Android四大组件-Service

概念：

android 四大组件之一，提供在后台运行的服务，属于计算型组件。

特点：

在后台运行，无用户界面，生命周期长。

启动方式

startservice：

不与Activity绑定，启动之后会无限期的运行下去，除非遇到内存低情况被回收，需要调用stopService或stopSelf才会停止。

• **生命周期 ：**onCreate（只执行一次）-onStartCommand-服务运行-onDestory()
  • onCreate 只调用一次，onStartCommand可以调用多次（调用的次数是startService的次数），其他方法只能调用一次。
  • onStartCommand必须返回一个整数= 描述系统在杀死服务后如何继续运行。
    • START_STICK：重建服务，调用onStartCommand,但不会传入上次未发送完的intent，而是使用null intent (所以需要检查)。除非还有启动服务的intent未发送完会继续发送。适用于媒体播放器，不需要执行命令但需要一直运行并随时待命。
    • START_NOT_STICK:不会重建服务，除非还存在未发送的intent。但服务不再必需的时候，这个是避免重启服务的最安全的方法。
    • START_REDELIVER_INTENT:重建服务，并且任何未传入的intent的都会被依次送入。 适用于需要立即回复工作的活跃服务，比如下载文件。
• **操作：**创建一个Service继承自service，在onStartCommand操作。在context中通过intent方式是启动服务。
• 只能开启或停止服务，无法操作服务。
• 调用者退出后，服务仍然存在。

bindservice

与Activity绑定，绑定之后在后台运行，除非调用unBindService或绑定的Context被销毁。

• **生命周期：**onCreate(只执行一次)-onBind-onUnbind-onDestory ，如果先调用了startservice，已经onCreate，也不会再次调用。

• **操作：**创建一个Binder继承Binder，通过onBind返回Binder对象，在context中通过serviceConnection取到binder对象并调用bindner的方法，bindService中传入ServiceConnection建立连接。

  //在service中自定义Binder
   class MyBinder extends Binder{
          public void startDownload(){
              Log.d(TAG, "startDownload: ");
          }
      }
      
      //在onBind方法中返回Binder
       private MyBinder myBinder = new MyBinder();
       @Override
      public IBinder onBind(Intent intent) {
          Log.d(TAG, "onBind: ");
          // TODO: Return the communication channel to the service.
  
          return myBinder;
      }
  
  //在Activity 中创建serviceconnection
    private  ServiceConnection connection = new ServiceConnection() {
  
          @Override
          public void onServiceConnected(ComponentName name, IBinder service) {
             myBinder = (MyService.MyBinder) service;
             myBinder.startDownload();
          }
  
          @Override
          public void onServiceDisconnected(ComponentName name) {
  
          }
      };
      //绑定服务
         bindService(new Intent(MainActivity.this,MyService.class),connection,BIND_AUTO_CREATE);
  

• 除了可以开启或停止服务，还可以获得Service对象，对Service进行操作。

• 调用者退出后Service随着调用者退出而销毁。

服务的销毁方式：

• 如果是startservice启动的调用stop service就可以销毁，或者在内存极低的情况下，被回收销毁。
• 如果是通过bindservice启动的服务调用unbindservice 销毁服务；但是同时startservice和bindservice需要unbindservice及再次调用stopservice才会销毁服务，即当service与activity绑定的情况下，service不再绑定且service处于静止状态时。 另外当service的调用者推出时也会销毁服务。

前台服务：

如果需要service一直保持运行状态（service保活），则可以考虑前台service。效果类似于通知。在service的onStartCommand方法中修改.(需要添加FOREGROUND_SERVICE权限)

        //8.0 适配通知栏
        if (Build.VERSION.SDK_INT>=Build.VERSION_CODES.O){
            NotificationChannel channel = new NotificationChannel("service","test", NotificationManager.IMPORTANCE_DEFAULT);
            NotificationManager manager = (NotificationManager) getSystemService(NOTIFICATION_SERVICE);
            assert manager != null;
            manager.createNotificationChannel(channel);
            NotificationCompat.Builder service = new NotificationCompat.Builder(this, "service");
            service.setContentTitle("执行前台服务的通知");
            service.setContentText("执行前台服务的内容");
            service.setSmallIcon(R.mipmap.ic_launcher);
            notification = service.getNotification();
        }else {
            Intent intent = new Intent(this,MainActivity.class);
            PendingIntent pendingIntent = PendingIntent.getActivity(this,0,intent,0);
            Notification.Builder builder = new Notification.Builder(this);
            builder.setContentTitle("执行前台服务的通知");
            builder.setContentText("执行前台服务的内容");
            builder.setSmallIcon(R.mipmap.ic_launcher);
            builder.setContentIntent(pendingIntent);
            notification = builder.getNotification();
        }
		//设置为前台服务：参数1:唯一的通知标识。参数二：通知
        startForeground(1,notification);

service与Thread的区别

两者无联系。虽然都是在后台执行一下耗时的操作，但是service是运行在主线程的，Thread是开启的子线程运行。

远程服务跨进程通信

远程服务的创建

在注册服务的地方添加属性：

android:process=":remote"

