Android四大組件-Service

概念：

android 四大組件之一，提供在後臺運行的服務，屬於計算型組件。

特點：

在後臺運行，無用戶界面，生命週期長。

啓動方式

startservice：

不與Activity綁定，啓動之後會無限期的運行下去，除非遇到內存低情況被回收，需要調用stopService或stopSelf纔會停止。

**生命週期：**onCreate（只執行一次）-onStartCommand-服務運行-onDestory()
- onCreate 只調用一次，onStartCommand可以調用多次（調用的次數是startService的次數），其他方法只能調用一次。
- onStartCommand必須返回一個整數= 描述系統在殺死服務後如何繼續運行。
  - START_STICK：重建服務，調用onStartCommand,但不會傳入上次未發送完的intent，而是使用null intent (所以需要檢查)。除非還有啓動服務的intent未發送完會繼續發送。適用於媒體播放器，不需要執行命令但需要一直運行並隨時待命。
  - START_NOT_STICK:不會重建服務，除非還存在未發送的intent。但服務不再必需的時候，這個是避免重啓服務的最安全的方法。
  - START_REDELIVER_INTENT:重建服務，並且任何未傳入的intent的都會被依次送入。 適用於需要立即回覆工作的活躍服務，比如下載文件。
**操作：**創建一個Service繼承自service，在onStartCommand操作。在context中通過intent方式是啓動服務。
只能開啓或停止服務，無法操作服務。
調用者退出後，服務仍然存在。

bindservice

與Activity綁定，綁定之後在後臺運行，除非調用unBindService或綁定的Context被銷燬。

**生命週期：**onCreate(只執行一次)-onBind-onUnbind-onDestory ，如果先調用了startservice，已經onCreate，也不會再次調用。

**操作：**創建一個Binder繼承Binder，通過onBind返回Binder對象，在context中通過serviceConnection取到binder對象並調用bindner的方法，bindService中傳入ServiceConnection建立連接。

//在service中自定義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 中創建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) {

        }
    };
    //綁定服務
       bindService(new Intent(MainActivity.this,MyService.class),connection,BIND_AUTO_CREATE);

除了可以開啓或停止服務，還可以獲得Service對象，對Service進行操作。
調用者退出後Service隨着調用者退出而銷燬。

服務的銷燬方式：

如果是startservice啓動的調用stop service就可以銷燬，或者在內存極低的情況下，被回收銷燬。
如果是通過bindservice啓動的服務調用unbindservice 銷燬服務；但是同時startservice和bindservice需要unbindservice及再次調用stopservice纔會銷燬服務，即當service與activity綁定的情況下，service不再綁定且service處於靜止狀態時。另外當service的調用者推出時也會銷燬服務。

前臺服務：

如果需要service一直保持運行狀態（service保活），則可以考慮前臺service。效果類似於通知。在service的onStartCommand方法中修改.(需要添加FOREGROUND_SERVICE權限)

        //8.0 適配通知欄
        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("執行前臺服務的通知");
            service.setContentText("執行前臺服務的內容");
            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("執行前臺服務的通知");
            builder.setContentText("執行前臺服務的內容");
            builder.setSmallIcon(R.mipmap.ic_launcher);
            builder.setContentIntent(pendingIntent);
            notification = builder.getNotification();
        }
		//設置爲前臺服務：參數1:唯一的通知標識。參數二：通知
        startForeground(1,notification);

service與Thread的區別

兩者無聯繫。雖然都是在後臺執行一下耗時的操作，但是service是運行在主線程的，Thread是開啓的子線程運行。

遠程服務跨進程通信

遠程服務的創建

在註冊服務的地方添加屬性：

android:process=":remote"

