Android系统在新进程中启动自定义服务过程（startService）的原理分析、Android应用程序绑定服务（bindService）的过程源代码分析
原文：
Android系统在新进程中启动自定义服务过程（startService）的原理分析
Android应用程序绑定服务（bindService）的过程源代码分析
1、Android系统在新进程中启动自定义服务过程（startService）的原理分析
Step 1. ActivityManagerService.startService
Step 2. ActivityManagerService.startServiceLocked；函数首先通过retrieveServiceLocked来解析service这个Intent，就是解析前面我们在AndroidManifest.xml定义的Service标签的intent-filter相关内容，然后将解析结果放在res.record中，然后继续调用bringUpServiceLocked进一步处理。
Step 3. ActivityManagerService.bringUpServiceLocked；appName便是我们前面在AndroidManifest.xml文件定义service标签时指定的android:process属性值了，即“.Server”。接着调用startProcessLocked函数来创建一个新的进程，以便加载自定义的Service类。最后将这个ServiceRecord保存在成员变量mPendingServices列表中，后面会用到。
Step 4. ActivityManagerService.startProcessLocked 这里调用Process.start函数创建了一个新的进程，指定新的进程执行android.app.ActivityThread类。最后将表示这个新进程的ProcessRecord保存在mPidSelfLocked列表中，后面会用到
Step 5. Process.start；这个函数定义在frameworks/base/core/java/android/os/Process.java文件中，这个函数我们就不看了，有兴趣的读者可以自己研究一下。在这个场景中，它就是新建一个进程，然后导入android.app.ActivityThread这个类，然后执行它的main函数。
Step 6. ActivityThread.main；这个函数定义在frameworks/base/core/java/android/app/ActivityThread.java文件中： 注意，执行到这里的时候，已经是在上一步创建的新进程里面了，即这里的进程是用来启动服务的，原来的主进程已经完成了它的命令，返回了。 前面我们提到，在Android应用程序中，每一个进程对应一个ActivityThread实例，所以，这个函数会创建一个thread实例，然后调用ActivityThread.attach函数进一步处理。
Step 7. ActivityThread.attach；从Step 6中，这里传进来的参数system为false。成员变量mAppThread是一个ApplicationThread实例，我们在前面已经描述过这个实例的作用，它是用来辅助ActivityThread来执行一些操作的，是一个binder对象。调用ActivityManagerNative.getDefault函数得到ActivityManagerService的远程接口，即ActivityManagerProxy，接着调用它的attachApplication函数。
Step 8. ActivityManagerProxy.attachApplication； 这个函数主要是将新进程里面的IApplicationThread实例通过Binder驱动程序传递给ActivityManagerService
Step 9. ActivityManagerService.attachApplication；这里通过调用attachApplicationLocked函数进一步处理。
Step 10. ActivityManagerService.attachApplicationLocked；回忆一下在上面的Step 4中，以新进程的pid值作为key值保存了一个ProcessRecord在mPidsSelfLocked列表中，这里先把它取出来，存放在本地变量app中，并且将app.processName保存在本地变量processName中。再回忆一下在上面的Step 3中，在成员变量mPendingServices中，保存了一个ServiceRecord，这里通过进程uid和进程名称将它找出来，然后通过realStartServiceLocked函数来进一步处理。
Step 11. ActivityManagerService.realStartServiceLocked；这里的app.thread是一个ApplicationThread对象的远程接口，它是在上面的Step 6创建ActivityThread对象时作为ActivityThread对象的成员变量同时创建的，然后在Step 9中传过来的。然后调用这个远程接口的scheduleCreateService函数回到原来的ActivityThread对象中执行启动服务的操作。
Step 12. ApplicationThreadProxy.scheduleCreateService ；这里通过Binder驱动程序回到新进程的ApplicationThread对象中去执行scheduleCreateService函数。
Step 13. ApplicationThread.scheduleCreateService；ActivityThread的queueOrSendMessage将一个CreateServiceData数据放到消息队列中去，并且分开这个消息。注意，这里已经是在上面Step 4创建的新进程中执行了
Step 14. ActivityThread.queueOrSendMessage； 这里调用成员变量mH的sendMessage函数进行消息分发。这里的mH的类型为H，它继承于Handler类。
Step 15. H.sendMessage；消息分发以后，就进入到H.handleMessage函数进行处理了
Step 16. H.handleMessage；处理的消息是CREATE_SERVICE，它调用ActivityThread类的handleCreateService成员函数进一步处理。
Step 17. ActivityThread.handleCreateService 这里的data.info.name就是自定义的服务类shy.luo.ashmem.Server了。
Step 18. ClassLoader.loadClass ；这一步继续实现在上面的ActivityThread.handleCreateService函数中，加载该类
Step 19. Obtain Service；这一步也是实现在上面的ActivityThread.handleCreateService函数中。上面通过ClassLoader.loadClass来导入自定义的服务类shy.luo.ashmem.Server并且创建它的一个实例后，就通过强制类型转换得到一个Service类实例。前面我们说过，自己的服务类必须要继承于Service类，这里就体现出来了为什么要这样做了