远程服务是 运行在另一个进程。此时服务需要与Activity绑定的话需要使用AIDL。

同一个工程下使用：

• 创建一个AIDL文件，在此文件中定义方法，构建项目会自动生成一个接口文件。改文件是IBinder的子类。

• 在service文件获取该子类，并在onBinder方法返回。（进程S）

    @Override
      public IBinder onBind(Intent intent) {
          Log.d(TAG, "onBind: ");
          // TODO: Return the communication channel to the service.
          return mBinder;
      }
      IMyAidlInterface.Stub mBinder = new IMyAidlInterface.Stub() {
          @Override
          public String toUppercase(String aString) throws RemoteException {
              if (!TextUtils.isEmpty(aString)){
                 return aString.toUpperCase();
              }
              return null;
          }
      };
  

• 在activity中（进程C）修改serviceconnection

• private IMyAidlInterface iMyAidlInterface;  //是IBinder的子类 ,AIDL ,mainactivity 和myservice 是不同的进程，此时实现了跨进程通信
    private  ServiceConnection connection = new ServiceConnection() {
        @Override
        public void onServiceConnected(ComponentName name, IBinder service) {
            iMyAidlInterface  =  IMyAidlInterface.Stub.asInterface(service);
            try {
                String hello_world = iMyAidlInterface.toUppercase("hello world");
                Log.d(TAG, "onServiceConnected: "+hello_world);
            } catch (RemoteException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    
        @Override
        public void onServiceDisconnected(ComponentName name) {
    
        }
    };
  

  因此实现了跨进程通信。

  不同工程下使用：

  把AIDL文件和Activity的内容移至另一个工程即可。使用隐式跳转。在service中添加过滤器，在

Intent intent = new Intent(定义的action);
bindService(intent, connection, BIND_AUTO_CREATE);

Binder机制

概念：

Binder实现IBinder接口，Android 中实现跨进程通信的机制。

跨进程通信的原因：

为了数据的独立性和安全性，一个进程不能访问另一个进程的数据，即Android的进程是相互独立、隔离的。如果需要读取另一个进程的数据就需要IPC机制。

IPC机制基本原理

• 进程的空间分为用户空间及系统空间，系统空间是全部进程公用的，用户空间是每个进程私有的，当需要跨进程通信时，进程1通过系统调用，将需要传递的数据复制到系统空间，由系统空间唤醒进程2的接收线程，通过系统调用将数据发送到进程2的用户空间（第二次复制），从而完成跨进程通信。

Binder机制优点：

传统的跨进程（socket）通信缺点：1)复制两次，费时间。 2)接收数据的缓存有接收方提供，但接收方不知道需要提供多大合适。

而Binder机制调用系统函数mmap()内存映射，只需要复制一次即可。

Binder机制原理

利用Binder驱动创建接收缓存区并实现地址映射关系：根据需映射的接收进程信息，实现内核缓存区和接收进程用户空间地址同时映射到同1个共享接收缓存区中。

Binder机制模型步骤

• 向驱动申请SM，驱动同意后成为SM，管理service。
• Client与Server与SM的通信都是通过Binder驱动，他们不可以直接与SM交互。
  • 注册服务：
    • Server进程向Binder驱动发起注册服务请求。
    • Binder驱动将注册请求发送给service manager进程。
    • service manager进程添加该service进程，即注册服务。
  • 获取服务：
    • client进程传递需要获取的服务名称，向Binder驱动发起获取服务请求。
    • Binder驱动将请求转发给SM。
    • SM查找到client需要的Server对应的服务信息。
    • 通过Binder驱动将上述信息返回给client进程。
  • 使用服务：
    • Binder驱动为实现跨进程做准备（调用系统mmap()函数）实现内存映射。
      • Binder驱动创建一块接收缓存区
      • 实现地址映射关系：通过SM进程里的server信息找到server进程，实现内核缓存区 和 server进程用户空间地址 同时映射到同一接收缓存中。
    • client进程将参数数据发送到server进程：
      • client进程通过系统调用将数据发送到内核缓存区。 （存在内存映射关系，相当于也发送到了server进程的用户空间地址）
      • Binder驱动通知server进程进行解包。
    • server进程根据client进程要求调用目标方法：
      • 收到Binder驱动通知后，server进程从线程池中取出线程，进行数据解包和调用目标方法。
      • 将最终执行结果写入到自己的共享内存中。
    • server进程将目标方法结果返回给client进程：
      • 由于存在内存映射关系，当server将结果写入自己的内存中，Binder驱动通知client进程获取返回结果（没有起用新线程，之前发送数据的线程被挂起）
      • client进程通过系统调用从内核缓存区接收server进程返回的数据。