遠程服務是運行在另一個進程。此時服務需要與Activity綁定的話需要使用AIDL。

同一個工程下使用：

創建一個AIDL文件，在此文件中定義方法，構建項目會自動生成一個接口文件。改文件是IBinder的子類。

在service文件獲取該子類，並在onBinder方法返回。（進程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（進程C）修改serviceconnection

private IMyAidlInterface iMyAidlInterface;  //是IBinder的子類 ,AIDL ,mainactivity 和myservice 是不同的進程，此時實現了跨進程通信
  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) {
  
      }
  };

因此實現了跨進程通信。

不同工程下使用：

把AIDL文件和Activity的內容移至另一個工程即可。使用隱式跳轉。在service中添加過濾器，在

Intent intent = new Intent(定義的action);
bindService(intent, connection, BIND_AUTO_CREATE);

Binder機制

概念：

Binder實現IBinder接口，Android 中實現跨進程通信的機制。

跨進程通信的原因：

爲了數據的獨立性和安全性，一個進程不能訪問另一個進程的數據，即Android的進程是相互獨立、隔離的。如果需要讀取另一個進程的數據就需要IPC機制。

IPC機制基本原理

進程的空間分爲用戶空間及系統空間，系統空間是全部進程公用的，用戶空間是每個進程私有的，當需要跨進程通信時，進程1通過系統調用，將需要傳遞的數據複製到系統空間，由系統空間喚醒進程2的接收線程，通過系統調用將數據發送到進程2的用戶空間（第二次複製），從而完成跨進程通信。

Binder機制優點：

傳統的跨進程（socket）通信缺點：1)複製兩次，費時間。 2)接收數據的緩存有接收方提供，但接收方不知道需要提供多大合適。

而Binder機制調用系統函數mmap()內存映射，只需要複製一次即可。

Binder機制原理

利用Binder驅動創建接收緩存區並實現地址映射關係：根據需映射的接收進程信息，實現內核緩存區和接收進程用戶空間地址同時映射到同1個共享接收緩存區中。

Binder機制模型步驟

向驅動申請SM，驅動同意後成爲SM，管理service。
Client與Server與SM的通信都是通過Binder驅動，他們不可以直接與SM交互。
- 註冊服務：
  - Server進程向Binder驅動發起註冊服務請求。
  - Binder驅動將註冊請求發送給service manager進程。
  - service manager進程添加該service進程，即註冊服務。
- 獲取服務：
  - client進程傳遞需要獲取的服務名稱，向Binder驅動發起獲取服務請求。
  - Binder驅動將請求轉發給SM。
  - SM查找到client需要的Server對應的服務信息。
  - 通過Binder驅動將上述信息返回給client進程。
- 使用服務：
  - Binder驅動爲實現跨進程做準備（調用系統mmap()函數）實現內存映射。
    - Binder驅動創建一塊接收緩存區
    - 實現地址映射關係：通過SM進程裏的server信息找到server進程，實現內核緩存區和 server進程用戶空間地址同時映射到同一接收緩存中。
  - client進程將參數數據發送到server進程：
    - client進程通過系統調用將數據發送到內核緩存區。（存在內存映射關係，相當於也發送到了server進程的用戶空間地址）
    - Binder驅動通知server進程進行解包。
  - server進程根據client進程要求調用目標方法：
    - 收到Binder驅動通知後，server進程從線程池中取出線程，進行數據解包和調用目標方法。
    - 將最終執行結果寫入到自己的共享內存中。
  - server進程將目標方法結果返回給client進程：
    - 由於存在內存映射關係，當server將結果寫入自己的內存中，Binder驅動通知client進程獲取返回結果（沒有起用新線程，之前發送數據的線程被掛起）
    - client進程通過系統調用從內核緩存區接收server進程返回的數據。

服務的保活方式

在onStartCommand方法中返回START_STICK，在服務被殺死的時候會重新啓動。
把service的優先級(1000)是最高優先級，也可以把服務改爲前臺服務，在系統內存不足時不會被回收。
使用AIDL跨進程機制雙進程保護。
使用JobService
使用自定義廣播，在應用退出時（發送廣播啓動服務）
使用系統廣播，比如開機的時候，點擊home鍵的時候啓動廣播。

