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：

-(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：

#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方法；

1.2 实现回调方法

回调函数为CFMessagePortCallBack类型，其定义部分为：

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：

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：

- (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：

-(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：

#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：

This method is not available on iOS 7 and later—it 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

• CF-855.14

• Threading Programming Guide

• CFMessagePort Reference