Android学习笔记：Android10.0.+版本下Service的工作过程（流程分析文档）

一、源代码版本

源代码版本：Source for Android 30 （Android10.0+(R)）

Service有两种工作状态，一种是启动状态，主要用于执行后台计算；另一种是绑定状态，主要用于和其他人组件和Service交互。需要注意的是，Service的这两种状态是可以共存的，即Service即可以处于启动状态又可以处于绑定状态。

二、Service的启动状态

首先，我们编写一个ServiceDemo，该工程下有一个Activity即MainActivity，和一个Service即MyService，还有一个布局文件activity_main.xml。

 

在MainActivity中，通过ContextWrapper#startService()方法可以启动一个Service，如下图所示。

我们进入ContextWrapper类的startService()方法，如下图所示，在startService()方法中，mBase的类型是Context的子类ContextImpl。从ContextWrapper类的实现可以看出，其大部分操作都是通过mBase来实现的，在设计模式中，这是一种桥接模式。

接下来，进入Context类的startService()方法，如下图所示。

可以看出在Context类中，定义了抽象的startService()方法，而mBase的类型是Context的子类ContextImpl，ContexImpl类继承了Context类并重写了startService()方法。

可以看出ContextImpl#startService()方法回调了ContextImpl#startServiceCommon()方法，进入startServiceCommon()方法，如下图所示。

startServiceCommon()方法通过ActivityManager.getService()这个对象来启动一个服务，这个对象我们在Activity的工作过程中也遇到过，其实质是AMS（ActivityManagerService）。我们通过ActivityManager.getService()方法跳转到AcitvityManager类，如下图所示。

可以看出，ActivityManager#getService()方法返回的是IActivityManagerSingleton对象的get()方法，该返回值是一个IBinder对象，跳转查看。

可以看到IActivityManagerSingleton对象的类型是IActivityManager，在IActivityManager类中，Singleton是一个单例的封装类，第一次调用它的get()方法时，它会通过create()方法来初始化IBinder对象，在后续的调用中则直接返回之前创建的对象，而通过create()方法，getService()获取了IActivityManager.Stub接口（AIDL接口）。综上所示，ActivityManager.getService()方法实际上调用到了ActivityManagerService类的startService()方法，来获取一个AMS实例，并将远程对象IBinder传递给该实例。

接下来，进入ActivityManagerService类中的startService()方法查看，如下图所示。

在ActivityManagerService#startService()方法中，通过mServices.startServiceLocked()方法来完成后续的启动过程，mService对象的类型是ActivityServices，如下图所示。（ActivityServices是一个辅助AMS进行Service管理的类，包括Service的启动、绑定和停止等。）

接下来，我们进入ActivityServices#startServiceLocked()方法（9个参数），然后回调到ActivityServices#startServiceLocled()方法（10个参数）

可以看到startServiceLocked()方法跳转到了ActivityServices#startServiceInnerLocked()对象，我们跳转查看。

可以看到在startServiceInnerLocked()方法中又调用到ActivityService#bringUpServiceLocked()方法，跳转查看。

在bringUpServiceLocked()方法中又调用了ActivityService#realStartServiceLocked()方法，如下图所示。

在realStartServiceLocked()方法中，首先通过app.thread的scheduleCreateService()方法来创建Service对象，然后再通过ActivityServices#sendServiceArgsLocked()方法来调用Service的其他方法。由于app.thread对象是IApplicationThread类型，调用它的scheduleCreateService()方法之后，我们进入ActivityThread类的scheduleCreateService()方法，如下图所示。

ActivityThread#scheduleCreateService()方法通过发送CREATE_SERVICE消息给Handler H，H接收到这个消息并通过ActivityThread的handleCreateService()方法来完成，如下图所示。

我们跳转到ActivityThread#handleCreateService()方法，如下图所示。

在handleCreateService()方法中，首先，创建ContextImpl对象来建立与activity的联系。其次，创建Application对象。然后，通过类加载器创建Service实例。最后，调用Service的onCreate()方法来启动Service。至此，进入Service类的onCreate()方法来启动Service。

三、Service的绑定状态

 

首先，我们编写一个ServiceDemo，该工程下有一个Activity即MainActivity，和一个Service即MyService，还有一个布局文件activity_main.xml。

在MainActivity中，通过ContextWrapper#bindService()方法可以绑定一个Service，如下图所示。

我们进入ContextWrapper类的bindService()方法，如下图所示，在bindService()方法中，mBase的类型是Context的子类ContextImpl。从ContextWrapper类的实现可以看出，其大部分操作都是通过mBase来实现的，在设计模式中，这是一种桥接模式。

接下来，进入Context类的bindService()方法，如下图所示。

可以看出在Context类中，定义了抽象的bindService()方法，而mBase的类型是Context的子类ContextImpl，ContexImpl类继承了Context类并重写了bindService()方法。

