service可以自定义界面吗（Service是如何启动的一文告诉你）

前言

这几天分析了一下的启动过程，于是乎，今天写一下Service是如何启动的； 给我的感觉是这些启动过程并不复杂，千万不要被一坨一坨的代码吓住了，虽然弯弯绕绕不少，重载函数一个接着一个，就向走迷宫一样，但只要抓住主线阅读，很快就能找到出口； 强调一下阅读系统源码，起码要对进程间通信要了解，对binder机制非常非常清楚，binder就是指南针，要不然你会晕头转向；强行阅读，就容易睡着。

Service启动先来一张图感受一下

这张图能够说明一个大致的流程，但是服务的启动肯定不是这么简单，但是我们先简单的总结一下，逐渐深入。服务的启动形式有两种，startService()和 binderService()，我们看startService()这一种。startService是ContextWrapper里面的方法。

ContextWrapper.java

@Override public ComponentName startService(Intent service) { return mBase.startService(service);//mBase这里指的是ContextImpl类 }

ContextImpl.java

@Override public ComponentName startService(Intent service) { warnIfCallingFromSystemProcess(); return startServiceCommon(service, mUser); }

private ComponentName startServiceCommon(Intent service, UserHandle user) { try { //检验Intent validateServiceIntent(service); ...... ComponentName cn = ActivityManagerNative.getDefault().startService( mMainThread.getApplicationThread(), service, service.resolveTypeIfNeeded( getContentResolver()), getOpPackageName(), user.getIdentifier()); ...... return cn; } catch (RemoteException e) { throw new RuntimeException("Failure from system", e); } }

校验完Intent后，就调用ActivityManagerNative.getDefault()，获取一个IActivityManager对象，将启动Service这件事情交给了IActivityManager。我们看一下ActivityManagerNative的类定义

public abstract class ActivityManagerNative extends Binder implements IActivityManager

这种模式是不是非常熟悉啊？ 继承了Binder，实现了一个IActivityManager接口，这个跟我们生成了远程服务通信生成的AIDL的java文件怎么那么像，现在告诉你，这就是为了远程服务通信做准备的，只是一般这种类我们都是自动生成的，ActivityManagerNative 是谷歌的人自己写

一个完整的AID L有两部分，一个是个跟服务端通信的Stub,一个是跟客户端通信的Proxy； ActivityManagerNative就是Stub,阅读源码发现在ActivityManagerNative 文件中还有个ActivityManagerProxy，那么跟客户端通信的Proxy也有了。先看IActivityManager怎么获取的

ActivityManagerNative.java

static public IActivityManager getDefault() { return gDefault.get(); }

private static final Singleton<IActivityManager> gDefault = new Singleton<IActivityManager>() { protected IActivityManager create() { //获取名为"activity"的服务，服务都注册到ServiceManager来统一管理 IBinder b = ServiceManager.getService("activity"); if (false) { Log.v("ActivityManager", "default service binder = " b); } IActivityManager am = asInterface(b); if (false) { Log.v("ActivityManager", "default service = " am); } return am; } };

就是一个单例设计模式，获取到服务对象IBinder，把这个IBinder转换成IActivityManager返回了。现在由IActivityManager启动服务。

public ComponentName startService(IApplicationThread caller, Intent service, String resolvedType, String callingPackage, int userId) throws RemoteException { Parcel data = Parcel.obtain(); Parcel reply = Parcel.obtain(); data.writeInterfaceToken(IActivityManager.descriptor); data.writeStrongBinder(caller != null ? caller.asBinder() : null); service.writeToParcel(data, 0); data.writeString(resolvedType); data.writeString(callingPackage); data.writeInt(userId); mRemote.transact(START_SERVICE_TRANSACTION, data, reply, 0); reply.readException(); ComponentName res = ComponentName.readFromParcel(reply); data.recycle(); reply.recycle(); return res; }

上面说了ActivityManagerProxy作为binder通信的客户端，ActivityManagerNative 作为binder通信的服务端； mRemote.transact()是binder通信的客户端发起方法，经过binder驱动，最后回到binder服务端ActivityManagerNative的onTransact()方法。

