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标题: Android应用程序绑定服务（bindService）的过程源代码分析（1） [打印本页]

作者: liuwei 时间: 2016-10-11 17:43
标题: Android应用程序绑定服务（bindService）的过程源代码分析（1）

Android应用程序组件Service与Activity一样，既可以在新的进程中启动，也可以在应用程序进程内部启动；前面我们已经分析了在新的进程中启动Service的过程，本文将要介绍在应用程序内部绑定Service的过程，这是一种在应用程序进程内部启动Service的方法。

在Android系统中，每一个应用程序都是由一些Activity和Service组成的，一般Service运行在独立的进程中，而Activity有可能运行在同一个进程中，也有可能运行在不同的进程中；本文继续介绍在应用程序进程内部启动Service的过程，这种过程又可以称在应用程序进程内部绑定服务（bindService）的过程，这样，读者应该就可以对Android应用程序启动Activity和Service有一个充分的认识了。

我们先简单回顾一下这个应用程序实例绑定Service的过程。在这个应用程序的MainActivity的onCreate函数中，会调用bindService来绑定一个计数器服务CounterService，这里绑定的意思其实就是在MainActivity内部获得CounterService的接口，所以，这个过程的第一步就是要把CounterService启动起来。当CounterService的onCreate函数被调用起来了，就说明CounterService已经启动起来了，接下来系统还要调用CounterService的onBind函数，跟CounterService要一个Binder对象，这个Binder对象是在CounterService内部自定义的CounterBinder类的一个实例，它继承于Binder类，里面实现一个getService函数，用来返回外部的CounterService接口。系统得到这个Binder对象之后，就会调用MainActivity在bindService函数里面传过来的ServiceConnection实例的**erviceConnected函数，并把这个Binder对象以参数的形式传到**erviceConnected函数里面，于是，MainActivity就可以调用这个Binder对象的getService函数来获得CounterService的接口了。

这个过程比较复杂，但总体来说，思路还是比较清晰的，整个调用过程为MainActivity.bindService->CounterService.onCreate->CounterService.onBind->MainActivity.ServiceConnection.**erviceConnection->CounterService.CounterBinder.getService。下面，我们就先用一个序列图来总体描述这个服务绑定的过程，然后就具体分析每一个步骤。

Step 1. ContextWrapper.bindService

这个函数定义在frameworks/base/core/Java/android/content/ContextWrapper.java文件中：

class ContextImpl extends Context {
......
@Override
public boolean bindService(Intent service, ServiceConnection conn,
int flags) {
IServiceConnection sd;
if (mPackageInfo != null) {
sd = mPackageInfo.getServiceDispatcher(conn, getOuterContext(),
mMainThread.getHandler(), flags);
} else {
......
}
try {
int res = ActivityManagerNative.getDefault().bindService(
mMainThread.getApplicationThread(), getActivityToken(),
service, service.resolveTypeIfNeeded(getContentResolver()),
sd, flags);
......
return res != 0;
} catch (RemoteException e) {
return false;
}
}
......
}

这里的mMainThread是一个ActivityThread实例，通过它的getHandler函数可以获得一个Handler对象，有了这个Handler对象后，就可以把消息分发到ActivityThread所在的线程消息队列中去了，后面我们将会看到这个用法，现在我们暂时不关注，只要知道这里从ActivityThread处获得了一个Handler并且保存在下面要介绍的ServiceDispatcher中去就可以了。

我们先看一下ActivityThread.getHandler的实现，然后再回到这里的bindService函数来。

Step 3. ActivityThread.getHandler

这个函数定义在frameworks/base/core/java/android/app/ActivityThread.java文件中：

final class LoadedApk {
......
public final IServiceConnection getServiceDispatcher(ServiceConnection c,
Context context, Handler handler, int flags) {
synchronized (mServices) {
LoadedApk.ServiceDispatcher sd = null;
HashMap<ServiceConnection, LoadedApk.ServiceDispatcher> map = mServices.get(context);
if (map != null) {
sd = map.get(c);
}
if (sd == null) {
sd = new ServiceDispatcher(c, context, handler, flags);
if (map == null) {
map = new HashMap<ServiceConnection, LoadedApk.ServiceDispatcher>();
mServices.put(context, map);
}
map.put(c, sd);
} else {
sd.validate(context, handler);
}
return sd.getIServiceConnection();
}
}
......
static final class ServiceDispatcher {
private final ServiceDispatcher.InnerConnection mIServiceConnection;
private final ServiceConnection mConnection;
private final Handler mActivityThread;
......
private static class InnerConnection extends IServiceConnection.Stub {
final WeakReference<LoadedApk.ServiceDispatcher> mDispatcher;
......
InnerConnection(LoadedApk.ServiceDispatcher sd) {
mDispatcher = new WeakReference<LoadedApk.ServiceDispatcher>(sd);
}
......
}
......
ServiceDispatcher(ServiceConnection conn,
Context context, Handler activityThread, int flags) {
mIServiceConnection = new InnerConnection(this);
mConnection = conn;
mActivityThread = activityThread;
......
}
......
IServiceConnection getIServiceConnection() {
return mIServiceConnection;
}
......
}
......
}

