Android Service 启动流程

在早些年学习Android的时候，对Service有过总结，但是主要是如何去使用，注意事项，startService和bindService的区别。

Android Service_public int onstartcommand(intent intent, int flags-CSDN博客

但是今天从源码来总结下framework层的启动流程大致是什么样的。

一、startService()

平时，在我们的activity里，我们通过startService去启动一个service服务。

1.context.startService

使用例子：

//testActivity@Overridepublic void onClick(View v) {Intent it=new Intent(this, SimpleService.class);switch (v.getId()){case R.id.startService:startService(it);break;case R.id.stopService:stopService(it);break;}

这儿，实际上是调用的context上下文去调用的这个方法，那我们去看下里面的代码

@Override
public ComponentName startService(Intent service) {warnIfCallingFromSystemProcess();return startServiceCommon(service, false, mUser);
}private ComponentName startServiceCommon(Intent service, boolean requireForeground,UserHandle user) {try {validateServiceIntent(service);service.prepareToLeaveProcess(this);ComponentName cn = ActivityManager.getService().startService(mMainThread.getApplicationThread(), service, service.resolveTypeIfNeeded(getContentResolver()), requireForeground,getOpPackageName(), user.getIdentifier());...return cn;} catch (RemoteException e) {throw e.rethrowFromSystemServer();}
}

2.ActivityManager.getService().startService()

可以看到：核心代码为ActivityManager.getService().startService()

在 Activity 中使用的 startService 方法是定义在 Context 的抽象类中，它的真正实现类是 ContextImpl，所以先进入 ContextImpl 类。先从startService开始，然后进入本类的startServiceCommon方法，并最终调用ActivityManagerNative.getDefault()对象的 startService 方法。ActivityManager.getService()获取到IActivityManager对象，并且是通过单利模式创建的。

public static IActivityManager getService() {return IActivityManagerSingleton.get();
}private static final Singleton<IActivityManager> IActivityManagerSingleton =new Singleton<IActivityManager>() {@Overrideprotected IActivityManager create() {final IBinder b = ServiceManager.getService(Context.ACTIVITY_SERVICE);final IActivityManager am = IActivityManager.Stub.asInterface(b);return am;}};

看下ActivityManager.getService()这个如果看过app启动流程就知道，这玩意儿在创建application和activity时也看到过。这儿用到了binder实现进程间通信，最后走到了AMS里面

看下ActivityManagerService中startService()代码

这里面走到了startServiceLocked()方法，其中mServices是ActiveServices。

ActiveServices这里面进行了以下步骤：

1.通过 retrieveServiceLocked 方法来解析 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。

2.调用 startServiceInnerLocked 方法。

在startServiceInnerLocked 方法中会调用 bringUpServiceLocked 方法。

3.bringUpServiceLocked方法中，当 Service 所在的进程存在时，将调用realStartServiceLocked 方法来启动 Service，否则的话调用 startProcessLocked 方法来启动新进程。

情况一：realStartServiceLocked()

这里面会调用 app.thread.scheduleCreateService(r, r.serviceInfo, mAm.compatibilityInfoForPackageLocked(r.serviceInfo.applicationInfo), app.repProcState);

这里会走到ApplicationThread去sendMessage，最后去创建service，执行onCreate方法，后面有详细说明。因为它运行的进程已存在，就直接去创建了，如果不存在，接着往下走

情况二：startProcessLocked() 

 4.startProcessLocked()是ActivityManagerSevice中的方法，

//在ActivityManagerService类中
private final void startProcessLocked(ProcessRecord app, String hostingType, String hostingNameStr, String abiOverride, String entryPoint, String[] entryPointArgs) {boolean isActivityProcess = (entryPoint == null);if (entryPoint == null) entryPoint = "android.app.ActivityThread";checkTime(startTime, "startProcess: asking zygote to start proc");//通过 processName，uid 等启动新进程Process.start(entryPoint, app.processName, uid, uid, gids, debugFlags, mountExternal, app.info.targetSdkVersion, app.info.seinfo, requiredAbi, instructionSet, app.info.dataDir, entryPointArgs);
}//在Process类中
public static final ProcessStartResult start(final String processClass,final String niceName,int uid, int gid, int[] gids,int debugFlags, int mountExternal,int targetSdkVersion,String seInfo,String abi,String instructionSet,String appDataDir,String invokeWith,String[] zygoteArgs) {return zygoteProcess.start(processClass, niceName, uid, gid, gids,debugFlags, mountExternal, targetSdkVersion, seInfo,abi, instructionSet, appDataDir, invokeWith, zygoteArgs);
}

