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Android应用程序绑定服务(bindService)的过程源代码分析(1)

简介:
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       Android应用程序组件Service与Activity一样,既可以在新的进程中启动,也可以在应用程序进程内部启动;前面我们已经分析了在新的进程中启动Service的过程,本文将要介绍在应用程序内部绑定Service的过程,这是一种在应用程序进程内部启动Service的方法。

        在前面一篇文章Android进程间通信(IPC)机制Binder简要介绍和学习计划中,我们就曾经提到,在Android系统中,每一个应用程序都是由一些Activity和Service组成的,一般Service运行在独立的进程中,而Activity有可能运行在同一个进程中,也有可能运行在不同的进程中;在接下来的文章中,Android系统在新进程中启动自定义服务过程(startService)的原理分析一文介绍了在新的进程中启动Service的过程,Android应用程序启动过程源代码分析一文介绍了在新的进程中启动Activity的过程,而Android应用程序内部启动Activity过程(startActivity)的源代码分析一文则介绍了在应用程序进程内部启动Activity的过程;本文接过最后一棒,继续介绍在应用程序进程内部启动Service的过程,这种过程又可以称在应用程序进程内部绑定服务(bindService)的过程,这样,读者应该就可以对Android应用程序启动Activity和Service有一个充分的认识了。

        这里仍然是按照老规矩,通过具体的例子来分析Android应用程序绑定Service的过程,而所使用的例子便是前面我们在介绍Android系统广播机制的一篇文章Android系统中的广播(Broadcast)机制简要介绍和学习计划中所开发的应用程序Broadcast了。

        我们先简单回顾一下这个应用程序实例绑定Service的过程。在这个应用程序的MainActivity的onCreate函数中,会调用bindService来绑定一个计数器服务CounterService,这里绑定的意思其实就是在MainActivity内部获得CounterService的接口,所以,这个过程的第一步就是要把CounterService启动起来。当CounterService的onCreate函数被调用起来了,就说明CounterService已经启动起来了,接下来系统还要调用CounterService的onBind函数,跟CounterService要一个Binder对象,这个Binder对象是在CounterService内部自定义的CounterBinder类的一个实例,它继承于Binder类,里面实现一个getService函数,用来返回外部的CounterService接口。系统得到这个Binder对象之后,就会调用MainActivity在bindService函数里面传过来的ServiceConnection实例的onServiceConnected函数,并把这个Binder对象以参数的形式传到onServiceConnected函数里面,于是,MainActivity就可以调用这个Binder对象的getService函数来获得CounterService的接口了。

        这个过程比较复杂,但总体来说,思路还是比较清晰的,整个调用过程为MainActivity.bindService->CounterService.onCreate->CounterService.onBind->MainActivity.ServiceConnection.onServiceConnection->CounterService.CounterBinder.getService。下面,我们就先用一个序列图来总体描述这个服务绑定的过程,然后就具体分析每一个步骤。

 

       Step 1. ContextWrapper.bindService

        这个函数定义在frameworks/base/core/java/android/content/ContextWrapper.java文件中:


  1. public class ContextWrapper extends Context {   
  2.     Context mBase;   
  3.     ......   
  4.    
  5.     @Override   
  6.     public boolean bindService(Intent service, ServiceConnection conn,   
  7.             int flags) {   
  8.         return mBase.bindService(service, conn, flags);   
  9.     }   
  10.    
  11.     ......   
  12. }   

 

        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

        这个函数定义在frameworks/base/core/java/android/app/ContextImpl.java文件中:


  1. class ContextImpl extends Context {   
  2.     ......   
  3.    
  4.     @Override   
  5.     public boolean bindService(Intent service, ServiceConnection conn,   
  6.             int flags) {   
  7.         IServiceConnection sd;   
  8.         if (mPackageInfo != null) {   
  9.             sd = mPackageInfo.getServiceDispatcher(conn, getOuterContext(),   
  10.                 mMainThread.getHandler(), flags);   
  11.         } else {   
  12.             ......   
  13.         }   
  14.         try {   
  15.             int res = ActivityManagerNative.getDefault().bindService(   
  16.                 mMainThread.getApplicationThread(), getActivityToken(),   
  17.                 service, service.resolveTypeIfNeeded(getContentResolver()),   
  18.                 sd, flags);   
  19.             ......   
  20.             return res != 0;   
  21.         } catch (RemoteException e) {   
  22.             return false;   
  23.         }   
  24.     }   
  25.    
  26.     ......   
  27.    
  28. }   

 