@Override public boolean onTransact(int code, Parcel data, Parcel reply, int flags) throws RemoteException { ....... switch (code) { case START_SERVICE_TRANSACTION: { data.enforceInterface(IActivityManager.descriptor); IBinder b = data.readStrongBinder(); IApplicationThread app = ApplicationThreadNative.asInterface(b); Intent service = Intent.CREATOR.createFromParcel(data); String resolvedType = data.readString(); String callingPackage = data.readString(); int userId = data.readInt(); ComponentName cn = startService(app, service, resolvedType, callingPackage, userId); reply.writeNoException(); ComponentName.writeToParcel(cn, reply); return true; } } ....... }

ActivityManagerNative的真正实现是ActivityManagerService，所以binder通信的服务端的ActivityManagerService，ActivityManagerProxy.startService()最终调用ActivityManagerService.startService()。注意这就跨进程了，ActivityManagerService是一个服务端的进程。看ActivityManagerService中的startService方法。

ActivityManagerService.java

public ComponentName startService(IApplicationThread caller, Intent service, String resolvedType, String callingPackage, int userId) throws TransactionTooLargeException { ...... synchronized(this) { ....... ComponentName res = mServices.startServiceLocked(caller, service, resolvedType, callingPid, callingUid, callingPackage, userId); Binder.restoreCallingIdentity(origId); return res; } }

ActivityManagerService没有直接干这个活，而是把这个任务交给了mService, mService 是一个 ActiveServices 对象。在早期的安卓版本中并没有这个类，后来重构时抽出这个类专门用来管理Service.

ActiveServices.java

ComponentName startServiceLocked(IApplicationThread caller, Intent service, String resolvedType, int callingPid, int callingUid, String callingPackage, int userId) throws TransactionTooLargeException { ........ return startServiceInnerLocked(smap, service, r, callerFg, addToStarting); }

tartServiceInnerLocked调用了 bringUpServiceLocked(),bringUpServiceLocked()内部调用了realStartServiceLocked()，我们看realStartServiceLocked()方法。

private final void realStartServiceLocked(ServiceRecord r, ProcessRecord app, boolean execInFg) throws RemoteException { ....... try { ....... app.thread.scheduleCreateService(r, r.serviceInfo, mAm.compatibilityInfoForPackageLocked(r.serviceInfo.applicationInfo), app.repProcstate); r.postNotification(); created = true; } catch (DeadObjectException e) { .... } finally { .... } requestServiceBindingsLocked(r, execInFg); updateServiceClientActivitiesLocked(app, null, true); // If the service is in the started state, and there are no // pending arguments, then fake up one so its onStartCommand() will // be called. if (r.startRequested && r.callStart && r.pendingStarts.size() == 0) { r.pendingStarts.add(new ServiceRecord.StartItem(r, false, r.makeNextStartId(), null, null)); } // 进入onStartCommand() sendServiceArgsLocked(r, execInFg, true); .... }

这里的关键是

app.thread.scheduleCreateService(r, r.serviceInfo, mAm.compatibilityInfoForPackageLocked(r.serviceInfo.applicationInfo),

app 是要运行 Service 的进程对应的 ProcessRecord 对象，代表一个应用进程； 要区分一下，一般我们都是单方向通信，客户端将处理请求发送给服务端，服务端处理后返回，如果要服务端向客户端发送一个“请求”呢？这里的thread 是一个 ApplicationThreadProxy 对象，它是应用进程的 ApplicatonThread 对象在 AMS 端的代理，AMS 靠它来和应用进程进行通信。所以AMS和应用进程可以双向通信了。

ApplicationThreadProxy.java

public final void scheduleCreateService(IBinder token, ServiceInfo info, CompatibilityInfo compatInfo, int processState) throws RemoteException { Parcel data = Parcel.obtain(); data.writeInterfaceToken(IApplicationThread.descriptor); data.writeStrongBinder(token); info.writeToParcel(data, 0); compatInfo.writeToParcel(data, 0); data.writeInt(processState); try { mRemote.transact(SCHEDULE_CREATE_SERVICE_TRANSACTION, data, null, IBinder.FLAG_ONEWAY); } catch (TransactionTooLargeException e) { throw e; } data.recycle(); }

