Android应用程序绑定服务(bindService)的过程源代码分析.docx

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。 在前面一篇文章Android进程间通信（IPC）机制Binder简要介绍和学习计划中，我们就曾经提到，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；在接下来的文章中，Android系统在新进程中启动自定义服务过程（startService）的原理分析一文介绍了在新的进程中启动Service的过程，Android应用程序启动过程源代码分析一文介绍了在新的进程中启动Activity的过程，而Android应用程序内部启动Activity过程（startActivity）的源代码分析一文则介绍了在应用程序进程内部启动Activity的过程；本文接过最后一棒，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。 这里仍然是按照老规矩，通过具体的例子来分析Android应用程序绑定Service的过程，而所使用的例子便是前面我们在介绍Android系统广播机制的一篇文章Android系统中的广播（Broadcast）机制简要介绍和学习计划中所开发的应用程序Broadcast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onServiceConnected函数，并把这个Binder对象以参数的形式传到onServiceConnected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.onServiceConnection-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。点击查看大图 Step 1. ContextWrapper.bindService 这个函数定义在frameworks/base/core/java/android/content/ContextWrapper.java文件中：view plain1. publicclassContextWrapperextendsContext2. ContextmBase;3. .4. 5. Override6. publicbooleanbindService(Intentservice,ServiceConnectionconn,7. intflags)8. returnmBase.bindService(service,conn,flags);9. 10. 11. .12. 这里的mBase是一个ContextImpl实例变量，于是就调用ContextImpl的bindService函数来进一步处理。 Step 2.ContextImpl.bindService 这个函数定义在frameworks/base/core/java/android/app/ContextImpl.java文件中：view plain1. classContextImplextendsContext2. .3. 4. Override5. publicbooleanbindService(Intentservice,ServiceConnectionconn,6. intflags)7. IServiceConnectionsd;8. if(mPackageInfo!=null)9. sd=mPackageInfo.getServiceDispatcher(conn,getOuterContext(),10. mMainThread.getHandler(),flags);11. else12. .13. 14. try15. intres=ActivityManagerNative.getDefault().bindService(16. mMainThread.getApplicationThread(),getActivityToken(),17. service,service.resolveTypeIfNeeded(getContentResolver(),18. sd,flags);19. .20. returnres!=0;21. catch(RemoteExceptione)22. returnfalse;23. 24. 25. 26. .27. 28. 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：view plain1. publicfinalclassActivityThread2. .3. 4. finalHmH=newH();5. 6. .7. 8. privatefinalclassHextendsHandler9. .10. 11. publicvoidhandleMessage(Messagemsg)12. .13. 14. 15. .16. 17. 18. .19. 20. finalHandlergetHandler()21. returnmH;22. 23. 24. .25. 这里返回的Handler是在ActivityThread类内部从Handler类继承下来的一个H类实例变量。 回到Step 2中的ContextImpl.bindService函数中，获得了这个Handler对象后，就调用mPackageInfo.getServiceDispatcher函数来获得一个IServiceConnection接口，这里的mPackageInfo的类型是LoadedApk，我们来看看它的getServiceDispatcher函数的实现，然后再回到ContextImpl.bindService函数来。 Step 4. LoadedApk.getServiceDispatcher 这个函数定义在frameworks/base/core/java/android/app/LoadedApk.java文件中：view plain1. finalclassLoadedApk2. .3. 4. publicfinalIServiceConnectiongetServiceDispatcher(ServiceConnectionc,5. Contextcontext,Handlerhandler,intflags)6. synchronized(mServices)7. LoadedApk.ServiceDispatchersd=null;8. HashMapmap=mServices.get(context);9. if(map!=null)10. sd=map.get(c);11. 12. if(sd=null)13. sd=newServiceDispatcher(c,context,handler,flags);14. if(map=null)15. map=newHashMap();16. mServices.put(context,map);17. 18. map.put(c,sd);19. else20. sd.validate(context,handler);21. 22. returnsd.getIServiceConnection();23. 24. 25. 26. .27. 28. staticfinalclassServiceDispatcher29. privatefinalServiceDispatcher.InnerConnectionmIServiceConnection;30. privatefinalServiceConnectionmConnection;31. privatefinalHandlermActivityThread;32. .33. 34. privatestaticclassInnerConnectionextendsIServiceConnection.Stub35. finalWeakReferencemDispatcher;36. .37. 