关于android:后台默默的劳动者探究服务

服务作为Android四大组件之一，是一种可在后盾执行长时间运行操作而不提供界面的利用组件。服务可由其余利用组件启动，而且即便用户切换到其余利用，服务仍将在后盾持续运行。须要留神的是服务并不会主动开启线程，所有的代码都是默认运行在主线程当中的，所以须要在服务的外部手动创立子线程，并在这里执行具体的工作，否则就有可能呈现主线程被阻塞住的状况。

<!– more –>

Android多线程编程

异步音讯机制

对于多线程编程其实和Java统一，无论是继承Thread还是实现Runnable接口都能够实现。在Android中须要把握的就是在子线程中更新UI，UI是由主线程来管制的，所以主线程又称为UI线程。

Only the original thread that created a view hierarchy can touch its views.

尽管不容许在子线程中更新UI，然而Android提供了一套异步音讯解决机制，完满解决了在子线程中操作UI的问题，那就是应用Handler。先来回顾一下应用Handler更新UI的用法：

public class MainActivity extends AppCompatActivity {
    private static final int UPDATE_UI = 1001;
    private TextView textView;

    private Handler handler = new Handler(Looper.getMainLooper()){
        @Override
        public void handleMessage(@NonNull Message msg) {
            if(msg.what == UPDATE_UI) textView.setText("Hello Thread!");
        }
    };

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        textView = findViewById(R.id.tv_main);
    }

    public void updateUI(View view) {
        // new Thread(()-> textView.setText("Hello Thread!")).start(); Error!
        new Thread(()->{
            Message message = new Message();
            message.what = UPDATE_UI;
            handler.sendMessage(message);
        }).start();
    }
}

应用这种机制就能够杰出地解决掉在子线程中更新UI的问题，上面就来剖析一下Android异步音讯解决机制到底的工作原理：Android中的异步音讯解决次要由4个局部组成：Message，Handler，MessageQueue和Looper。
1、Message：线程之间传递的音讯，它能够在外部携带大量的信息，用于在不同线程之间替换数据。
2、Handler：解决者，它次要是用于发送和解决音讯的。发送音讯个别是应用Handler的sendMessage()办法，而收回的音讯通过一系列地辗转解决后，最终会传递到Handler的handleMessage()办法中。
3、MessageQueue：音讯队列，它次要用于寄存所有通过Handler发送的音讯。这部分音讯会始终存在于音讯队列中，期待被解决。每个线程中只会有一个MessageQueue对象。

4、Looper是每个线程中的MessageQueue的管家，调用Looper的loop()办法后，就会进入到一个有限循环当中，而后每当发现 MessageQueue 中存在一条音讯，就会将它取出，并传递到Handler的handleMessage()办法中。每个线程中也只会有一个Looper对象。

异步音讯解决整个流程：首先须要在主线程当中创立一个Handler 对象，并重写handleMessage()办法。而后当子线程中须要进行UI操作时，就创立一个Message对象，并通过Handler将这条音讯发送进来。之后这条音讯会被增加到MessageQueue的队列中期待被解决，而Looper则会始终尝试从MessageQueue 中取出待处理音讯，最初散发回 Handler 的handleMessage()办法中。因为Handler是在主线程中创立的，所以此时handleMessage()办法中的代码也会在主线程中运行，于是咱们在这里就能够安心地进行UI操作了。整个异步音讯解决机制的流程如下图所示：

AsyncTask

不过为了更加不便咱们在子线程中对UI进行操作，Android还提供了另外一些好用的工具，比方AsyncTask。AsyncTask背地的实现原理也是基于异步音讯解决机制，只是Android帮咱们做了很好的封装而已。首先来看一下AsyncTask的根本用法，因为AsyncTask是一个抽象类，所以如果咱们想应用它，就必须要创立一个子类去继承它。在继承时咱们能够为AsyncTask类指定3个泛型参数，这3个参数的用处如下：

