Android 7.0 中 Service bind 流程详解
原创Android 7.0 中 Service bind 流程详解
原创
我们知道，Android启动Service有两种方式，startService和bindService。
对于通过startService启动的Service，只能作为接收方，启动方可以通过onStartCommand来传递参数。这种启动方式其可以有多个启动者，不过在销毁的时候，一旦有任意一个启动调用了stopService或者自身stopSelf后，该Service就会停止，而启动者的生命周期无法影响到该Service。
对于通过bindService启动的Service，其和启动方有个“绑定”的过程，启动方可以通过Service的binder引用来调用Service的方法。不过这种方式Service的生命周期会关联着启动方的，启动方生命周期结束后，会默认unbindService来结束。
startService很多过程在bindService中都会得到体现，所以本文只介绍bindService的流程。
先看看bindService的调用过程
bindService
bindServiceCommon
这一步中首先会把ServiceConnection转成Binder对象
IServiceConnection sd = mPackageInfo.getServiceDispatcher(conn, getOuterContext(), handler, flags);这一步是在LoadApk中完成的
public final IServiceConnection getServiceDispatcher(ServiceConnection c,
Context context, Handler handler, int flags) {
synchronized (mServices) {
LoadedApk.ServiceDispatcher sd = null;
ArrayMap<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 ArrayMap<ServiceConnection, LoadedApk.ServiceDispatcher>();
mServices.put(context, map);
}
map.put(c, sd);
} else {
sd.validate(context, handler);
}
return sd.getIServiceConnection();
}
}可以看到，LoadApk会为每个context保存一个key为ServiceConnection、value为ServiceDispatcher的map，这样尽量做到了ServiceConnection对应的Binder对象的复用。如果没有可复用，则把ActivityThread的主Handler和ServiceConnection对应起来，这样在复用的时候，ServiceDispatcher会调用validate方法检查handler为当前主线程handler，保证不错乱。另外，ServiceConnection作为回调接口，其在IPC中实质是以ServiceDispatcher的内部类InnerConnection作为载体来代替的。
接下来，就交给ActivityManagerService处理了
int res = ActivityManagerNative.getDefault().bindService(
mMainThread.getApplicationThread(), getActivityToken(), service,
service.resolveTypeIfNeeded(getContentResolver()),
sd, flags, getOpPackageName(), user.getIdentifier());ActiveService.bindServiceLocked
ServiceLookupResult res =
retrieveServiceLocked(service, resolvedType, callingPackage, Binder.getCallingPid(),
Binder.getCallingUid(), userId, true, callerFg, isBindExternal);
if (res == null) {
return 0;
}
if (res.record == null) {
return -1;
}这步顾名思义，是获取根据intent、binder等数据获取Service的信息，其中ServiceLookupResult包含了ServiceRecord和权限信息。进入函数我们可以看到如下：
ServiceRecord r = null;
ServiceMap smap = getServiceMap(userId);
final ComponentName comp = service.getComponent();
if (comp != null) {
r = smap.mServicesByName.get(comp);
}
if (r == null && !isBindExternal) {
Intent.FilterComparison filter = new Intent.FilterComparison(service);
r = smap.mServicesByIntent.get(filter);
}
if (r != null && (r.serviceInfo.flags & ServiceInfo.FLAG_EXTERNAL_SERVICE) != 0
&& !callingPackage.equals(r.packageName)) {
r = null;
}这一步可以看到，再取ServiceRecord的时候，会先去尝试用缓存，如果设置了FLAG_EXTERNAL_SERVICE且是外部Service调用，则禁止复用。如果无法复用，则创建新的ServiceRecord并赋值。
回到bindServiceLocked中，往下走
AppBindRecord b = s.retrieveAppBindingLocked(service, callerApp);首先，ServiceRecord会根据自己的成员函数retrieveAppBindingLocked方法来获取一个AppBindRecord。再此后面会用到一些数据结构：AppBindRecord、ServiceRecord、IntentBindRecord、ProcessRecord、ConnectionRecord。他们之间的关系需要理清楚一下：
ServiceRecord：保存了Service的信息
ProcessRecord：进程的信息
ConnectionRecord：进程和Service建立起的本次通信，记一次ConnectionRecord
AppBindRecord：当某个进程需要用某个Intent启动Service的时候，这时候应用程序和Service的关系由AppBindRecord来维持。所以里面包含：谁启动（ProcessRecord）、启动的是哪个（ServiceRecord）、用什么来启动（IntentBindRecord）、所有启动记录的信息（ArraySet<ConnectionRecord>）
IntentBindRecord：如在AppBindRecord所说，用什么来启动Service（Intent），里面携带了ServiceRecord、及所有用此Intent启动Service的ArrayMap<ProcessRecord, AppBindRecord>
举个很不恰当的比喻：我想在一张纸上盖一个“汪毅雄”的章。
ProcessRecord：我（行为发起者）
ServiceRecord：“汪毅雄”的章印（行为目标）
IntentBindRecord：制作刻了“汪毅雄”三个字、并且能记录盖章过程的一个智能章。（工具，有权限的人都能用。也可以有很多个不同的，只要能盖出“汪毅雄”这几个字就可以）
AppBindRecord：“我要盖章”这个过程一系列下来的所有记录。
ConnectionRecord：手摁章印的过程。
public AppBindRecord retrieveAppBindingLocked(Intent intent,
ProcessRecord app) {
Intent.FilterComparison filter = new Intent.FilterComparison(intent);