服务的保活方式

• 在onStartCommand方法中返回START_STICK，在服务被杀死的时候会重新启动。
• 把service的优先级(1000)是最高优先级，也可以把服务改为前台服务，在系统内存不足时不会被回收。
• 使用AIDL跨进程机制双进程保护。
• 使用JobService
• 使用自定义广播，在应用退出时（发送广播启动服务）
• 使用系统广播，比如开机的时候，点击home键的时候启动广播。

IntentService

定义：

• Intent Service是继承自service并处理异步请求的服务。内部有一个工作线程处理耗时操作。
• 启动Intent Service 执行完成后会自动停止，不需要调用stopself。
• 可以多次启动Intent service，每一个耗时操作会以工作队列的方式在intentservice的onHandleIntent回调中执行，并且是依次执行。
• 内部封装了Handler Thread 和Handler实现的。
  **生命周期：**onCreate(只执行一次)—onStartCommand—onStart–onHandleIntent–onDestory

优势与作用：

• 内部有一个继承于Thread的HandleThread线程，绑定了一个Looper，支持串行执行消息队列中的消息。
• IntentService比一般线程优先级高，适用于处理优先级较高的耗时操作。也因为具有较高的优先级，不容易被杀死，可靠性强。
• 省去了在service里开启线程的麻烦，也不用手动关闭服务。

使用场景：

• 一项任务需要几个子任务进行，几个子任务按顺序进行才算完成。如在后台默默进行耗时的上传和下载操作。

源码分析

当调用IntentService时，会回调到onCreate方法中，在该方法中创建了一个HandleThread，并启动这个线程，也创建了一个servicehandler。

HandleThread，继承于Thread类，是一个线程，当线程处于执行状态时，创建了一个looper，并调用loop方法开始无限消息轮询过程。

public class HandlerThread extends Thread {
    int mPriority;
    int mTid = -1;
    Looper mLooper;
    private @Nullable Handler mHandler;

    public HandlerThread(String name) {
        super(name);
        mPriority = Process.THREAD_PRIORITY_DEFAULT;
    }
   //....省略部分代码....
    /**
     * Call back method that can be explicitly overridden if needed to execute some
     * setup before Looper loops.
     */
    protected void onLooperPrepared() {
    }

//核心代码
    @Override
    public void run() {
        mTid = Process.myTid();
        //创建looper
        Looper.prepare();
        synchronized (this) {
            mLooper = Looper.myLooper();
            notifyAll();
        }
        Process.setThreadPriority(mPriority);
        onLooperPrepared();
        //开始无限循环消息
        Looper.loop();
        mTid = -1;
    }
    //....省略部分代码....
}

创建了一个servicehandler处理消息

  private final class ServiceHandler extends Handler {
        public ServiceHandler(Looper looper) {
            super(looper);
        }

        @Override
        public void handleMessage(Message msg) {
        	//调用onHandleIntent
            onHandleIntent((Intent)msg.obj);
            //并停止服务---因此不用手动停止服务
            stopSelf(msg.arg1);
        }
    }

接着调用onStartCommand 喝onStart,在自定义的intentservice中不用重写这两个方法。

 @Override
    public int onStartCommand(@Nullable Intent intent, int flags, int startId) {
        onStart(intent, startId);
        return mRedelivery ? START_REDELIVER_INTENT : START_NOT_STICKY;
    }
    //获取到intent，调用handler的发送消息
     @Override
    public void onStart(@Nullable Intent intent, int startId) {
        Message msg = mServiceHandler.obtainMessage();
        msg.arg1 = startId;
        msg.obj = intent;
        mServiceHandler.sendMessage(msg);
    }

发送消息之后，loop轮询到消息并分发给目标处理消息，调用onHandleIntent.是一个抽象方法，必须重写处理耗时任务。

问题

• 启动intent service不需要创建新的线程？

  在onCreate方法里创建 了HandlerThread,这是一个继承自Thread的类，在onCreate中也获取了Looper进行工作。本来有一个线程，无需创建线程。

• 为什么不建议通过 bindService() 启动 IntentService？

  intent service源码中的onBind方法默认返回null，不会回调到onHanldeIntent方法中，没有使用到intent service的优点，与普通service无区别。

• 为什么多次启动 IntentService 会顺序执行事件，停止服务后，后续的事件得不到执行？

  内部使用的是handler机制，多次启动intent service不会重新创建新的线程和服务，而是把消息加到消息队列里，消息队列是一个单链表，消息入列时的操作是根据时间入列，所以会按顺序执行。停止服务后，会将消息队列的消息清空，因此后续的事件得不到执行。

• 如何实现让IntentService任务可以并行执行？

  创建多个intent service。

demo地址祥见:github:https://github.com/MarinaTsang/sqliteAndContentprovider/tree/master/sevicetest