android service框架,Android应用框架之Service
之前的博客已經介紹了應用框架中的Activity和Application,今天來講四大組件之一的Service。對于Service大家肯定都比較熟悉，與Activity最大的不同就是Service不會與界面打交道，而是始終工作在后臺，執行一些與UI無關的操作和計算。即便用戶切換了其他應用，啟動的Service仍可在后臺運行。一個組件可以與Service綁定并與之交互，甚至是跨進程通信(IPC)。
Service運行在主線程中(A service runs in the main thread of its hosting process)，Service并不是一個新的線程，也不是新的進程。也就是說，若您需要在Service中執行較為耗時的操作(如播放音樂、執行網絡請求等)，需要在Service中創建一個新的線程。這可以防止ANR的發生，同時主線程可以執行正常的UI操作。
Service有兩種啟動方式，一個是startService，一個是bindService,接下來分別介紹一下兩種方式的啟動邏輯。
1.startService
通常情況下啟動一個Service的代碼如下：
Intent intent = new Intent(this, MyService.class);
context.startService(intent);
啟動過程是從Context開始的，而這個Context實際是一個ContextWrapper，而從ContextWrapper的實現看來，其內部實現都是通過ContextImpl來完成的，這是一種典型的橋接模式。通過調用ContextImpl的startService，會啟動一個服務，核心代碼如下所示：
private Component startServiceCommon(Intent service, UserHandle user) {
......
Component cn = ActivityManagerNative.getDefault().startService(mMainThread.getApplicationThread(),service,service.resolveTypeIfNeeded(getContentResolver()),user.getIdentifier());
......
ContextImpl通過ActivityManagerNative.getDefault()獲取到一個服務，這個服務就是熟悉的Activity Manager Service(AMS),啟動這個服務的方式當然還是Binder機制。所起啟動Service的工作就轉移到了AMS身上。在AMS的內部還有一個mServices,這個對象是輔助AMS進行service管理的類，包括Service的啟動、綁定和停止等等。同時一個Service在AMS內部對應一個ServiceRecord，AMS用它來記錄各個Service。
而在AMS內部會通過realStartServiceLocked方法來啟動Service，其實在AMS內部的啟動步驟還有還經過了很多方法，不過最為核心的就是realStartServiceLocked，該方法的核心代碼如下：
private final void realStartServiceLocked(ServiceRecord r, ProcessRecord app, boolean execInFg) throws RemoteException {
...... app.forceProcessStateUpTo(ActivityManager.PROCESS_STATE_SERVICE);
app.thread.scheduleCreateService(r, r.serviceInfo, mMm.compatibilityInfoForPackageLocked(r.serviceInfo.applicationInfo), app.repProcState);
r.postNotification();
......
}
這里的app是一個ProcessRecord對象，就是在之前的博客中提到的AMS中用于記錄一個Application的對象。通過app.thread.scheduleCreateService方法來創建Service并調用其onCreate方法，接著在通過sendServiceArgsLocked方法來調用Service的其他方法，比如onStartCommand。而這兩個過程均是進程間通信，app.thread其實是一個IApplicationThread類型，實際就是一個Binder。而scheduleCreateService就是這個binder中的一個接口方法，接下來看一下對應的scheduleCreateService方法：
public final void scheduleCreateService(Binder token, ServiceInfo info, CompatibilityInfo compatInfo, int processState) {
updateProcessState(procesState, false);
CreateServiceData s = new CreateServiceData();
s.token = token;
s.info = info;
s.compatInfo = compatInfo;
sendMessage(H.CREATE_SERVICE, s);
}
從代碼中可以看到，最后的創建工作又通過發送消息給Handler H將創建Service的工作又回到了ActivityThread中。最后再來看看ActivityThread的handleCreateService
private void handleCreateService(CreateServiceData data){
......
Service service = null;
java.lang.ClassLoader cl = packageInfo.getClassLoader();
service = (Service)cl.loadClass(data.info.name).newInstance();
......
ContextImpl context = ContextImpl.createAppContext(this, packageInfo);
context.setOuterContext(service);
Application app = packageInfo.makeApplication(false, mInstrumentation);
service.attach(context, this, data.info.name, data.token, app, ActivityManagerNative.getDefault());
service.onCreate();
mServices.put(data.token, service);
......