从这儿，启动了一个新的进程，创建一个新的进程过后就会走到熟悉的ActivityThread类的main方法里面去

3.启动新进程去ActivityThread

熟悉的源码

public static void main(String[] args) {Trace.traceBegin(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER, "ActivityThreadMain");CloseGuard.setEnabled(false);// 初始化应用中需要使用的系统路径Environment.initForCurrentUser();Looper.prepareMainLooper();//创建ActivityThread 对象ActivityThread thread = new ActivityThread();thread.attach(false);Looper.loop();throw new RuntimeException("Main thread loop unexpectedly exited");
}

大致流程：

  • 1.绑定应用进程到ActivityManagerService
    • 在 Android 应用程序中，每一个进程对应一个 ActivityThread 实例，然后这里创建了 ActivityThread 对象并调用了其 attach 方法
  • 2.主线程Handler消息处理
    • 启动looper轮询器，所以在activity或者service创建handler对象时，不需要手动调用looper。原因就是在这里
    • 首先Looper.prepareMainLooper();是为主线程创建了Looper，然后thread.getHandler();是保存了主线程的Handler，最后Looper.loop();进入消息循环。

其余的不用看了，主要看thread.attach(false)

  • main()方法通过thread.attach(false)绑定应用进程。ActivityManagerNative通过getDefault()方法返回ActivityManagerService实例，ActivityManagerService通过attachApplication将ApplicationThread对象绑定到ActivityManagerService，而ApplicationThread作为Binder实现ActivityManagerService对应用进程的通信和控制。
  • 在ActivityManagerService内部，attachApplication实际是通过调用attachApplicationLocked实现的，这里采用了synchronized关键字保证同步。
//ActivityThread.java
private void attach(boolean system) {final IActivityManager mgr = ActivityManagerNative.getDefault();try {//这里调用了 ActivityManagerProxy.attachApplication 方法。mgr.attachApplication(mAppThread);} catch (RemoteException ex) {// Ignore}
}//ActivityManagerService.java 然后看看attachApplication方法
@Override
public final void attachApplication(IApplicationThread thread) {synchronized (this) {int callingPid = Binder.getCallingPid();final long origId = Binder.clearCallingIdentity();attachApplicationLocked(thread, callingPid);Binder.restoreCallingIdentity(origId);}
}

往里面走，里面的代码很多，这儿根据我看过的源码，分为三个方向

1.关于application，他会走到 thread.bindApplication去绑定application，执行后续操作（创建application，执行onCreate生命周期）

2.关于activity，他会走到mStackSupervisor.attachApplicationLocked(app)执行有关activity的操作（走到scheduleLaunchActivity）

上面两个步骤，具体可看我之前的博客 Android App启动流程和源码详解-CSDN博客

3.关于service，他会走到 didSomething |= mServices.attachApplicationLocked(app, processName);执行service的后续操作。

关键代码：

private final boolean attachApplicationLocked(IApplicationThread thread,int pid) {if (app.instr != null) {//app的thread.bindApplication(processName, appInfo, providers,app.instr.mClass,profilerInfo, app.instr.mArguments,app.instr.mWatcher,app.instr.mUiAutomationConnection, testMode,mBinderTransactionTrackingEnabled, enableTrackAllocation,isRestrictedBackupMode || !normalMode, app.persistent,new Configuration(getGlobalConfiguration()), app.compat,getCommonServicesLocked(app.isolated),mCoreSettingsObserver.getCoreSettingsLocked(),buildSerial);} else {thread.bindApplication(processName, appInfo, providers, null, profilerInfo,null, null, null, testMode,mBinderTransactionTrackingEnabled, enableTrackAllocation,isRestrictedBackupMode || !normalMode, app.persistent,new Configuration(getGlobalConfiguration()), app.compat,getCommonServicesLocked(app.isolated),mCoreSettingsObserver.getCoreSettingsLocked(),buildSerial);}// See if the top visible activity is waiting to run in this process...if (normalMode) {try {//activity的if (mStackSupervisor.attachApplicationLocked(app)) {didSomething = true;}} catch (Exception e) {Slog.wtf(TAG, "Exception thrown launching activities in " + app, e);badApp = true;}}// Find any services that should be running in this process...if (!badApp) {try {//sevice的didSomething |= mServices.attachApplicationLocked(app, processName);checkTime(startTime, "attachApplicationLocked: after mServices.attachApplicationLocked");} catch (Exception e) {Slog.wtf(TAG, "Exception thrown starting services in " + app, e);badApp = true;}}}