Step 20. Service.onCreate；这一步继续实现在上面的ActivityThread.handleCreateService函数中， 因为这里的service实际上是一个shy.luo.ashmem.Server类实例，因此，这里就是执行shy.luo.ashmem.Server类的onCreate函数了
至此，这个自定义的服务就启动起来了。
这样，Android系统在新进程中启动服务的过程就分析完成了，虽然很复杂，但是条理很清晰。它通过三次Binder进程间通信完成了服务的启动过程，分别是：
一. Step 1至Step 7，从主进程调用到ActivityManagerService进程中，完成新进程的创建；
二. Step 8至Step 11，从新进程调用到ActivityManagerService进程中，获取要在新进程启动的服务的相关信息；
三. Step 12至Step 20，从ActivityManagerService进程又回到新进程中，最终将服务启动起来。
二、Android应用程序绑定服务（bindService）的过程源代码分析
Step 1. ContextWrapper.bindService； 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；
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;
}
}
......
}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
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；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；这个函数通过Binder驱动程序就进入到ActivityManagerService的bindService函数去了。
Step 6. ActivityManagerService.bindService；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：
Intent bindIntent = new Intent(MainActivity.this, CounterService.class);
bindService(bindIntent, serviceConnection, Context.BIND_AUTO_CREATE);Step 7. ActivityManagerService.bringUpServiceLocked；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。
Step 8. ActivityManagerService.realStartServiceLocked；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
public final class ActivityManagerService extends ActivityManagerNative
implements Watchdog.Monitor, BatteryStatsImpl.BatteryCallback {
......
private final void realStartServiceLocked(ServiceRecord r,
ProcessRecord app) throws RemoteException {
......
r.app = app;
......
app.services.add(r);
......
try {
......
app.thread.scheduleCreateService(r, r.serviceInfo);
......
} finally {
......
}
requestServiceBindingsLocked(r);
......
}
......
}Step 9. ApplicationThreadProxy.scheduleCreateService；这里通过Binder驱动程序就进入到ApplicationThread的scheduleCreateService函数去了。
Step 10. ApplicationThread.scheduleCreateService；这里它执行的操作就是调用ActivityThread的queueOrSendMessage函数把一个H.CREATE_SERVICE类型的消息放到ActivityThread的消息队列中去。
Step 11. ActivityThread.queueOrSendMessage；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，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， 这个消息最终由ActivityThread的handleCreateService函数来处理。
Step 13. ActivityThread.handleCreateService；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；这样，CounterService就启动起来了。
至此，应用程序绑定服务过程中的第一步MainActivity.bindService->CounterService.onCreate就完成了。
这一步完成之后，我们还要回到Step 8中去，执行下一个操作，即调用ActivityManagerService.requestServiceBindingsLocked函数，这个调用是用来执行CounterService的onBind函数的。
Step 15. ActivityManagerService.requestServiceBindingsLocked。 这里的参数r就是我们在前面的Step 6中创建的ServiceRecord了，它代表刚才已经启动了的CounterService。函数requestServiceBindingsLocked调用了requestServiceBindingLocked函数来处理绑定服务的操作，而函数requestServiceBindingLocked又调用了app.thread.scheduleBindService函数执行操作，前面我们已经介绍过app.thread，它是一个Binder对象的远程接口，类型是ApplicationThreadProxy。
Step 16. ApplicationThreadProxy.scheduleBindService；Binder驱动程序就进入到ApplicationThread的scheduleBindService函数去了。
Step 17. ApplicationThread.scheduleBindService；这里像上面的Step 11一样，调用ActivityThread.queueOrSendMessage函数来发送消息。
Step 18. ActivityThread.queueOrSendMessage； 参考上面的Step 11，不过这里的消息类型是H.BIND_SERVICE。
