MemoryFile匿名共享内存

Android提供了一个高效的共享内存机制。如果应用中涉及到在多个进程间交换数据时使用Android提高的共享内存机制将会大大的提高效率。但是也许是出于安全考虑，在应用层使用共享内存机制将会遇到很多障碍，这篇文章旨在解决这些障碍

frameworks/base/core/java/android/os/MemoryFile.java的源码位置下面是5.0版本的网上源码

MemoryFile.java

使用共享内存的流程大概是：

在一个进程中创建一个共享内存。在Android应用层中，用MemoryFile描述一块共享内存，创建共享内存其实就是创建一MemoryFile对象。这一步非常简单，MemoryFile提供了相应的构造函数

public MemoryFile(String name, int length) throws IOException

因为这块内存需要让其他进程共享，所以需要取得刚刚创建的共享内存的文件描述符FileDescriptor，并且把序列化成ParcelFileDescriptor。对于获取FileDescriptor，MemoryFile提供了相应的方法

    /**
     * Gets a FileDescriptor for the memory file.
     *
     * The returned file descriptor is not duplicated.
     *
     * @throws IOException If the memory file has been closed.
     *
     * @hide
     */
    public FileDescriptor getFileDescriptor() throws IOException {
        return mFD;
    }

@hide可见这个方法是隐藏的，在应用层没法直接调用。所以需要用反射来完成，具体代码如下

    /**
     * 获取memoryFile的FileDescriptor
     * @param memoryFile 描述一块共享内存
     * @return 这块共享内存对应的文件描述符
     */
    public static FileDescriptor getFileDescriptor(MemoryFile memoryFile){
        if(memoryFile == null){
            throw new IllegalArgumentException("memoryFile 不能为空");
        }
        FileDescriptor fd;
        fd = (FileDescriptor) ReflectUtil.invoke("android.os.MemoryFile",memoryFile,"getFileDescriptor");
        return fd;
    }

对于把FileDescriptor序列化成ParcelFileDescriptor，ParcelFileDescriptor也提供了一隐藏的构造函数：

  /** {@hide} */
    public ParcelFileDescriptor(FileDescriptor fd) {
        this(fd, null);
    }

所以我们还是可以通过反射来实现：

   /**
     * 获取memoryFile的ParcelFileDescriptor
     * @param memoryFile 描述一块共享内存
     * @return ParcelFileDescriptor
     */
    public static ParcelFileDescriptor getParcelFileDescriptor(MemoryFile memoryFile){
        if(memoryFile == null){
            throw new IllegalArgumentException("memoryFile 不能为空");
        }
        ParcelFileDescriptor pfd;
        FileDescriptor fd = getFileDescriptor(memoryFile);
        pfd = (ParcelFileDescriptor) ReflectUtil.getInstance("android.os.ParcelFileDescriptor",fd);
        return pfd;
    }

把刚刚得到的ParcelFileDescriptor传递到其他进程，这个比较简单直接用binder传就可以了

通过描述共享内存文件描述取得一个描述共享内存的MemoryFile对象，并且需要让这个MemoryFile对象指向刚刚创建的共享内存。在低版本的系统中存在一个构造函数可以直接以FileDescriptor为参数构造出一个MemoryFile对象，这样构造出来的对象刚好指向FileDescriptor描述的共享内存。但是在高版本中没有样的构造函数了。所以在这里我利用了一个取巧的方式。思路是：利用构造函数

public MemoryFile(String name, int length) throws IOException 

构造一个MemoryFile对象，当然此时也创建了一块新的共享内存，但是这块共享内存不是我们需要的；调用public void close()方法关闭刚刚创建的共享内存。通过前面的操作后我们得到了一个MemoryFile对象，但是这个对象没有指向任何共享内存，所以接下来我们就需要让MemoryFile对象指向我们需要的共享内存，也就是FileDescriptor描述的那块。在MemoryFile中有一个native方法：

private static native long native_mmap(FileDescriptor fd, int length, int mode)

