void *info
6. );

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：

1. CFDataRef onRecvMessageCallBack(CFMessagePortRef local,SInt32 msgid,CFDataRef cfData, void*info)
2. {
3. NSLog(@"onRecvMessageCallBack is called");
4. NSString *strData = nil;
5. if (cfData)
6. {
7. const UInt8  * recvedMsg = CFDataGetBytePtr(cfData);
8. strData = [NSString stringWithCString:(char *)recvedMsg encoding:NSUTF8StringEncoding];
9. /**
10. 实现数据解析操作
11. **/
12. NSLog(@"receive message:%@",strData);
13. }
14. //为了测试，生成返回数据
15. NSString *returnString = [NSString stringWithFormat:@"i have receive:%@",strData];
16. const char* cStr = [returnString UTF8String];
17. NSUInteger ulen = [returnString lengthOfBytesUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding];
18. CFDataRef sgReturn = CFDataCreate(NULL, (UInt8 *)cStr, ulen);
19. return sgReturn;
20. }

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：

1. - (void)endLisenning
2. {
3. CFMessagePortInvalidate(mMsgPortListenner);
4. CFRelease(mMsgPortListenner);
5. }

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：

1. -(NSString *)sendMessageToDameonWith:(id)msgInfo msgID:(NSInteger)msgid
2. {
3. // 生成Remote port
4. CFMessagePortRef bRemote = CFMessagePortCreateRemote(kCFAllocatorDefault, CFSTR(MACH_PORT_REMOTE));
5. if (nil == bRemote) {
6. NSLog(@"bRemote create failed");
7. return nil;
8. }
9. // 构建发送数据（string）
10. NSString    *msg = [NSString stringWithFormat:@"%@",msgInfo];
11. NSLog(@"send msg is :%@",msg);
12. const char *message = [msg UTF8String];
13. CFDataRef data,recvData = nil;
14. data = CFDataCreate(NULL, (UInt8 *)message, strlen(message));
15. // 执行发送操作
16. CFMessagePortSendRequest(bRemote, msgid, data, 0, 100 , kCFRunLoopDefaultMode, &recvData);
17. if (nil == recvData) {
18. NSLog(@"recvData date is nil.");
19. CFRelease(data);
20. CFMessagePortInvalidate(bRemote);
21. CFRelease(bRemote);
22. return nil;
23. }
24. // 解析返回数据
25. const UInt8  * recvedMsg = CFDataGetBytePtr(recvData);
26. if (nil == recvedMsg) {
27. NSLog(@"receive date err.");
28. CFRelease(data);
29. CFMessagePortInvalidate(bRemote);
30. CFRelease(bRemote);
31. return nil;
32. }
33. NSString    *strMsg = [NSString stringWithCString:(char *)recvedMsg encoding:NSUTF8StringEncoding];
34. NSLog(@"%@",strMsg);
35. CFRelease(data);
36. CFMessagePortInvalidate(bRemote);
37. CFRelease(bRemote);
38. CFRelease(recvData);
39. return strMsg;
40. }

其中MACH_PORT_REMOTE的定义为：

1. #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

1. 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：

2. CFMessagePort只能用于本地进程通信。

3. 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。

4. 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：

1. 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；

2. 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。

3. 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：

CF-855.14

Threading Programming Guide

CFMessagePort Reference