38. InnerConnection(LoadedApk.ServiceDispatchersd)39. mDispatcher=newWeakReference(sd);40. 41. 42. .43. 44. 45. .46. 47. ServiceDispatcher(ServiceConnectionconn,48. Contextcontext,HandleractivityThread,intflags)49. mIServiceConnection=newInnerConnection(this);50. mConnection=conn;51. mActivityThread=activityThread;52. .53. 54. 55. .56. 57. IServiceConnectiongetIServiceConnection()58. returnmIServiceConnection;59. 60. 61. .62. 63. 64. .65. 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：view plain1. classActivityManagerProxyimplementsIActivityManager2. 3. .4. 5. publicintbindService(IApplicationThreadcaller,IBindertoken,6. Intentservice,StringresolvedType,IServiceConnectionconnection,7. intflags)throwsRemoteException8. Parceldata=Parcel.obtain();9. Parcelreply=Parcel.obtain();10. data.writeInterfaceToken(IActivityManager.descriptor);11. data.writeStrongBinder(caller!=null?caller.asBinder():null);12. data.writeStrongBinder(token);13. service.writeToParcel(data,0);14. data.writeString(resolvedType);15. data.writeStrongBinder(connection.asBinder();16. data.writeInt(flags);17. mRemote.transact(BIND_SERVICE_TRANSACTION,data,reply,0);18. reply.readException();19. intres=reply.readInt();20. data.recycle();21. reply.recycle();22. returnres;23. 24. 25. .26. 这个函数通过Binder驱动程序就进入到ActivityManagerService的bindService函数去了。 Step 6. ActivityManagerService.bindService 这个函数定义在frameworks/base/services/java/com/android/server/am/ActivityManagerService.java文件中：view plain1. publicfinalclassActivityManagerServiceextendsActivityManagerNative2. implementsWatchdog.Monitor,BatteryStatsImpl.BatteryCallback3. .4. 5. publicintbindService(IApplicationThreadcaller,IBindertoken,6. Intentservice,StringresolvedType,7. IServiceConnectionconnection,intflags)8. .9. 10. synchronized(this)11. .12. finalProcessRecordcallerApp=getRecordForAppLocked(caller);13. .14. 15. ActivityRecordactivity=null;16. if(token!=null)17. intaindex=mMainStack.indexOfTokenLocked(token);18. .19. activity=(ActivityRecord)mMainStack.mHistory.get(aindex);20. 21. 22. .23. 24. ServiceLookupResultres=25. retrieveServiceLocked(service,resolvedType,26. Binder.getCallingPid(),Binder.getCallingUid();27. 28. .29. 30. ServiceRecords=res.record;31. 32. finallongorigId=Binder.clearCallingIdentity();33. 34. .35. 36. AppBindRecordb=s.retrieveAppBindingLocked(service,callerApp);37. ConnectionRecordc=newConnectionRecord(b,activity,38. connection,flags,clientLabel,clientIntent);39. 40. IBinderbinder=connection.asBinder();41. ArrayListclist=s.connections.get(binder);42. 43. if(clist=null)44. clist=newArrayList();45. s.connections.put(binder,clist);46. 47. clist.add(c);48. b.connections.add(c);49. if(activity!=null)50. if(activity.connections=null)51. activity.connections=newHashSet();52. 53. activity.connections.add(c);54. 55. b.client.connections.add(c);56. clist=mServiceConnections.get(binder);57. if(clist=null)58. clist=newArrayList();59. mServiceConnections.put(binder,clist);60. 61. 62. clist.add(c);63. 64. if(flags&Context.BIND_AUTO_CREATE)!=0)65. .66. if(!bringUpServiceLocked(s,service.getFlags(),false)67. return0;68. 69. 70. 71. .72. 73. 74. return1;75. 76. 77. .78. 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：view plain1. IntentbindIntent=newIntent(MainActivity.this,CounterService.class);2. bindService(bindIntent,serviceConnection,Context.BIND_AUTO_CREATE); 这里的参数service，就是上面的bindIntent了，它里面设置了CounterService类的信息（CounterService.class），因此，这里可以通过它来把CounterService的信息取出来，并且保存在ServiceRecord对象s中。 接下来，就是把传进来的参数connection封装成一个ConnectionRecord对象。