}
這個方法主要做了以下幾件事：
1.通過創建類加載器，創建Service實例
2.創建Application對象，并調用其onCreate方法，當然Application對象只會被創建一次
3.創建ContextImpl對象，并通過service的onAttach方法建立兩者之間的聯系。這個過程和Activity類似，畢竟Activity和Service都是一個Context
4.最后調用Service的onCreate方法，并將Service保存在ActivityThread中的一個列表mServices。
由于Service的onCreate方法被執行了，接下來AcitivtyThread還會通過handleServiceArgs方法調用Service的onStartCommand方法：
private void handleServiceArgs(ServiceData data) {
Service s = mServices.get(data.token);
......
if(!data.taskRemoved) {
res = s.onStartCommand(data.args, data.flags, data.startId);
} else {
s.onTaskRemoved(data.args);
res = Service.START_TASK_REMOVED_COMPLETE;
}
......
ActivityManagerNative.getDefault().serviceDoneExecuting(data.token, 1, data.startId, res);
......
}
在這個方法中可以看到，在service執行完成之后，還會通過ActivityManagerNative.getDefault().serviceDoneExecuting來通知AMS service已經執行完畢。
最后來總結一下Service啟動的主要步驟：
Context-->AMS-->app.thread-->ActivityThread-->Service
為什么要去繞這么一大圈呢？其實很好理解，AMS管理各個組件，要創建一個新的service當然要通過AMS來維護一個與該service對應的實例并與對應的進程實現關聯，app.thread只是一個應用通信的接口，并將對應的工作交接給ActivityThread，ActivityThread才是應用的真正實例，它當然也要管理該Service，并維護一個對應的記錄(mServices)。其實Activity和Service的啟動過程大致相同，從中可以更加了解Android的應用框架。
2.bindService
bindService的大致過程過程和startService類似，還是通過contextImpl.bindServiceCommon來啟動：
private boolean bindServiceCommon(Intent service, ServiceConnection conn, int flags, UserHandle user) {
IServiceConnction sd;
......
sd = mPackageInfo.getServiceDispatcher(conn, getOuterContext(), mMainThread.getHandler(), flags);
......
int res = ActivityManagerNative.getDefault().bindService(mMainThread.getApplicationThread(), getActivityToken(), service, service.resolveTypeIfNeeded(getContentResolver()), sd, flags, user.getIdentifier());
......
}
這里主要做了兩件事：
將客戶端的ServiceConnection轉化為ServiceDispatcher.InnerConnection。之所以不能直接使用ServiceConnection是因為綁定的服務可能是跨進程的，所以必須借助于Binder才能讓遠程服務回調自己的方法。而ServiceDispatcher的內部類InnerConnction正好充當了這個Binder。所以ServiceDispatcher的作用就是ServiceConnection和InnerConnection連接的橋梁。
調用AMS的bindService方法來完成Service的具體綁定過程。
接下來重點講一下AMS的bindService方法。和startService方法類似的是，bindService最終會將調用到app.thread.scheduleBindService():
public final void scheduleBindService(Binder token, Intent intent, boolean rebind, int processState) {
updateProcessState(processState, false);
BindServiceData s = new BindServiceData();
s.token = token;
s.intent = intent;
s.rebind = rebind;
......
sendMessage(H.BIND_SERVICE, s);
}
接下來又轉移到了ActivityThread中，而這個方法就是ActivityThread.handleBindService()：
private void handleBindService(BindServiceData data) {
Service s = mServices.get(data.token);
......
IBiner binder = s.onBind(data.intent); ActivityManagerNative.getDefault().publishService(data.token, data.intent, binder);
......
}
在handleBindService中，首先根據Service的token取出Service對象，然后調用Service的onBind方法。但是onBind方法是Service的方法，這個時候客戶端并不知道已經綁定成功了，所以還必須調用客戶端的ServiceConnection中的onServiceConnected，這個是由ActivityManagerNative.getDefault().publishService方法來完成的。最終指令流會轉移到mServices(AMS內部的輔助Service)的publishServiceLocked。其核心代碼只有一行：c.conn.connected(r.name, service),其中c.conn類型是ServiceDispatcher.InnerConnection，service就是Service的onBind返回的Binder對象。接下來看看ServiceDispatcher.InnerConnection的定義：
private static class InnerConnection extends IServiceConnection.Stub {
...
private void connected(ComponentName name, Binder service) throws RemoteException {
LoadedApk.ServiceDispatcher sd = mDispacher.get();
if(sd != null) {
sd.connectd(name, service);
}
}
}
InnerConnection最后通過ServiceDispatcher的connected方法來調用ServiceConnection的onServiceConnected，至此綁定完成。
總結
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