这个方法就是把fd描述的共享内存映射到虚拟地址空间中。所以我们可以已刚刚获得的FileDescriptor 作为参数利用反射调用这个方法：

/**
     * 打开共享内存，一般是一个地方创建了一块共享内存
     * 另一个地方持有描述这块共享内存的文件描述符，调用
     * 此方法即可获得一个描述那块共享内存的MemoryFile
     * 对象
     * @param fd 文件描述
     * @param length 共享内存的大小
     * @param mode PROT_READ = 0x1只读方式打开,
     *             PROT_WRITE = 0x2可写方式打开，
     *             PROT_WRITE|PROT_READ可读可写方式打开
     * @return MemoryFile
     */
    public static MemoryFile openMemoryFile(FileDescriptor fd,int length,int mode){
        MemoryFile memoryFile = null;
        try {
            memoryFile = new MemoryFile("tem",1);
            memoryFile.close();
            Class<?> c = MemoryFile.class;
            Method native_mmap = null;
            Method[] ms = c.getDeclaredMethods();
            for(int i = 0;ms != null&&i<ms.length;i++){
                if(ms[i].getName().equals("native_mmap")){
                    native_mmap = ms[i];
                }
            }
            ReflectUtil.setField("android.os.MemoryFile", memoryFile, "mFD", fd);
            ReflectUtil.setField("android.os.MemoryFile",memoryFile,"mLength",length);
            long address = (long) ReflectUtil.invokeMethod( null, native_mmap, fd, length, mode);
            ReflectUtil.setField("android.os.MemoryFile", memoryFile, "mAddress", address);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return memoryFile;
    }

这样我们就得到了一个指向一开始我们创建的那块共享内存的MemoryFile了，接下来就可以调用它的public int readBytes(byte[] buffer, int srcOffset, int destOffset, int count)和public void writeBytes(byte[] buffer, int srcOffset, int destOffset, int count)从共享内存中读数据和往共享内存中写数据了

最后上完整的代码：

package wzr.com.slidefinish.util;

import android.os.MemoryFile;
import android.os.ParcelFileDescriptor;

import java.io.FileDescriptor;
import java.io.IOException;
import java.lang.reflect.Method;

/**
 * 对memoryFile类的扩展
 * 1.从memoryFile对象中获取FileDescriptor,ParcelFileDescriptor
 * 2.根据一个FileDescriptor和文件length实例化memoryFile对象
 */
public class MemoryFileHelper {
    /**
     * 创建共享内存对象
      * @param name 描述共享内存文件名称
     * @param length 用于指定创建多大的共享内存对象
     * @return MemoryFile 描述共享内存对象
     */
    public static MemoryFile createMemoryFile(String name,int length){
        try {
            return new MemoryFile(name,length);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }

    public static MemoryFile openMemoryFile(ParcelFileDescriptor pfd,int length,int mode){
        if(pfd == null){
            throw new IllegalArgumentException("ParcelFileDescriptor 不能为空");
        }
        FileDescriptor fd = pfd.getFileDescriptor();
        return openMemoryFile(fd,length,mode);
    }

    /**
     * 打开共享内存，一般是一个地方创建了一块共享内存
     * 另一个地方持有描述这块共享内存的文件描述符，调用
     * 此方法即可获得一个描述那块共享内存的MemoryFile
     * 对象
     * @param fd 文件描述
     * @param length 共享内存的大小
     * @param mode PROT_READ = 0x1只读方式打开,
     *             PROT_WRITE = 0x2可写方式打开，
     *             PROT_WRITE|PROT_READ可读可写方式打开
     * @return MemoryFile
     */
    public static MemoryFile openMemoryFile(FileDescriptor fd,int length,int mode){
        MemoryFile memoryFile = null;
        try {
            memoryFile = new MemoryFile("tem",1);
            memoryFile.close();
            Class<?> c = MemoryFile.class;
            Method native_mmap = null;
            Method[] ms = c.getDeclaredMethods();
            for(int i = 0;ms != null&&i<ms.length;i++){
                if(ms[i].getName().equals("native_mmap")){
                    native_mmap = ms[i];
                }
            }
            ReflectUtil.setField("android.os.MemoryFile", memoryFile, "mFD", fd);
            ReflectUtil.setField("android.os.MemoryFile",memoryFile,"mLength",length);
            long address = (long) ReflectUtil.invokeMethod( null, native_mmap, fd, length, mode);
            ReflectUtil.setField("android.os.MemoryFile", memoryFile, "mAddress", address);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return memoryFile;
    }

    /**
     * 获取memoryFile的ParcelFileDescriptor
     * @param memoryFile 描述一块共享内存
     * @return ParcelFileDescriptor
     */
    public static ParcelFileDescriptor getParcelFileDescriptor(MemoryFile memoryFile){
        if(memoryFile == null){
            throw new IllegalArgumentException("memoryFile 不能为空");
        }
        ParcelFileDescriptor pfd;
        FileDescriptor fd = getFileDescriptor(memoryFile);
        pfd = (ParcelFileDescriptor) ReflectUtil.getInstance("android.os.ParcelFileDescriptor",fd);
        return pfd;
    }

    /**
     * 获取memoryFile的FileDescriptor
     * @param memoryFile 描述一块共享内存
     * @return 这块共享内存对应的文件描述符
     */
    public static FileDescriptor getFileDescriptor(MemoryFile memoryFile){
        if(memoryFile == null){
            throw new IllegalArgumentException("memoryFile 不能为空");
        }
        FileDescriptor fd;
        fd = (FileDescriptor) ReflectUtil.invoke("android.os.MemoryFile",memoryFile,"getFileDescriptor");
        return fd;
    }
}