上面第三步，mServices.attachApplicationLocked看源码，会走到app.thread.scheduleCreateService(r, r.serviceInfo, mAm.compatibilityInfoForPackageLocked(r.serviceInfo.applicationInfo), app.repProcState);方法，哎，你看他又回去了，走到了ApplicationThread里去了，ApplicationThread是Activity的内部类（上面不创建进程也是调用的词方法），我们点进去看下源码：

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);
}

哎哟喂，殊途同归啊，和application和activity一样，最后都用到了用handler去处理消息。

来嘛，看下handler的handleMessage()方法

...
case CREATE_SERVICE:Trace.traceBegin(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER, ("serviceCreate: " + String.valueOf(msg.obj)));handleCreateService((CreateServiceData)msg.obj);Trace.traceEnd(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER);break;
...

继续往里走：handleCreateService((CreateServiceData)msg.obj);

1.通过类加载器 ClassLoader 来加载 Service 对象

2.创建一个 ContextImpl 对象，每个 Activity 和 Service 都有一个 Context 对象。

private void handleCreateService(CreateServiceData data) {Service service = null;try {//（1）通过类加载器来加载 Service 对象java.lang.ClassLoader cl = packageInfo.getClassLoader();service = (Service) cl.loadClass(data.info.name).newInstance();} catch (Exception e) {//......}//（2）这里创建 ContextImpl 对象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());//（3）这里调用 Service 的 onCreate 方法service.onCreate();mServices.put(data.token, service);
}

哎，这不就来了吗，最后执行了service的onCreate()生命周期。

二、bindService()

1.ContextImpl类中bindService()

具体使用：

TestActivity.java
private void test(){Intent intent = new Intent(this, XXXService.class);// bindService 的具体实现在 ContextImpl// BIND_AUTO_CREATE 参数具体使用的代码 ActivityServicesbindService(intent, conn, BIND_AUTO_CREATE);
}private ServiceConnection conn = new ServiceConnection() {  @Override  public void onServiceConnected(ComponentName name, IBinder service) {  // 绑定成功}  @Override  public void onServiceDisconnected(ComponentName name) { // 绑定结束 }
}

bindService源码：

@Override
public boolean bindService(Intent service, ServiceConnection conn,int flags) {// mMainThread.getHandler()，传入的 handle 是主线程的 Handlereturn bindServiceCommon(service, conn, flags, mMainThread.getHandler(),Process.myUserHandle());
}private boolean bindServiceCommon(Intent service, ServiceConnection conn, int flags, Handler handler, UserHandle user) {IServiceConnection sd;if (mPackageInfo != null) {// 1，将传入的 ServiceConnection 转化为 IServiceConnection 返回// mPackgeInfo 是 LoadedApksd = mPackageInfo.getServiceDispatcher(conn, getOuterContext(), handler, flags);}validateServiceIntent(service);try {IBinder token = getActivityToken();...// 2，Binder 调用 AMS 的 bindService 方法，下面具体分析int res = ActivityManagerNative.getDefault().bindService(mMainThread.getApplicationThread(), getActivityToken(), service,service.resolveTypeIfNeeded(getContentResolver()),sd, flags, getOpPackageName(), user.getIdentifier());return res != 0;} //...
}