IntentService

定義：

Intent Service是繼承自service並處理異步請求的服務。內部有一個工作線程處理耗時操作。
啓動Intent Service 執行完成後會自動停止，不需要調用stopself。
可以多次啓動Intent service，每一個耗時操作會以工作隊列的方式在intentservice的onHandleIntent回調中執行，並且是依次執行。
內部封裝了Handler Thread 和Handler實現的。
**生命週期：**onCreate(只執行一次)—onStartCommand—onStart–onHandleIntent–onDestory

優勢與作用：

內部有一個繼承於Thread的HandleThread線程，綁定了一個Looper，支持串行執行消息隊列中的消息。
IntentService比一般線程優先級高，適用於處理優先級較高的耗時操作。也因爲具有較高的優先級，不容易被殺死，可靠性強。
省去了在service裏開啓線程的麻煩，也不用手動關閉服務。

使用場景：

一項任務需要幾個子任務進行，幾個子任務按順序進行纔算完成。如在後臺默默進行耗時的上傳和下載操作。

源碼分析

當調用IntentService時，會回調到onCreate方法中，在該方法中創建了一個HandleThread，並啓動這個線程，也創建了一個servicehandler。

HandleThread，繼承於Thread類，是一個線程，當線程處於執行狀態時，創建了一個looper，並調用loop方法開始無限消息輪詢過程。

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;
    }
   //....省略部分代碼....
    /**
     * Call back method that can be explicitly overridden if needed to execute some
     * setup before Looper loops.
     */
    protected void onLooperPrepared() {
    }

//核心代碼
    @Override
    public void run() {
        mTid = Process.myTid();
        //創建looper
        Looper.prepare();
        synchronized (this) {
            mLooper = Looper.myLooper();
            notifyAll();
        }
        Process.setThreadPriority(mPriority);
        onLooperPrepared();
        //開始無限循環消息
        Looper.loop();
        mTid = -1;
    }
    //....省略部分代碼....
}

創建了一個servicehandler處理消息

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

        @Override
        public void handleMessage(Message msg) {
        	//調用onHandleIntent
            onHandleIntent((Intent)msg.obj);
            //並停止服務---因此不用手動停止服務
            stopSelf(msg.arg1);
        }
    }

接着調用onStartCommand 喝onStart,在自定義的intentservice中不用重寫這兩個方法。

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

發送消息之後，loop輪詢到消息並分發給目標處理消息，調用onHandleIntent.是一個抽象方法，必須重寫處理耗時任務。

問題

啓動intent service不需要創建新的線程？

在onCreate方法裏創建了HandlerThread,這是一個繼承自Thread的類，在onCreate中也獲取了Looper進行工作。本來有一個線程，無需創建線程。
爲什麼不建議通過 bindService() 啓動 IntentService？

intent service源碼中的onBind方法默認返回null，不會回調到onHanldeIntent方法中，沒有使用到intent service的優點，與普通service無區別。
爲什麼多次啓動 IntentService 會順序執行事件，停止服務後，後續的事件得不到執行？

內部使用的是handler機制，多次啓動intent service不會重新創建新的線程和服務，而是把消息加到消息隊列裏，消息隊列是一個單鏈表，消息入列時的操作是根據時間入列，所以會按順序執行。停止服務後，會將消息隊列的消息清空，因此後續的事件得不到執行。
如何實現讓IntentService任務可以並行執行？

創建多個intent service。

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

Android四大組件-Service

概念：

特點：

啓動方式

startservice：

bindservice

服務的銷燬方式：

前臺服務：

service與Thread的區別

遠程服務跨進程通信

遠程服務的創建

Binder機制

概念：

跨進程通信的原因：

IPC機制基本原理

Binder機制優點：

Binder機制原理

Binder機制模型步驟

服務的保活方式

IntentService

定義：

優勢與作用：

使用場景：

源碼分析

問題

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