Params：在执行AsyncTask时须要传入的参数，可用于在后台任务中应用。
Progress：后台任务执行时，如果须要在界面上显示以后的进度，则应用这里指定的泛型作为进度单位。
Result：当工作执行结束后，如果须要对后果进行返回，则应用这里指定的泛型作为返回值类型。

public class MainActivity extends AppCompatActivity {
    private static final String TAG = "MainActivity";
    private final int REQUEST_EXTERNAL_STORAGE = 1;
    
    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
    }

    public void startDownload(View view) {
        verifyStoragePermissions(this);
        ProgressBar progressBar = findViewById(R.id.download_pb);
        TextView textView = findViewById(R.id.download_tv);
        new MyDownloadAsyncTask(progressBar, textView).execute("http://xxx.zip");
    }


    class MyDownloadAsyncTask extends AsyncTask<String, Integer, Boolean> {
        private ProgressBar progressBar;
        private TextView textView;

        public MyDownloadAsyncTask(ProgressBar progressBar, TextView textView) {
            this.progressBar = progressBar;
            this.textView = textView;
        }

        @Override
        protected Boolean doInBackground(String... strings) {
            String urlStr = strings[0];
            try {
                URL url = new URL(urlStr);
                HttpURLConnection conn = (HttpURLConnection) url.openConnection();
                InputStream inputStream = conn.getInputStream();
                // 获取文件总长度
                int length = conn.getContentLength();
                File downloadsDir = new File("...");
                File descFile = new File(downloadsDir, "xxx.zip");
                int downloadSize = 0;
                int offset;
                byte[] buffer = new byte[1024];
                FileOutputStream fileOutputStream = new FileOutputStream(descFile);
                while ((offset = inputStream.read(buffer)) != -1){
                    downloadSize += offset;
                    fileOutputStream.write(buffer, 0, offset);
                    
                    // 抛出工作执行的进度
                    publishProgress((downloadSize * 100 / length));
                }
                fileOutputStream.close();
                inputStream.close();
                Log.i(TAG, "download: descFile = " + descFile.getAbsolutePath());
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
                return false;
            }
            return true;
        }

        // 在主线程中执行后果解决
        @Override
        protected void onPostExecute(Boolean aBoolean) {
            super.onPostExecute(aBoolean);
            if(aBoolean){
                textView.setText("下载实现，文件位于..xx.zip");
            }else{
                textView.setText("下载失败");
            }
        }

        // 工作进度更新
        @Override
        protected void onProgressUpdate(Integer... values) {
            super.onProgressUpdate(values);
            // 收到新进度，执行解决
            textView.setText("已下载" + values[0] + "%");
            progressBar.setProgress(values[0]);
        }

        @Override
        protected void onPreExecute() {
            super.onPreExecute();
            textView.setText("未点击下载");
        }
    }
}

1、onPreExecute()：办法会在后台任务开始执行之前调用，用于进行一些界面上的初始化操作，比方显示一个进度条对话框等。

2、doInBackground()：办法中的所有代码都会在子线程中运行，咱们应该在这里去解决所有的耗时工作。工作一旦实现就能够通过return语句来将工作的执行后果返回，如果 AsyncTask的第三个泛型参数指定的是Void，就能够不返回工作执行后果。留神，在这个办法中是不能够进行UI操作的，如果须要更新UI元素，比如说反馈当前任务的执行进度，能够调用publishProgress()办法来实现。

3、onProgressUpdate()：当在后台任务中调用了publishProgress()办法后，onProgressUpdate()办法就会很快被调用，该办法中携带的参数就是在后台任务中传递过去的。在这个办法中能够对UI进行操作，利用参数中的数值就能够对界面元素进行相应的更新。

4、onPostExecute()：当后台任务执行结束并通过return语句进行返回时，这个办法就很快会被调用。返回的数据会作为参数传递到此办法中，能够利用返回的数据来进行一些UI操作，比如说揭示工作执行的后果，以及敞开掉进度条对话框等。