getServiceDispatcher方法

public final IServiceConnection getServiceDispatcher(ServiceConnection c, Context context, Handler handler, int flags) {synchronized (mServices) {LoadedApk.ServiceDispatcher sd = null;// private final ArrayMap<Context,// ArrayMap<ServiceConnection, LoadedApk.ServiceDispatcher>> mServices// 根据当前的 Context 获取 ArrayMap<ServiceConnection,  LoadedApk.ServiceDispatcher>ArrayMap<ServiceConnection, LoadedApk.ServiceDispatcher> map = mServices.get(context);if (map != null) {// 如果存在，尝试根据当前的 ServiceConnection 获取 ServiceDispatchersd = map.get(c);}if (sd == null) {// 如果与 ServiceConnection 对应的 ServiceDispatcher 不存在，创建一个保存了当前 // ServiceConnection 的 ServiceDispatcher 对象，// 并将之前传入的主线的 Handle 保存，同时创建一个 InnerConnection 对象保存sd = new ServiceDispatcher(c, context, handler, flags);if (map == null) {map = new ArrayMap<ServiceConnection, LoadedApk.ServiceDispatcher>();mServices.put(context, map);}// 将该 ServiceConnection 与 ServiceDispatcher 关系保存map.put(c, sd);} else {// 如果最开始就获取到 ServiceDispatcher，比如多次 bindService，// 就会调用 ServiceDispatcher 的 validate 判断此次 bindService 是否合法// validate 的判断逻辑比较简单：// 1.判断当前的 context 是否和之前 bindService 的一样 // 2.判断当前 handler 是否是主线程的 handle// 以上两个条件都满足的情况下正常执行，反之抛出相应的异常sd.validate(context, handler);}return sd.getIServiceConnection();}
}

主要看ActivityManagerService.bindService()

2.ActivityManagerService.bindService()

public int bindService(IApplicationThread caller, IBinder token, Intent service, String resolvedType, IServiceConnection connection, int flags, String callingPackage, int userId) throws TransactionTooLargeException {//...synchronized(this) {// 调用 ActiveServices 的 bindServiceLocked 方法return mServices.bindServiceLocked(caller, token, service,resolvedType, connection, flags, callingPackage, userId);}
}

看到这里面调用了ActiveServices 的 bindServiceLocked，往里走：这里面代码长，但是主要调用是这样的：ActiveServices.bindServiceLocked() -> bringUpServiceLocked() -> realStartServiceLocked()

看realStartServiceLocked方法，刚才在我们startService的时候也调用了这个方法，但是因为它是bind的，所以有些许不同

private final void realStartServiceLocked(ServiceRecord r, ProcessRecord app, boolean execInFg) throws RemoteException {//...try {// 第一步，调用 ApplicationThread 的 scheduleCreateService 方法，// 之后会实例化 Service 并调用 Service 的 onCreate 方法，这里的过程跟上面 startService 中一样。// 不会调用 onStartCommandapp.thread.scheduleCreateService(r, r.serviceInfo, mAm.compatibilityInfoForPackageLocked(r.serviceInfo.applicationInfo),app.repProcState);} //...// 第二步，调用 requestServiceBindingLockedrequestServiceBindingLocked(r, execInFg);updateServiceClientActivitiesLocked(app, null, true);// 第三步// 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));}// StartItem 的 taskRemoved 如果是 false 的话，// 调用下面方法会调用 Service 的 onStartCommandsendServiceArgsLocked(r, execInFg, true);
}private final boolean requestServiceBindingLocked(ServiceRecord r, IntentBindRecord i, boolean execInFg, boolean rebind) throws TransactionTooLargeException {if ((!i.requested || rebind) && i.apps.size() > 0) {try {// 调用 ApplicationThread 的 scheduleBindService 方法r.app.thread.scheduleBindService(r, i.intent.getIntent(), rebind,r.app.repProcState);} }return true;
}

3.ApplicationThread.scheduleBindService()方法

来来来，看下ApplicationThread.scheduleBindService()方法

  • 调用 ApplicationThread 的 scheduleBindService，scheduleBindService 通过 mH 发送一个 H.BIND_SERVICE 消息，mH 收到该消息调用 handleBindService(BindServiceData data)。

 

 private void handleBindService(BindServiceData data) {Service s = mServices.get(data.token);if (DEBUG_SERVICE)Slog.v(TAG, "handleBindService s=" + s + " rebind=" + data.rebind);if (s != null) {try {data.intent.setExtrasClassLoader(s.getClassLoader());data.intent.prepareToEnterProcess();try {if (!data.rebind) {// 调用 Service 的 onBind，返回给客户端调用的 BinderIBinder binder = s.onBind(data.intent);// 调用 AMS 的 publishService，进而通知客户端连接成功ActivityManager.getService().publishService(data.token, data.intent, binder);} else {s.onRebind(data.intent);ActivityManager.getService().serviceDoneExecuting(data.token, SERVICE_DONE_EXECUTING_ANON, 0, 0);}ensureJitEnabled();} catch (RemoteException ex) {throw ex.rethrowFromSystemServer();}} catch (Exception e) {if (!mInstrumentation.onException(s, e)) {throw new RuntimeException("Unable to bind to service " + s+ " with " + data.intent + ": " + e.toString(), e);}}}}

 

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