注意，这里的参数connection是一个Binder对象，它的类型是LoadedApk.ServiceDispatcher.InnerConnection，是在Step 4中创建的，后续ActivityManagerService就是要通过它来告诉MainActivity，CounterService已经启动起来了，因此，这里要把这个ConnectionRecord变量c保存下来，它保在在好几个地方，都是为了后面要用时方便地取回来的，这里就不仔细去研究了，只要知道ActivityManagerService要使用它时就可以方便地把它取出来就可以了，具体后面我们再分析。 最后，传进来的参数flags的位Context.BIND_AUTO_CREATE为1（参见上面MainActivity.onCreate函数调用bindService函数时设置的参数），因此，这里会调用bringUpServiceLocked函数进一步处理。 Step 7.ActivityManagerService.bringUpServiceLocked 这个函数定义在frameworks/base/services/java/com/android/server/am/ActivityManagerService.java文件中：view plain1. publicfinalclassActivityManagerServiceextendsActivityManagerNative2. implementsWatchdog.Monitor,BatteryStatsImpl.BatteryCallback3. .4. 5. privatefinalbooleanbringUpServiceLocked(ServiceRecordr,6. intintentFlags,booleanwhileRestarting)7. .8. 9. finalStringappName=cessName;10. ProcessRecordapp=getProcessRecordLocked(appName,r.appInfo.uid);11. 12. if(app!=null&app.thread!=null)13. try14. realStartServiceLocked(r,app);15. returntrue;16. catch(RemoteExceptione)17. .18. 19. 20. 21. /Notrunning-getitstarted,andenqueuethisservicerecord22. /tobeexecutedwhentheappcomesup.23. if(startProcessLocked(appName,r.appInfo,true,intentFlags,24. service,,false)=null)25. .26. 27. 28. .29. 30. 31. .32. 回忆在Android系统中的广播（Broadcast）机制简要介绍和学习计划中一文中，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（具体可以参考Android应用程序启动过程源代码分析一文），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，具体可以参考前面一篇文章Android系统在新进程中启动自定义服务过程（startService）的原理分析。 Step 8.ActivityManagerService.realStartServiceLocked 这个函数定义在frameworks/base/services/java/com/android/server/am/ActivityManagerService.java文件中：view plain1. publicfinalclassActivityManagerServiceextendsActivityManagerNative2. implementsWatchdog.Monitor,BatteryStatsImpl.BatteryCallback3. .4. 5. privatefinalvoidrealStartServiceLocked(ServiceRecordr,6. ProcessRecordapp)throwsRemoteException7. .8. r.app=app;9. .10. 11. app.services.add(r);12. .13. 14. try15. .16. app.thread.scheduleCreateService(r,r.serviceInfo);17. .18. finally19. .20. 21. 22. requestServiceBindingsLocked(r);23. 24. .25. 26. 27. .28. 这个函数执行了两个操作，一个是操作是调用app.thread.scheduleCreateService函数来在应用程序进程内部启动CounterService，这个操作会导致CounterService的onCreate函数被调用；另一个操作是调用requestServiceBindingsLocked函数来向CounterService要一个Binder对象，这个操作会导致CounterService的onBind函数被调用。 这里，我们先沿着app.thread.scheduleCreateService这个路径分析下去，然后再回过头来分析requestServiceBindingsLocked的调用过程。这里的app.thread是一个Binder对象的远程接口，类型为ApplicationThreadProxy。每一个Android应用程序进程里面都有一个ActivtyThread对象和一个ApplicationThread对象，其中是ApplicationThread对象是ActivityThread对象的一个成员变量，是ActivityThread与ActivityManagerService之间用来执行进程间通信的，具体可以参考Android应用程序启动过程源代码分析一文。 Step 9. ApplicationThreadProxy.scheduleCreateService 这个函数定义在frameworks/base/core/java/android/app/ApplicationThreadNative.java文件中：view plain1. classApplicationThreadProxyimplementsIApplicationThread2. .3. 4. publicfinalvoidscheduleCreateService(IBindertoken,ServiceInfoinfo)5. throwsRemoteException6. Parceldata=Parcel.obtain();7. data.writeInterfaceToken(IApplicationThread.descriptor);8. data.writeStrongBinder(token);9. info.writeToParcel(data,0);10. mRemote.transact(SCHEDULE_CREATE_SERVICE_TRANSACTION,data,null,11. IBinder.FLAG_ONEWAY);12. data.recycle();13. 14. 15. .16. 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：view plain1. publicfinalclassActivityThread2. .3. 4. privatefinalclassApplicationThreadextendsApplicationThreadNative5. .6. 7. publicfinalvoidscheduleCreateService(IBindertoken,8. Serv