在getServiceDispatcher函数中，传进来的参数context是一个MainActivity实例，先以它为Key值在mServices中查看一下，是不是已经存在相应的ServiceDispatcher实例，如果有了，就不用创建了，直接取出来。在我们这个情景中，需要创建一个新的ServiceDispatcher。在创建新的ServiceDispatcher实例的过程中，将上面传下来ServiceConnection参数c和Hanlder参数保存在了ServiceDispatcher实例的内部，并且创建了一个InnerConnection对象，这是一个Binder对象，一会是要传递给ActivityManagerService的，ActivityManagerServic后续就是要通过这个Binder对象和ServiceConnection通信的。

函数getServiceDispatcher最后就是返回了一个InnerConnection对象给ContextImpl.bindService函数。回到ContextImpl.bindService函数中，它接着就要调用ActivityManagerService的远程接口来进一步处理了。

Step 5. ActivityManagerService.bindService

这个函数定义在frameworks/base/core/java/android/app/ActivityManagerNative.java文件中：

public final class ActivityManagerService extends ActivityManagerNative
implements Watchdog.Monitor, BatteryStatsImpl.BatteryCallback {
......
public int bindService(IApplicationThread caller, IBinder token,
Intent service, String resolvedType,
IServiceConnection connection, int flags) {
......
synchronized(this) {
......
final ProcessRecord callerApp = getRecordForAppLocked(caller);
......
ActivityRecord activity = null;
if (token != null) {
int aindex = mMainStack.indexOfTokenLocked(token);
......
activity = (ActivityRecord)mMainStack.mHistory.get(aindex);
}
......
ServiceLookupResult res =
retrieveServiceLocked(service, resolvedType,
Binder.getCallingPid(), Binder.getCallingUid());
......
ServiceRecord s = res.record;
final long origId = Binder.clearCallingIdentity();
......
AppBindRecord b = s.retrieveAppBindingLocked(service, callerApp);
ConnectionRecord c = new ConnectionRecord(b, activity,
connection, flags, clientLabel, clientIntent);
IBinder binder = connection.asBinder();
ArrayList<ConnectionRecord> clist = s.connecti**.get(binder);
if (clist == null) {
clist = new ArrayList<ConnectionRecord>();
s.connecti**.put(binder, clist);
}
clist.add(c);
b.connecti**.add(c);
if (activity != null) {
if (activity.connecti** == null) {
activity.connecti** = new HashSet<ConnectionRecord>();
}
activity.connecti**.add(c);
}
b.client.connecti**.add(c);
clist = mServiceConnecti**.get(binder);
if (clist == null) {
clist = new ArrayList<ConnectionRecord>();
mServiceConnecti**.put(binder, clist);
}
clist.add(c);
if ((flags&Context.BIND_AUTO_CREATE) != 0) {
......
if (!bringUpServiceLocked(s, service.getFlags(), false)) {
return 0;
}
}
......
}
return 1;
}
......
}

函数首先根据传进来的参数token是MainActivity在ActivityManagerService里面的一个令牌，通过这个令牌就可以将这个代表MainActivity的ActivityRecord取回来了。

接着通过retrieveServiceLocked函数，得到一个ServiceRecord，这个ServiceReocrd描述的是一个Service对象，这里就是CounterService了，这是根据传进来的参数service的内容获得的。回忆一下在MainActivity.onCreate函数绑定服务的语句：

public final class ActivityManagerService extends ActivityManagerNative
implements Watchdog.Monitor, BatteryStatsImpl.BatteryCallback {
......
private final boolean bringUpServiceLocked(ServiceRecord r,
int intentFlags, boolean whileRestarting) {
......
final String appName = r.processName;
ProcessRecord app = getProcessRecordLocked(appName, r.appInfo.uid);
if (app != null && app.thread != null) {
try {
realStartServiceLocked(r, app);
return true;
} catch (RemoteException e) {
......
}
}
// Not running -- get it started, and enqueue this service record
// to be executed when the app comes up.
if (startProcessLocked(appName, r.appInfo, true, intentFlags,
"service", r.name, false) == null) {
......
}
......
}
......
}