服务的根本用法

服务首先作为Android之一，天然也要在Manifest文件中申明，这是Android四大组件共有的特点。新建一个MyService类继承自Service，而后再清单文件中申明即可。

服务的创立与启动

MyService.java：

public class MyService extends Service {
    private static final String TAG = "MyService";

    public MyService() {
        
    }
    
    @Override
    public IBinder onBind(Intent intent) {
        Log.i(TAG, "onBind: ");
        // TODO: Return the communication channel to the service.
        throw new UnsupportedOperationException("Not yet implemented");
    }
}

AndroidManifest.xml：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<manifest xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    package="cn.tim.basic_service">
    <application
        android:allowBackup="true"
        android:icon="@mipmap/ic_launcher"
        android:label="@string/app_name"
        android:roundIcon="@mipmap/ic_launcher_round"
        android:supportsRtl="true"
        android:theme="@style/AppTheme">
        
        <service
            android:name=".MyService"
            android:enabled="true"
            android:exported="true" />

        <activity android:name=".MainActivity">
            <intent-filter>
                <action android:name="android.intent.action.MAIN" />
                <category android:name="android.intent.category.LAUNCHER" />
            </intent-filter>
        </activity>
    </application>

</manifest>

能够看到，MyService的服务标签中有两个属性，exported属性示意是否容许除了以后程序之外的其余程序拜访这个服务，enabled属性示意是否启用这个服务。而后在MainActivity.java中启动这个服务：

// 启动服务
startService(new Intent(this, MyService.class));

服务的进行(销毁)

如何进行服务呢？在MainActivity.java中进行这个服务：

Intent intent = new Intent(this, MyService.class);
// 启动服务
startService(intent);
// 进行服务
stopService(intent);

其实Service还能够重写其余办法：

public class MyService extends Service {
    private static final String TAG = "MyService";

    public MyService() {
    }

    // 创立
    @Override
    public void onCreate() {
        super.onCreate();
        Log.i(TAG, "onCreate: ");
    }

    // 启动
    @Override
    public int onStartCommand(Intent intent, int flags, int startId) {
        Log.i(TAG, "onStartCommand: ");
        return super.onStartCommand(intent, flags, startId);
    }

    // 绑定
    @Override
    public IBinder onBind(Intent intent) {
        Log.i(TAG, "onBind: ");
        // TODO: Return the communication channel to the service.
        throw new UnsupportedOperationException("Not yet implemented");
    }

    // 解绑
    @Override
    public void unbindService(ServiceConnection conn) {
        super.unbindService(conn);
        Log.i(TAG, "unbindService: ");
    }

    // 销毁
    @Override
    public void onDestroy() {
        super.onDestroy();
        Log.i(TAG, "onDestroy: ");
    }
}

其实onCreate()办法是在服务第一次创立的时候调用的，而 onStartCommand()办法则在每次启动服务的时候都会调用，因为方才咱们是第一次点击Start Service按钮，服务此时还未创立过，所以两个办法都会执行，之后如果再间断多点击几次 Start Service按钮，就只有onStartCommand()办法能够失去执行了：

服务绑定与解绑

在下面的例子中，尽管服务是在流动里启动的，但在启动了服务之后，流动与服务根本就没有什么关系了。这就相似于流动告诉了服务一下：你能够启动了！而后服务就去忙本人的事件了，但流动并不知道服务到底去做了什么事件，以及实现得如何。所以这就要借助服务绑定了。

比方在MyService里提供一个下载性能，而后在流动中能够决定何时开始下载，以及随时查看下载进度。实现这个性能的思路是创立一个专门的Binder对象来对下载性能进行治理，批改MyService.java：

public class MyService extends Service {
    private static final String TAG = "MyService";

    private DownloadBinder mBinder = new DownloadBinder();
    
    static class DownloadBinder extends Binder {
        public void startDownload() {
            // 模仿开始下载
            Log.i(TAG, "startDownload executed");
        }

        public int getProgress() {
            // 模仿返回下载进度
            Log.i(TAG, "getProgress executed");
            return 0;
        }
    }

    public MyService() {}

    // 创立
    @Override
    public void onCreate() {
        super.onCreate();
        Log.i(TAG, "onCreate: ");
    }