IntentBindRecord i = bindings.get(filter);
if (i == null) {
i = new IntentBindRecord(this, filter);
bindings.put(filter, i);
}
AppBindRecord a = i.apps.get(app);
if (a != null) {
return a;
}
a = new AppBindRecord(this, i, app);
i.apps.put(app, a);
return a;
}有上面对数据结构的认识，我们可以看到，要取一个AppbindRecord。
a、我们先用Intent去获取filter。
b、ServiceRecord里有一个成员Map bindings保存所有可以启动该Service的IntentBindRecord，获得filter后，利用它去bindings中尝试复用IntentBindRecord。
c、拿到IntentBindRecord后，再用ProcessRecord去检查IntentBindRecord，看看其里面有没有和ProcessRecord相同进程的且也是启动该Service的AppbindRecord，有的话当然不用再建一个AppBindRecord，直接复用返回。
继续往下
AppBindRecord b = s.retrieveAppBindingLocked(service, callerApp);
ConnectionRecord c = new ConnectionRecord(b, activity,
connection, flags, clientLabel, clientIntent);
IBinder binder = connection.asBinder();
ArrayList<ConnectionRecord> clist = s.connections.get(binder);
if (clist == null) {
clist = new ArrayList<ConnectionRecord>();
s.connections.put(binder, clist);
}
clist.add(c);
b.connections.add(c);
if (activity != null) {
if (activity.connections == null) {
activity.connections = new HashSet<ConnectionRecord>();
}
activity.connections.add(c);
}获得AppBindRecord后，再利用传递过来的信息（包括IServiceConnection这个回调接口）创建一个ConnectionRecord，并且把ConnectionRecord分别保存到AppBindRecord、ServiceRecord、ActivityRecord中。
继续往下
if ((flags&Context.BIND_AUTO_CREATE) != 0) {
s.lastActivity = SystemClock.uptimeMillis();
if (bringUpServiceLocked(s, service.getFlags(), callerFg, false,
permissionsReviewRequired) != null) {
return 0;
}
}如果flag不为BIND_AUTO_CREATE，或者bringUpServiceLocked成功（return null）后，则可以继续后续的操作，如：Service已存在的时候BIND_TREAT_LIKE_ACTIVITY可以降低Service被杀的概率、重新回调connected、rebind等，本文不做讨论。继续bringUpServiceLocked
app = mAm.getProcessRecordLocked(procName, r.appInfo.uid, false);
if (app != null && app.thread != null) {
try {
app.addPackage(r.appInfo.packageName, r.appInfo.versionCode, mAm.mProcessStats);
realStartServiceLocked(r, app, execInFg);
return null;
} catch (TransactionTooLargeException e) {
throw e;
} catch (RemoteException e) {
}
} 在realStartServiceLocked之前，和Activity启动一样，我们先需要判断Service的进程是否存在，如果不存在，需要孵化新的进程，然后再继续Service的启动。这块在Activity启动过程中已经详述，这里就不重复说了，详见《Android 7.0中Launcher启动Activity过程》
当进程存在的时候，我们直接realStartServiceLocked
mAm.notifyPackageUse(r.serviceInfo.packageName,
PackageManager.NOTIFY_PACKAGE_USE_SERVICE);
app.forceProcessStateUpTo(ActivityManager.PROCESS_STATE_SERVICE);
app.thread.scheduleCreateService(r, r.serviceInfo,
mAm.compatibilityInfoForPackageLocked(r.serviceInfo.applicationInfo),
app.repProcState);
r.postNotification();
created = true;上面可以看到，这块利用binder通信去告诉进程去创建一个Service---scheduleCreateService，实际创建过程是在用户进程（ActivityThread）中。
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);
}ActivityThread会创建一个CreateServiceData，并把ServiceInfo等信息填入，交给main Handler处理，最终会到handleCreateService方法中。我们直接进入
private void handleCreateService(CreateServiceData data) {
LoadedApk packageInfo = getPackageInfoNoCheck(
data.info.applicationInfo, data.compatInfo);
Service service = null;
try {
java.lang.ClassLoader cl = packageInfo.getClassLoader();
service = (Service) cl.loadClass(data.info.name).newInstance();
} catch (Exception e) {
...
}
try {
ContextImpl context = ContextImpl.createAppContext(this, packageInfo);
context.setOuterContext(service);
Application app = packageInfo.makeApplication(false, mInstrumentation);
service.attach(context, this, data.info.name, data.token, app,
ActivityManagerNative.getDefault());
service.onCreate();
mServices.put(data.token, service);
try {
ActivityManagerNative.getDefault().serviceDoneExecuting(
data.token, SERVICE_DONE_EXECUTING_ANON, 0, 0);
} catch (RemoteException e) {
throw e.rethrowFromSystemServer();
}
} catch (Exception e) {
...