ReflectUtil.java

package wzr.com.slidefinish.util;

import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Method;

/**
 * 反射工具类
 * Created by wuzr on 2016/6/27.
 */
public class ReflectUtil {

    /**
     *根据类名，参数实例化对象
     * @param className 类的路径全名
     * @param params 构造函数需要的参数
     * @return 返回T类型的一个对象
     */
    public static Object getInstance(String className,Object ... params){
        if(className == null || className.equals("")){
            throw new IllegalArgumentException("className 不能为空");
        }
        try {
            Class<?> c = Class.forName(className);
            if(params != null){
                int plength = params.length;
                Class[] paramsTypes = new Class[plength];
                for (int i = 0; i < plength; i++) {
                    paramsTypes[i] = params[i].getClass();
                }
                Constructor constructor = c.getDeclaredConstructor(paramsTypes);
                constructor.setAccessible(true);
                return constructor.newInstance(params);
            }
            Constructor constructor = c.getDeclaredConstructor();
            constructor.setAccessible(true);
            return constructor.newInstance();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }

    /**
     * 执行instance的方法
     * @param className 类的全名
     * @param instance 对应的对象，为null时执行类的静态方法
     * @param methodName 方法名称
     * @param params 参数
     */
    public static Object invoke(String className,Object instance,String methodName,Object ... params){
        if(className == null || className.equals("")){
            throw new IllegalArgumentException("className 不能为空");
        }
        if(methodName == null || methodName.equals("")){
            throw new IllegalArgumentException("methodName不能为空");
        }
        try {
            Class<?> c = Class.forName(className);
            if(params != null){
                int plength = params.length;
                Class[] paramsTypes = new Class[plength];
                for(int i = 0;i < plength;i++){
                    paramsTypes[i] = params[i].getClass();
                }
                Method method = c.getDeclaredMethod(methodName, paramsTypes);
                method.setAccessible(true);
                return method.invoke(instance, params);
            }
            Method method = c.getDeclaredMethod(methodName);
            method.setAccessible(true);
            return method.invoke(instance);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }

    /**
     * 执行指定的对方法
     * @param instance 需要执行该方法的对象，为空时，执行静态方法
     * @param m 需要执行的方法对象
     * @param params 方法对应的参数
     * @return 方法m执行的返回值
     */
    public static Object invokeMethod(Object instance,Method m,Object ... params){
        if(m == null){
            throw new IllegalArgumentException("method 不能为空");
        }
        m.setAccessible(true);
        try {
            return m.invoke(instance,params);
        } catch (Exception e){
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }

    /**
     * 取得属性值
     * @param className 类的全名
     * @param fieldName 属性名
     * @param instance 对应的对象，为null时取静态变量
     * @return 属性对应的值
     */
    public static Object getField(String className,Object instance,String fieldName){
        if(className == null || className.equals("")){
            throw new IllegalArgumentException("className 不能为空");
        }
        if(fieldName == null || fieldName.equals("")){
            throw new IllegalArgumentException("fieldName 不能为空");
        }
        try {
            Class c = Class.forName(className);
            Field field = c.getDeclaredField(fieldName);
            field.setAccessible(true);
            return field.get(instance);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }

    /**
     * 设置属性
     * @param className 类的全名
     * @param fieldName 属性名
     * @param instance 对应的对象，为null时改变的是静态变量
     * @param value 值
     */
    public static void setField(String className,Object instance,String fieldName,Object value){
        if(className == null || className.equals("")){
            throw new IllegalArgumentException("className 不能为空");
        }
        if(fieldName == null || fieldName.equals("")){
            throw new IllegalArgumentException("fieldName 不能为空");
        }
        try {
            Class<?> c = Class.forName(className);
            Field field = c.getDeclaredField(fieldName);
            field.setAccessible(true);
            field.set(instance, value);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    /**
     * 根据方法名，类名，参数获取方法
     * @param className 类名，全名称
     * @param methodName 方法名
     * @param paramsType 参数类型列表
     * @return 方法对象
     */
    public static Method getMethod(String className,String methodName,Class ... paramsType){
        if(className == null || className.equals("")){
            throw new IllegalArgumentException("className 不能为空");
        }
        if(methodName == null || methodName.equals("")){
            throw new IllegalArgumentException("methodName不能为空");
        }
        try {
            Class<?> c = Class.forName(className);
            return c.getDeclaredMethod(methodName,paramsType);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }
}

源码地址： https://github.com/mingfeng002/TestMemFile