        这里的mMainThread是一个ActivityThread实例,通过它的getHandler函数可以获得一个Handler对象,有了这个Handler对象后,就可以把消息分发到ActivityThread所在的线程消息队列中去了,后面我们将会看到这个用法,现在我们暂时不关注,只要知道这里从ActivityThread处获得了一个Handler并且保存在下面要介绍的ServiceDispatcher中去就可以了。

 

        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

        这个函数定义在frameworks/base/core/java/android/app/ActivityThread.java文件中:


  1. public final class ActivityThread {   
  2.     ......   
  3.    
  4.     final H mH = new H();   
  5.    
  6.     ......   
  7.    
  8.     private final class H extends Handler {   
  9.         ......   
  10.    
  11.         public void handleMessage(Message msg) {   
  12.             ......   
  13.         }   
  14.    
  15.         ......   
  16.     }   
  17.    
  18.     ......   
  19.    
  20.     final Handler getHandler() {   
  21.         return mH;   
  22.     }   
  23.    
  24.     ......   
  25. }   

 

        这里返回的Handler是在ActivityThread类内部从Handler类继承下来的一个H类实例变量。

 

        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

        这个函数定义在frameworks/base/core/java/android/app/LoadedApk.java文件中:


  1. final class LoadedApk {   
  2.     ......   
  3.    
  4.     public final IServiceConnection getServiceDispatcher(ServiceConnection c,   
  5.             Context context, Handler handler, int flags) {   
  6.         synchronized (mServices) {   
  7.             LoadedApk.ServiceDispatcher sd = null;   
  8.             HashMap<ServiceConnection, LoadedApk.ServiceDispatcher> map = mServices.get(context);   
  9.             if (map != null) {   
  10.                 sd = map.get(c);   
  11.             }   
  12.             if (sd == null) {   
  13.                 sd = new ServiceDispatcher(c, context, handler, flags);   
  14.                 if (map == null) {   
  15.                     map = new HashMap<ServiceConnection, LoadedApk.ServiceDispatcher>();   
  16.                     mServices.put(context, map);   
  17.                 }   
  18.                 map.put(c, sd);   
  19.             } else {   
  20.                 sd.validate(context, handler);   
  21.             }   
  22.             return sd.getIServiceConnection();   
  23.         }   
  24.     }   
  25.    
  26.     ......   
  27.    
  28.     static final class ServiceDispatcher {   
  29.         private final ServiceDispatcher.InnerConnection mIServiceConnection;   
  30.         private final ServiceConnection mConnection;   
  31.         private final Handler mActivityThread;   
  32.         ......   
  33.    
  34.         private static class InnerConnection extends IServiceConnection.Stub {   
  35.             final WeakReference<LoadedApk.ServiceDispatcher> mDispatcher;   
  36.             ......   
  37.    
  38.             InnerConnection(LoadedApk.ServiceDispatcher sd) {   
  39.                 mDispatcher = new WeakReference<LoadedApk.ServiceDispatcher>(sd);   
  40.             }   
  41.    
  42.             ......   
  43.         }   
  44.    
  45.         ......   
  46.    
  47.         ServiceDispatcher(ServiceConnection conn,   
  48.                 Context context, Handler activityThread, int flags) {   
  49.             mIServiceConnection = new InnerConnection(this);   
  50.             mConnection = conn;   
  51.             mActivityThread = activityThread;   
  52.             ......   
  53.         }   
  54.    
  55.         ......   
  56.    
  57.         IServiceConnection getIServiceConnection() {   
  58.             return mIServiceConnection;   
  59.         }   
  60.    
  61.         ......   
  62.     }   
  63.    
  64.     ......   
  65. }   

 

         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

       这个函数定义在frameworks/base/core/java/android/app/ActivityManagerNative.java文件中:


  1. class ActivityManagerProxy implements IActivityManager   
  2. {   
  3.     ......   
  4.    
  5.     public int bindService(IApplicationThread caller, IBinder token,   
  6.             Intent service, String resolvedType, IServiceConnection connection,   
  7.             int flags) throws RemoteException {   
  8.         Parcel data = Parcel.obtain();   
  9.         Parcel reply = Parcel.obtain();   
  10.         data.writeInterfaceToken(IActivityManager.descriptor);   
  11.         data.writeStrongBinder(caller != null ? caller.asBinder() : null);   
  12.         data.writeStrongBinder(token);   
  13.         service.writeToParcel(data, 0);   
  14.         data.writeString(resolvedType);   
  15.         data.writeStrongBinder(connection.asBinder());   
  16.         data.writeInt(flags);   
  17.         mRemote.transact(BIND_SERVICE_TRANSACTION, data, reply, 0);   
  18.         reply.readException();   
  19.         int res = reply.readInt();   
  20.         data.recycle();   
  21.         reply.recycle();   
  22.         return res;   
  23.     }   
  24.    
  25.     ......   
  26. }   