执行mRemote.transact后，就会回调ApplicationThreadNative的onTransact,这是Binder的套路。

ApplicationThreadNative.java

public boolean onTransact(int code, Parcel data, Parcel reply, int flags) throws RemoteException { switch (code) { case SCHEDULE_CREATE_SERVICE_TRANSACTION: { data.enforceInterface(IApplicationThread.descriptor); IBinder token = data.readStrongBinder(); ServiceInfo info = ServiceInfo.CREATOR.createFromParcel(data); CompatibilityInfo compatInfo = CompatibilityInfo.CREATOR.createFromParcel(data); int processState = data.readInt(); scheduleCreateService(token, info, compatInfo, processState); return true; } ... }

内部调用scheduleCreateService，看上面的图，可以知道，scheduleCreateService是属于ApplicatonThread的。

ApplicatonThread.java

public final void scheduleCreateService(IBinder token, ServiceInfo info, CompatibilityInfo compatInfo, int processState) { updateProcessState(processState, false); CreateServiceData s = new CreateServiceData(); s.token = token; s.info = info; s.compatInfo = compatInfo; sendMessage(H.CREATE_SERVICE, s); }

发送一个消息，这个消息都是由H类处理的，H类就是系统Hander,专门处理系统请求的； 比如一些Activity的生命周期等全在这里面。这个 H对象是在应用进程的主线程中创建的，所以最终的结果是把创建 Service 的消息传到了主线程,因此Service是运行在主线程中的。

H.java

private class H extends Handler { ......... public void handleMessage(Message msg) { if (DEBUG_MESSAGES) Slog.v(TAG, ">>> handling: " codeToString(msg.what)); switch (msg.what) { case CREATE_SERVICE: Trace.traceBegin(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER, "serviceCreate"); handleCreateService((CreateServiceData)msg.obj); Trace.traceEnd(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER); } }

ActivityThread.java

private void handleCreateService(CreateServiceData data) { ....... LoadedApk packageInfo = getPackageInfoNoCheck( data.info.applicationInfo, data.compatInfo); Service service = null; try { // 反射加载Service java.lang.ClassLoader cl = packageInfo.getClassLoader(); service = (Service) cl.loadClass(data.info.name).newInstance(); } catch (Exception e) { ....... } try { if (localLOGV) Slog.v(TAG, "Creating service " data.info.name); //创建ContextImpl对象 ContextImpl context = ContextImpl.createAppContext(this, packageInfo); context.setOuterContext(service); //创建Application对象 Application app = packageInfo.makeApplication(false, mInstrumentation); service.attach(context, this, data.info.name, data.token, app, ActivityManagerNative.getDefault()); //回调onCreate方法 service.onCreate(); mServices.put(data.token, service); try { //调用服务创建完成 ActivityManagerNative.getDefault().serviceDoneExecuting( data.token, SERVICE_DONE_EXECUTING_ANON, 0, 0); } catch (RemoteException e) { // nothing to do. } } catch (Exception e) { ....... } }

到此Service的onCreate就回调了，那么onStartCommand()何时回调呢？在realStartServiceLocked中调用了sendServiceArgsLocked(r, execInFg, true),sendServiceArgsLocked与上面类似，最终也是发送了一个（SERVICE_ARGS）消息。

ApplicationThread.java

public final void scheduleServiceArgs(IBinder token, boolean taskRemoved, int startId, int flags ,Intent args) { ServiceArgsData s = new ServiceArgsData(); s.token = token; s.taskRemoved = taskRemoved; s.startId = startId; s.flags = flags; s.args = args; sendMessage(H.SERVICE_ARGS, s); }

ActivityThread.java

private void handleServiceArgs(ServiceArgsData data) { Service s = mServices.get(data.token); if (s != null) { try { if (data.args != null) { data.args.setExtrasClassLoader(s.getClassLoader()); data.args.prepareToEnterProcess(); } int res; if (!data.taskRemoved) { //onStartCommand回调 res = s.onStartCommand(data.args, data.flags, data.startId); } else { s.onTaskRemoved(data.args); res = Service.START_TASK_REMOVED_COMPLETE; } QueuedWork.waitToFinish(); try { ActivityManagerNative.getDefault().serviceDoneExecuting( data.token, SERVICE_DONE_EXECUTING_START, data.startId, res); } catch (RemoteException e) { // nothing to do. } ensureJitEnabled(); } catch (Exception e) { ...... } } }