    // 启动
    @Override
    public int onStartCommand(Intent intent, int flags, int startId) {
        Log.i(TAG, "onStartCommand: ");
        return super.onStartCommand(intent, flags, startId);
    }

    // 绑定
    @Override
    public IBinder onBind(Intent intent) {
        Log.i(TAG, "onBind: ");
        return mBinder;
    }

    // 解绑
    @Override
    public void unbindService(ServiceConnection conn) {
        super.unbindService(conn);
        Log.i(TAG, "unbindService: ");
    }

    // 销毁
    @Override
    public void onDestroy() {
        super.onDestroy();
        Log.i(TAG, "onDestroy: ");
    }
}

MainActivity.java如下：

public class MainActivity extends AppCompatActivity {

    private MyService.DownloadBinder downloadBinder;

    ServiceConnection connection = new ServiceConnection() {
        @Override
        public void onServiceConnected(ComponentName name, IBinder service) {
            downloadBinder = (MyService.DownloadBinder) service;
            downloadBinder.startDownload();
            downloadBinder.getProgress();
        }

        @Override
        public void onServiceDisconnected(ComponentName name) {

        }
    };

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
    }

    public void aboutService(View view) {
        int id = view.getId();
        Intent intent = new Intent(this, MyService.class);
        switch (id){
            case R.id.start_btn:
                startService(intent);
                break;
            case R.id.stop_btn:
                stopService(intent);
                break;
            case R.id.bind_btn:
                // 这里传入BIND_AUTO_CREATE示意在流动和服务进行绑定后主动创立服务
                bindService(intent, connection, BIND_AUTO_CREATE);
                break;
            case R.id.unbind_btn:
                unbindService(connection);
                break;
        }
    }
}

这个ServiceConnection的匿名类外面重写了onServiceConnected()办法和 onServiceDisconnected()办法，这两个办法别离会在流动与服务胜利绑定以及解除绑定的时候调用。在 onServiceConnected()办法中，通过向下转型失去DownloadBinder的实例，有了这个实例，流动和服务之间的关系就变得十分严密了。当初咱们能够在流动中依据具体的场景来调用DownloadBinder中的任何public()办法，即实现了指挥服务干什么服务就去干什么的性能（尽管实现startDownload与getProgress实现很简略）。

须要留神的是，任何一个服务在整个应用程序范畴内都是通用的，即 MyService不仅能够和MainActivity绑定，还能够和任何一个其余的流动进行绑定，而且在绑定实现后它们都能够获取到雷同的DownloadBinder实例。

服务的生命周期

一旦调用了startServices()办法，对应的服务就会被启动且回调onStartCommand()，如果服务未被创立，则会调用onCreate()创立Service对象。服务被启动后会始终放弃运行状态，直到stopService()或者stopSelf()办法被调用。不论startService()被调用了多少次，然而只有Service对象存在，onCreate()办法就不会被执行，所以只须要调用一次stopService()或者stopSelf()办法就会进行对应的服务。

在通过bindService()来获取一个服务的长久连贯的时候，这时就会回调服务中的 onBind()办法。相似地，如果这个服务之前还没有创立过，oncreate()办法会先于onBind()办法执行。之后，调用方能够获取到onBind()办法里返回的IBinder对象的实例，这样就能自在地和服务进行通信了。只有调用方和服务之间的连贯没有断开，服务就会始终放弃运行状态。

那么即调用了startService()又调用了bindService()办法的，这种状况下该如何能力让服务销毁掉呢？依据Android零碎的机制，一个服务只有被启动或者被绑定了之后，就会始终处于运行状态，必须要让以上两种条件同时不满足，服务能力被销毁。所以，这种状况下要同时调用stopService()和 unbindService()办法，onDestroy()办法才会执行。