 

       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

         这个函数定义在frameworks/base/services/java/com/android/server/am/ActivityManagerService.java文件中:


  1. public final class ActivityManagerService extends ActivityManagerNative   
  2.         implements Watchdog.Monitor, BatteryStatsImpl.BatteryCallback {   
  3.     ......   
  4.    
  5.     public int bindService(IApplicationThread caller, IBinder token,   
  6.             Intent service, String resolvedType,   
  7.             IServiceConnection connection, int flags) {   
  8.         ......   
  9.    
  10.         synchronized(this) {   
  11.             ......   
  12.             final ProcessRecord callerApp = getRecordForAppLocked(caller);   
  13.             ......   
  14.    
  15.             ActivityRecord activity = null;   
  16.             if (token != null) {   
  17.                 int aindex = mMainStack.indexOfTokenLocked(token);   
  18.                 ......   
  19.                 activity = (ActivityRecord)mMainStack.mHistory.get(aindex);   
  20.             }   
  21.                
  22.             ......   
  23.    
  24.             ServiceLookupResult res =   
  25.                 retrieveServiceLocked(service, resolvedType,   
  26.                 Binder.getCallingPid(), Binder.getCallingUid());   
  27.                
  28.             ......   
  29.    
  30.             ServiceRecord s = res.record;   
  31.    
  32.             final long origId = Binder.clearCallingIdentity();   
  33.    
  34.             ......   
  35.    
  36.             AppBindRecord b = s.retrieveAppBindingLocked(service, callerApp);   
  37.             ConnectionRecord c = new ConnectionRecord(b, activity,   
  38.                 connection, flags, clientLabel, clientIntent);   
  39.    
  40.             IBinder binder = connection.asBinder();   
  41.             ArrayList<ConnectionRecord> clist = s.connections.get(binder);   
  42.    
  43.             if (clist == null) {   
  44.                 clist = new ArrayList<ConnectionRecord>();   
  45.                 s.connections.put(binder, clist);   
  46.             }   
  47.             clist.add(c);   
  48.             b.connections.add(c);   
  49.             if (activity != null) {   
  50.                 if (activity.connections == null) {   
  51.                     activity.connections = new HashSet<ConnectionRecord>();   
  52.                 }   
  53.                 activity.connections.add(c);   
  54.             }   
  55.             b.client.connections.add(c);   
  56.             clist = mServiceConnections.get(binder);   
  57.             if (clist == null) {   
  58.                 clist = new ArrayList<ConnectionRecord>();   
  59.                 mServiceConnections.put(binder, clist);   
  60.             }   
  61.            
  62.             clist.add(c);   
  63.    
  64.             if ((flags&Context.BIND_AUTO_CREATE) != 0) {   
  65.                 ......   
  66.                 if (!bringUpServiceLocked(s, service.getFlags(), false)) {   
  67.                     return 0;   
  68.                 }   
  69.             }   
  70.    
  71.             ......   
  72.         }   
  73.    
  74.         return 1;   
  75.     }              
  76.    
  77.     ......   
  78. }   

 

         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:


  1. Intent bindIntent = new Intent(MainActivity.this, CounterService.class);   
  2. bindService(bindIntent, serviceConnection, Context.BIND_AUTO_CREATE);   

 

        这里的参数service,就是上面的bindIntent了,它里面设置了CounterService类的信息(CounterService.class),因此,这里可以通过它来把CounterService的信息取出来,并且保存在ServiceRecord对象s中。

 

        接下来,就是把传进来的参数connection封装成一个ConnectionRecord对象。注意,这里的参数connection是一个Binder对象,它的类型是LoadedApk.ServiceDispatcher.InnerConnection,是在Step 4中创建的,后续ActivityManagerService就是要通过它来告诉MainActivity,CounterService已经启动起来了,因此,这里要把这个ConnectionRecord变量c保存下来,它保在在好几个地方,都是为了后面要用时方便地取回来的,这里就不仔细去研究了,只要知道ActivityManagerService要使用它时就可以方便地把它取出来就可以了,具体后面我们再分析。

        最后,传进来的参数flags的位Context.BIND_AUTO_CREATE为1(参见上面MainActivity.onCreate函数调用bindService函数时设置的参数),因此,这里会调用bringUpServiceLocked函数进一步处理。

 






本文转自 Luoshengyang 51CTO博客,原文链接:http://blog.51cto.com/shyluo/966409,如需转载请自行联系原作者

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