我们没有在程序的AndroidManifest.xml配置文件中设置CounterService的process属性值，因此，它默认就为application标签的process属性值，而application标签的process属性值也没有设置，于是，它们就默认为应用程序的包名了，即这里的appName的值为"shy.luo.broadcast"。接下来根据appName和应用程序的uid值获得一个ProcessRecord记录，由于之前在启动MainActivity的时候，已经根据这个appName和uid值创建了一个ProcessReocrd对象，因此，这里取回来的app和app.thread均不为null，于是，就执行realStartServiceLocked函数来执行下一步操作了。

如果这里得到的ProcessRecord变量app为null，又是什么情况呢？在这种情况下，就会执行后面的startProcessLocked函数来创建一个新的进程，然后在这个新的进程中启动这个Service了

Step 8. ActivityManagerService.realStartServiceLocked

这个函数定义在frameworks/base/services/java/com/android/server/am/ActivityManagerService.java文件中：

class ApplicationThreadProxy implements IApplicationThread {
......
public final void scheduleCreateService(IBinder token, ServiceInfo info)
throws RemoteException {
Parcel data = Parcel.obtain();
data.writeInterfaceToken(IApplicationThread.descriptor);
data.writeStrongBinder(token);
info.writeToParcel(data, 0);
mRemote.transact(SCHEDULE_CREATE_SERVICE_TRANSACTION, data, null,
IBinder.FLAG_ONEWAY);
data.recycle();
}
......
}

这里通过Binder驱动程序就进入到ApplicationThread的scheduleCreateService函数去了。

Step 10. ApplicationThread.scheduleCreateService
这个函数定义在frameworks/base/core/java/android/app/ActivityThread.java文件中：

public final class ActivityThread {
......
// if the thread hasn't started yet, we don't have the handler, so just
// save the messages until we're ready.
private final void queueOrSendMessage(int what, Object obj) {
queueOrSendMessage(what, obj, 0, 0);
}
private final void queueOrSendMessage(int what, Object obj, int arg1) {
queueOrSendMessage(what, obj, arg1, 0);
}
private final void queueOrSendMessage(int what, Object obj, int arg1, int arg2) {
synchronized (this) {
......
Message msg = Message.obtain();
msg.what = what;
msg.obj = obj;
msg.arg1 = arg1;
msg.arg2 = arg2;
mH.sendMessage(msg);
}
}
......
}

这个消息最终是通过mH.sendMessage发送出去的，这里的mH是一个在ActivityThread内部定义的一个类，继承于Hanlder类，用于处理消息的。

Step 12. H.sendMessage

由于H类继承于Handler类，因此，这里实际执行的Handler.sendMessage函数，这个函数定义在frameworks/base/core/java/android/os/Handler.java文件，这里我们就不看了，有兴趣的读者可以自己研究一下，调用了这个函数之后，这个消息就真正地进入到ActivityThread的消息队列去了，最终这个消息由H.handleMessage函数来处理，这个函数定义在frameworks/base/core/java/android/app/ActivityThread.java文件中：

public final class ActivityThread {
......
private final void handleCreateService(CreateServiceData data) {
......
LoadedApk packageInfo = getPackageInfoNoCheck(
data.info.applicationInfo);
Service service = null;
try {
java.lang.ClassLoader cl = packageInfo.getClassLoader();
service = (Service) cl.loadClass(data.info.name).newInstance();
} catch (Exception e) {
......
}
try {
......
ContextImpl context = new ContextImpl();
context.init(packageInfo, null, this);
Application app = packageInfo.makeApplication(false, mInstrumentation);
context.setOuterContext(service);
service.attach(context, this, data.info.name, data.token, app,
ActivityManagerNative.getDefault());
service.onCreate();
mServices.put(data.token, service);
......
} catch (Exception e) {
......
}
}
......
}

这个函数的工作就是把CounterService类加载到内存中来，然后调用它的onCreate函数。

Step 14. CounterService.onCreate

这个函数定义在应用程序Broadcast的工程目录下的src/shy/luo/broadcast/CounterService.java文件中：

public final class ActivityManagerService extends ActivityManagerNative
implements Watchdog.Monitor, BatteryStatsImpl.BatteryCallback {
......
private final void requestServiceBindingsLocked(ServiceRecord r) {
Iterator<IntentBindRecord> bindings = r.bindings.values().iterator();
while (bindings.hasNext()) {
IntentBindRecord i = bindings.next();
if (!requestServiceBindingLocked(r, i, false)) {
break;
}
}
}
private final boolean requestServiceBindingLocked(ServiceRecord r,
IntentBindRecord i, boolean rebind) {
......
if ((!i.requested || rebind) && i.apps.size() > 0) {
try {
......
r.app.thread.scheduleBindService(r, i.intent.getIntent(), rebind);
......
} catch (RemoteException e) {
......
}
}
return true;
}
......
}

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