Service的onCreate的回调和onStartCommand的回调套路是完全一样的，朋友们可以自己体会，onCreate的回调先执行scheduleCreateService()方法，最终回调Service.onCreate(); onStartCommand的回调先执行scheduleServiceArgs()方法，最终回调Service.onStartCommand()

总结一下：

IActivityManager接口中定义了AMS向应用程序（本例中即Service）提供的多种API，Activity通过ActivityManagerProxy就可以使用这些API，向AMS发出请求

所以是通过ActivityManagerProxy，调用ActivityManagerProxy的startService方法； 在内部调用transact，然后会调用ActivityManagerNative中的onTransact()方法，在该方法中，将会r完成AMS与Activity的连接并调用AMS的startService()方法，那么AMS是如何Service所在的应用程序呢？比如scheduleCreateService

原来ApplicationThreadProxy 是应用进程的 ApplicatonThread 对象在 AMS 端的代理，AMS 靠它来和应用进程进行通信。这就是Activity与AMS之间的双向Binder连接；Activity用IActivityManager提供的APIActivityManagerService提出执行某个动作的请求（本例中是启动RemoteService），ActivityManagerService通过IApplicationThread提供的API来控制Activity所在的应用程序

上面的分析省去了很多的内容，如果从进程角度看服务启动过程。

• Process A进程：是指调用startService命令所在的进程，也就是启动服务的发起端进程
• system_server进程：系统进程，是java framework框架的核心载体，里面运行了大量的系统服务，比如这里提供ApplicationThreadProxy，ActivityManagerService，这个两个服务都运行在system_server进程的不同线程中
• Zygote进程：是由init进程孵化而来的，用于创建Java层进程的母体，所有的Java层进程都是由Zygote进程孵化而来
• Remote Service进程：远程服务所在进程，是由Zygote进程孵化而来的用于运行Remote服务的进程。主线程主要负责Activity/Service等组件的生命周期以及UI相关操作都运行在这个线程； 另外，每个App进程中至少会有两个binder线程 ApplicationThread和ActivityManagerProxy

启动流程：

• Process A进程采用Binder IPC向system_server进程发起startService请求；
• system_server进程接收到请求后，向zygote进程发送创建进程的请求；
• zygote进程fork出新的子进程Remote Service进程；
• Remote Service进程，通过Binder IPC向sytem_server进程发起attachApplication请求；
• system_server进程在收到请求后，进行一系列准备工作后，再通过binder IPC向remote Service进程发送scheduleCreateService请求；
• Remote Service进程的binder线程在收到请求后，通过handler向主线程发送CREATE_SERVICE消息；
• 主线程在收到Message后，通过发射机制创建目标Service，并回调Service.onCreate()方法。 到此，服务便正式启动完成。当创建的是本地服务或者服务所属进程已创建时，则无需经过上述步骤2、3，直接创建服务即可

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最后我想说：

学习没有捷径可言，我们要注意记学习，不仅要记，还要写心得体会，文字笔记、画图、总结等，方式很多，但是一定要自己认真去做，不要太相信自己的记忆，只有反复记忆，加深理解才行

同时，对于程序员而言，不单单是死记硬背，我们有更好的方式去学习，比如写demo去验证。复习知识点时，要及时跟你做过的项目结合起来，这样在面试时就知道怎么聊了，由项目讲到知识点，由一个知识点串联到另一个知识点。复习到一定阶段，可以尝试着去把这些东西串联起来，由点及面，形成知识体系

对于程序员来说，要学习的知识内容、技术有太多太多，要想不被环境淘汰就只有不断提升自己，从来都是我们去适应环境，而不是环境来适应我们

技术是无止境的，你需要对自己提交的每一行代码、使用的每一个工具负责，不断挖掘其底层原理，才能使自己的技术升华到更高的层面

Android 架构师之路还很漫长，与君共勉

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