车载Android应用-多用户场景下的单例模式

1. 背景

由于车机相对于移动设备的硬件配置变化：单个SOC+单屏幕/多个小屏幕 -> 单个SOC+多个大屏幕，同时响应多个用户的交互在车机的场景下变成一个必需特性。

Android内置了多用户的支持，且经过多个版本的迭代后逐渐完善。

下图是Android 14多屏幕 车机 模拟器 的截图(左起依次是主屏、仪表屏、副屏1、副屏2)：

默认情况下，同一个包在不同的用户下是各自独立的进程，每个用户的数据也是独立存储的。

但在某些业务场景下，例如响应 ”调整空调温度“ ，”音量调整“等对车辆硬件进行控制的指令。应用需要在一个位置保存所有用户产生的数据，处理所有用户发出的指令或消息。

多用户下单例运行就可以满足这些需求，在Android中内置了singleUser组件用于此场景。

Service，ContentProvider和BroadcastReceiver都支持单例模式，单例模式的进程运行于用户0（系统用户）中。

Activity目前不支持单例模式，推测将来也不会支持，因为从交互设计来考虑，同一时间多个用户的UI应该各自独立。

相对于一般模式，只需要少量的修改就可以实现单例模式。

2. 实现

2.1. 创建单例组件

• 按正常方式实现 Service/ContentProvider/BroadcastReceiver
• 在AndroidManifest.xml中给对应组件添加singleUser属性，设置为true
• 给应用添加使用权限 "android.permission.INTERACT_ACROSS_USERS_FULL"
• 应用使用平台签名
• 设置为特权privileged应用
  • 应用需要集成到system/vendor等分区的priv-app目录下
  • 为应用设置权限白名单privapp-permission，可参考system/etc/permissions/com.android.car.settings.xml

2.2. 与单例组件交互

与Service/ContentProvider/BroadcastReceiver单例进行交互的代码，不需要进行额外修改

• Service: startService/bindService[#Context]
• ContentProvider: query/insert/update/delete/registerContentObserver/unregisterContentObserver[#ContentResolver]
• BroadcastReceiver: sendBroadcast[#Context]

3. Showcase

基于AOSP 14 sdk_car_md_x86_64模拟器

源码: A demo for platform single user applications

3.1. Service(AIDL)

• 实现一个单例AIDL Service（SingleUserService）
• 添加一个MainActivity（如第三节首图），通过bindService与SingleUserService通信

观察Logcat中的进程ID，可以看到服务运行在user 0，Activity运行在user 12

3.2. ContentProvider

• 实现一个单例ContentProvider（SingleUserProvider）
• 添加一个MainActivity（如第三节首图），通过ContentResolver读写SingleUserProvider

观察Logcat中的进程ID，可以看到Provider运行在user 0，Activity运行在user 12

3.3. BroadcastReceiver

• 实现一个单例BroadcastReceiver（SingleUserReceiver）
• 添加一个MainActivity（如第三节首图），通过sendBroadcast发送广播给SingleUserReceiver

观察Logcat中的进程ID，可以看到Receiver运行在user 0，Activity运行在user 12

4. 其他

• 只有特权应用可以支持单例模式，所以第三方应用只能通过其他方式实现类似效果
• 支持单例的应用可以禁用掉非系统用户下的单例组件以节省资源，如：

// Add on any entry points of the host applications
if (!UserManager.isSystemUser()) {
    ComponentName targetComponent = new ComponentName(this, TargetService.class);
    context.getPackageManager().setComponentEnabledSetting(targetComponent, COMPONENT_ENABLED_STATE_DISABLED, 0);
}

参考资料：

source.android.google.​cn/devices/tec… source.android.google.​cn/docs/device…