服务的更多技巧

下面讲述了服务最根本的用法，上面来看看对于服务的更高级的技巧。

应用前台服务

服务简直都是在后盾运行的，服务的零碎优先级还是比拟低的，当零碎呈现内存不足的状况时，就有可能会回收掉正在后盾运行的服务。如果你心愿服务能够始终放弃运行状态，而不会因为零碎内存不足的起因导致被回收，就能够应用前台服务。比方QQ电话的悬浮窗口，或者是某些天气利用须要在状态栏显示天气。

public class FrontService extends Service {
    String mChannelId = "1001";

    public FrontService() {
    }

    @Override
    public IBinder onBind(Intent intent) {
        // TODO: Return the communication channel to the service.
        throw new UnsupportedOperationException("Not yet implemented");
    }

    @Override
    public void onCreate() {
        super.onCreate();
        Intent intent = new Intent(this, MainActivity.class);
        PendingIntent pi = PendingIntent.getActivity(this, 0, intent, 0);
        Notification notification = new NotificationCompat.Builder(this, mChannelId)
                .setContentTitle("This is content title.")
                .setContentText("This is content text.")
                .setWhen(System.currentTimeMillis())
                .setSmallIcon(R.mipmap.ic_launcher)
                .setLargeIcon(BitmapFactory.decodeResource(getResources(),
                        R.mipmap.ic_launcher))
                .setContentIntent(pi)
                .build();
        startForeground(1, notification);
    }
}

应用IntentService

服务中的代码都是默认运行在主线程当中的，如果间接在服务里去解决一些耗时的逻辑，就很容易呈现ANR的状况。所以须要用到多线程编程，遇到耗时操作能够在服务的每个具体的办法里开启一个子线程，而后在这里去解决那些耗时的逻辑。就能够写成如下模式：

public class OtherService extends Service {
    public OtherService() {}

    @Override
    public int onStartCommand(Intent intent, int flags, int startId) {
        new Thread(()->{
            // TODO 执行耗时操作
        }).start();
        return super.onStartCommand(intent, flags, startId);
    }
    ...
}

然而，这种服务一旦启动之后，就会始终处于运行状态，必须调用stopService()或者stopSelf()办法能力让服务停止下来。所以，如果想要实现让一个服务在执行结束后主动进行的性能，就能够这样写：

public class OtherService extends Service {
    public OtherService() {}

    @Override
    public int onStartCommand(Intent intent, int flags, int startId) {
        new Thread(()->{
            // TODO 执行耗时操作
            stopSelf();
        }).start();
        return super.onStartCommand(intent, flags, startId);
    }
    ...
}

尽管这种写法并不简单，然而总会有一些程序员遗记开启线程，或者遗记调用stopSelf()办法。为了能够简略地创立一个异步的、会主动进行的服务，Android 专门提供了一个IntentService类，这个类就很好地解决了后面所提到的两种难堪，上面咱们就来看一下它的用法：

MyIntentService.java

public class MyIntentService extends IntentService {
    private static final String TAG = "MyIntentService";
    private int count = 0;
    public MyIntentService() {
        super("MyIntentService");
    }

    @Override
    protected void onHandleIntent(Intent intent) {
        count++;
        Log.i(TAG, "onHandleIntent: count = " + count);
    }
}

MainActivity.java：

for (int i = 0; i < 10; i++) {
    Intent intent = new Intent(MainActivity.this, MyIntentService.class);
    startService(intent);
}

参考资料：《第一行代码》

原文地址：《后盾默默的劳动者，探索服务》

关于android:后台默默的劳动者探究服务

Android多线程编程

异步音讯机制

AsyncTask

服务的根本用法

服务的创立与启动

服务的进行(销毁)

服务绑定与解绑

服务的生命周期

服务的更多技巧

应用前台服务

应用IntentService

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