Step 19. H.sendMessage；参考上面的Step 12，不过这里最终在H.handleMessage函数中，要处理的消息类型是H.BIND_SERVICE：这里调用ActivityThread.handleBindService函数来进一步处理
Step 20. ActivityThread.handleBindService； 在前面的Step 13执行ActivityThread.handleCreateService函数中，已经将这个CounterService实例保存在mServices中，因此，这里首先通过data.token值将它取回来，保存在本地变量s中，接着执行了两个操作，一个操作是调用s.onBind，即CounterService.onBind获得一个Binder对象，另一个操作就是把这个Binder对象传递给ActivityManagerService。
我们先看CounterService.onBind操作，然后再回到ActivityThread.handleBindService函数中来。
Step 21. CounterService.onBind；（CounterService，自定义的Service类，onBind是它的函数），onBind函数返回一个是CounterBinder类型的Binder对象。
至此，应用程序绑定服务过程中的第二步CounterService.onBind就完成了。
回到ActivityThread.handleBindService函数中，获得了这个CounterBinder对象后，就调用ActivityManagerProxy.publishService来通知MainActivity，CounterService已经连接好了。
Step 22. ActivityManagerProxy.publishService；这里通过Binder驱动程序就进入到ActivityManagerService的publishService函数中去了。
Step 23. ActivityManagerService.publishService；这里传进来的参数token是一个ServiceRecord对象，它是在上面的Step 6中创建的，代表CounterService这个Service。在Step 6中，我们曾经把一个ConnectionRecord放在ServiceRecord.connections列表中，因此，这里可以从r.connections中将这个ConnectionRecord取出来。
每一个ConnectionRecord里面都有一个成员变量conn，它的类型是IServiceConnection，是一个Binder对象的远程接口，这个Binder对象又是什么呢？这就是我们在Step 4中创建的LoadedApk.ServiceDispatcher.InnerConnection对象了。因此，这里执行c.conn.connected函数后就会进入到LoadedApk.ServiceDispatcher.InnerConnection.connected函数中去了。
Step 24. InnerConnection.connected； 这里它将操作转发给ServiceDispatcher.connected函数。
Step 25. ServiceDispatcher.connected；我们在前面Step 4中说到，这里的mActivityThread是一个Handler实例，它是通过ActivityThread.getHandler函数得到的，因此，调用它的post函数后，就会把一个消息放到ActivityThread的消息队列中去了。
Step 26. H.post；由于H类继承于Handler类，因此，这里实际执行的Handler.post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，与sendMessage把消息放在消息队列不一样的地方是，post方式发送的消息不是由这个Handler的handleMessage函数来处理的，而是由post的参数Runnable的run函数来处理的。这里传给post的参数是一个RunConnection类型的参数，它继承了Runnable类，因此，最终会调用RunConnection.run函数来处理这个消息。
Step 27. RunConnection.run；执行ServiceDispatcher.doConnected函数来进一步操作了。
Step 28. ServiceDispatcher.doConnected；这里主要就是执行成员变量mConnection的onServiceConnected函数，这里的mConnection变量的类型的ServiceConnection，它是在前面的Step 4中设置好的，这个ServiceConnection实例是MainActivity类内部创建的，在调用bindService函数时保存在LoadedApk.ServiceDispatcher类中，用它来换取一个IServiceConnection对象，传给ActivityManagerService。
Step 29. ServiceConnection.onServiceConnected； 这里传进来的参数service是一个Binder对象，就是前面在Step 21中从CounterService那里得到的ConterBinder对象，因此，这里可以把它强制转换为CounterBinder引用。然后调用它的getService函数
Step 30. CounterBinder.getService；这里就把CounterService（自定义的Service）接口返回给MainActivity了。
至此，应用程序绑定服务过程中的第四步CounterService.CounterBinder.getService就完成了。
1. Step 1 - Step 14，MainActivity调用bindService函数通知ActivityManagerService，它要启动CounterService这个服务，ActivityManagerService于是在MainActivity所在的进程内部把CounterService启动起来，并且调用它的onCreate函数；
2. Step 15 - Step 21，ActivityManagerService把CounterService启动起来后，继续调用CounterService的onBind函数，要求CounterService返回一个Binder对象给它；
3. Step 22 - Step 29，ActivityManagerService从CounterService处得到这个Binder对象后，就把它传给MainActivity，即把这个Binder对象作为参数传递给MainActivity内部定义的ServiceConnection对象的onServiceConnected函数；
4. Step 30，MainActivity内部定义的ServiceConnection对象的onServiceConnected函数在得到这个Binder对象后，就通过它的getService成同函数获得CounterService接口。