可以看出ContextImpl#bindService()方法回调了ContextImpl#bindServiceCommon()方法，进入bindServiceCommon()方法，如下图所示。

 

首先，ContextImpl#bindServiceCommon()方法将ServiceConnection对象转化为ServiceDispatcher对象，因为服务的绑定可能会跨进程，因此ServiceConnection对象必须借助于IBinder才能让远程服务回调自己的方法。我们跳转到LoadedApk#getServiceDispatcher()方法，该方法又回调LoadedApk类的getServiceDispatcherComon()方法，在getServiceDispatcherComon()方法中，mService是一个ArrayMap，它存储一个应用当前活动的ServiceConnection和ServiceDispatcher的映射关系，系统首先会查找是否存在相同的ServiceConnection，如果不存在就会重新创建一个ServiceDispatcher对象并将其存储在mServices中，其中映射关系的key是ServiceConnection，value是ServiceDispatcher，在ServiceDispatcher的内部又保存了ServiceConnection和ServiceDispatcher，如下图所示。

然后，ContextImpl#bindServiceCommon()方法通过ActivityManager.getService()这个对象来绑定一个服务，其实质是AMS（ActivityManagerService），我们通过ActivityManager.getService()方法跳转到AcitvityManager类，如下图所示。

可以看出，ActivityManager#getService()方法返回的是IActivityManagerSingleton对象的get()方法，该返回值是一个IBinder对象，跳转查看。

可以看到IActivityManagerSingleton对象的类型是IActivityManager，在IActivityManager类中，Singleton是一个单例的封装类，第一次调用它的get()方法时，它会通过create()方法来初始化IBinder对象，在后续的调用中则直接返回之前创建的对象，而通过create()方法，getService()获取了IActivityManager.Stub接口（AIDL接口）。综上所示，ActivityManager.getService()方法实际上调用到了ActivityManagerService类的bindIsolatedService()方法，来获取一个AMS实例，并将远程对象IBinder传递给该实例。

接下来，进入ActivityManagerService类中的bindIsolatedService()方法查看，如下图所示。

在ActivityManagerService#bindIsolatedService()方法中，通过mServices.bindServiceLocked()方法来完成后续的绑定过程，mService对象的类型是ActivityServices。（ActivityServices是一个辅助AMS进行Service管理的类，包括Service的启动、绑定和停止等。）接下来，我们进入ActivtityServices#bindServiceLocked()方法（共294行），如下图所示。

 

可以看到bindServiceLocked()方法跳转到了ActivityServices#bringUpServiceLocked()方法，以及ActivityServices#requestServiceBindingLocked()方法。

首先，我们跳转查看ActivityServices#bringUpServiceLocked()方法。

在bringUpServiceLocked()方法中又调用了ActivityServices#realStartServiceLocked()方法，如下图所示。

在realStartServiceLocked()方法中，首先通过app.thread的scheduleCreateService()方法来创建Service对象，然后再通过ActivityServices#sendServiceArgsLocked()方法来调用Service的其他方法。由于app.thread对象是IApplicationThread类型，调用它的scheduleCreateService()方法之后，我们进入ActivityThread类的scheduleCreateService()方法，如下图所示。

ActivityThread#scheduleCreateService()方法通过发送CREATE_SERVICE消息给Handler H，H接收到这个消息并通过ActivityThread的handleCreateService()方法来完成，如下图所示。

我们跳转到ActivityThread#handleCreateService()方法，如下图所示。

在handleCreateService()方法中，首先，创建ContextImpl对象来建立与activity的联系。其次，创建Application对象。然后，通过类加载器创建Service实例。最后，调用Service的onCreate()方法来启动Service。

然后，我们跳转查看ActivityServices#requestServiceBindingLocked()方法。

在requestServiceBindingLocked()方法中，调用了app.thread.scheduleBinderService，而app.thread实际上是IApplicationThread类型，调用它的scheduleBindService()方法后，我们进入了ActivityThread类，如下图所示。

ActivityThread#scheduleBindService()方法通过发送BIND_SERVICE消息给Handler H，H接收到这个消息并通过ActivityThread的handleBindService()方法来完成，如下图所示。

我们跳转到ActivityThread的handleBindService()方法中，如下图所示。

在handleBindService()方法中，如果当前Service未被绑定，则调用Service#onBind()方法来绑定Service。由于在Service中，当多次绑定同一个Service时，Service的onBind()方法只执行一次，除非Service被终止了，该部分功能通过调用AMS#publishService()方法来实现。如果Service的onBind()方法执行后，系统需要通知客户端已经成功连接Service了，该部分功能通过调用AMS#serviceDoneExecuting()方法来实现。