}
}在这个方法中，首先获得Service的ClassLoader，用之load一个Service实例。然后再设置ContextImpl，然后初始化Service在进程中的信息和其binder对象，最后调用Service.onCreate方法，完成创建。然后通过binder告诉AMS service创建成功，也就是serviceDoneExecuting，可以看到告诉AMS的有个type的字段设为SERVICE_DONE_EXECUTING_ANON。
/** Type for IActivityManager.serviceDoneExecuting: anonymous operation */
public static final int SERVICE_DONE_EXECUTING_ANON = 0;
/** Type for IActivityManager.serviceDoneExecuting: done with an onStart call */
public static final int SERVICE_DONE_EXECUTING_START = 1;
/** Type for IActivityManager.serviceDoneExecuting: done stopping (destroying) service */
public static final int SERVICE_DONE_EXECUTING_STOP = 2;这块是Service生命周期给AMS的回调的类型，有3类。但是在Service onCreate完成后，AMS收到后没太做处理，所以这部分跳过。
刚才在realStartServiceLocked，AMS告诉进程创建Service，但是步骤并没有真正完成，我们回到刚才的方法
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);
//******************** 接这里 ************************//
} catch (DeadObjectException e) {
} finally {
...
}
requestServiceBindingsLocked(r, execInFg);
updateServiceClientActivitiesLocked(app, null, true);
}看到这里，在创建完成后，会调用requestServiceBindingsLocked方法执行bind操作
private final void requestServiceBindingsLocked(ServiceRecord r, boolean execInFg)
throws TransactionTooLargeException {
for (int i=r.bindings.size()-1; i>=0; i--) {
IntentBindRecord ibr = r.bindings.valueAt(i);
if (!requestServiceBindingLocked(r, ibr, execInFg, false)) {
break;
}
}
}AMS进程中，会对bindings中的每一个IntentBindRecord尝试bind其进程。
if ((!i.requested || rebind) && i.apps.size() > 0) {
try {
bumpServiceExecutingLocked(r, execInFg, "bind");
r.app.forceProcessStateUpTo(ActivityManager.PROCESS_STATE_SERVICE);
r.app.thread.scheduleBindService(r, i.intent.getIntent(), rebind,
r.app.repProcState);
if (!rebind) {
i.requested = true;
}
i.hasBound = true;
i.doRebind = false;
} catch (TransactionTooLargeException e) {
...
} catch (RemoteException e) {
...
}
}通过binder告诉ActivityThread，Service需要执行bind操作。然后在ActivityThread会调用到handleBindService方法。
private void handleBindService(BindServiceData data) {
Service s = mServices.get(data.token);
if (s != null) {
try {
data.intent.setExtrasClassLoader(s.getClassLoader());
try {
if (!data.rebind) {
IBinder binder = s.onBind(data.intent);
ActivityManagerNative.getDefault().publishService(
data.token, data.intent, binder);
} else {
s.onRebind(data.intent);
ActivityManagerNative.getDefault().serviceDoneExecuting(
data.token, SERVICE_DONE_EXECUTING_ANON, 0, 0);
}
ensureJitEnabled();
} catch (RemoteException ex) {
}
} catch (Exception e) {
}
}
}可以看到如果不是rebind，Service会执行Service.onBind（）方法，把IntentBindRecord中的Intent告诉给Service谁bind它了。然后再告诉AMS publishService。
void publishServiceLocked(ServiceRecord r, Intent intent, IBinder service) {
Intent.FilterComparison filter
= new Intent.FilterComparison(intent);
IntentBindRecord b = r.bindings.get(filter);
if (b != null && !b.received) {
b.binder = service;
b.requested = true;
b.received = true;
for (int conni = r.connections.size() - 1; conni >= 0; conni--) {
ArrayList<ConnectionRecord> clist = r.connections.valueAt(conni);
for (int i = 0; i < clist.size(); i++) {
ConnectionRecord c = clist.get(i);
...
try {
c.conn.connected(r.name, service);
} catch (Exception e) {
}
}
}
}
}在publishServiceLocked中，对所有ConnectionRecord，把bind结果回调给其IServiceConnection。而IService的Stub在LoadApk中
private static class InnerConnection extends IServiceConnection.Stub {
final WeakReference<LoadedApk.ServiceDispatcher> mDispatcher;
public void connected(ComponentName name, IBinder service) throws RemoteException {
LoadedApk.ServiceDispatcher sd = mDispatcher.get();
if (sd != null) {
sd.connected(name, service);
}
}
}之后会通过主handler post一个Connection Runnable
private final class RunConnection implements Runnable {
public void run() {
if (mCommand == 0) {
doConnected(mName, mService);
}
}
}最终真正执行到ServiceConnection中的onServiceConnected方法，完成最终绑定的过程
public void doConnected(ComponentName name, IBinder service) {
if (service != null) {
mConnection.onServiceConnected(name, service);
}
}整个Service的bind过程就完成了！
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