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一个需要进行 Binder 通信的 Client 一般通过 bindService() 来启动 Service。
bindService(it, mServiceConnection, Service.BIND_AUTO_CREATE);binderService() 的实现在 ContextWrapper 中，
frameworks/base/core/java/android/app/ContextImpl.java
@Override
public boolean bindService(Intent service, ServiceConnection conn,
int flags) {
// 如果是系统进程，发出警告
warnIfCallingFromSystemProcess();
return bindServiceCommon(service, conn, flags, Process.myUserHandle());
}
......
private boolean bindServiceCommon(Intent service, ServiceConnection conn, int flags,
UserHandle user) {
IServiceConnection sd;
......
if (mPackageInfo != null) {
// 获取 IServiceConnection 对象
sd = mPackageInfo.getServiceDispatcher(conn, getOuterContext(),
mMainThread.getHandler(), flags);
} else {throw new RuntimeException("Not supported in system context");
}
// 验证 service 有效性
validateServiceIntent(service);
try {
......
// 准备离开应用程序
service.prepareToLeaveProcess();
// 调用 ActivityManagerProxy 的 bindService()
int res = ActivityManagerNative.getDefault().bindService(mMainThread.getApplicationThread(), getActivityToken(),
service, service.resolveTypeIfNeeded(getContentResolver()),
sd, flags, user.getIdentifier());
......
}
}其中，getServiceDispatcher() 返回一个 IServiceConnection 对象，它为一个 Binder 实体，将负责与 ServiceConnection 通信。
frameworks/base/core/java/android/app/LoadedApk.java
public final IServiceConnection getServiceDispatcher(ServiceConnection c,
Context context, Handler handler, int flags) {synchronized (mServices) {
LoadedApk.ServiceDispatcher sd = null;
// 获取 map，map 存储 ServiceConnection 与 ServiceDispatcher 的映射
ArrayMap<ServiceConnection, LoadedApk.ServiceDispatcher> map = mServices.get(context);
if (map != null) {sd = map.get(c);
}
// 如果 map 中没有 c 映射，新建一个插入到 mServices 和 map 中
if (sd == null) {sd = new ServiceDispatcher(c, context, handler, flags);
if (map == null) {map = new ArrayMap<ServiceConnection, LoadedApk.ServiceDispatcher>();
mServices.put(context, map);
}
map.put(c, sd);
} else {sd.validate(context, handler);
}
// 返回 mIServiceConnection，InnerConnection 对象
return sd.getIServiceConnection();}
}接着看 bindService。通过 ActivityManagerNative.getDefault() 获得了 ActivityManagerProxy, 它的 bindService() 就是发起一个 Binder 调用。调用的远端为 system_server 的 ActivityManagerService。
frameworks/base/services/core/java/com/android/server/am/ActivityManagerService.java
public int bindService(IApplicationThread caller, IBinder token,
Intent service, String resolvedType,
IServiceConnection connection, int flags, int userId) {enforceNotIsolatedCaller("bindService");
// Refuse possible leaked file descriptors
if (service != null && service.hasFileDescriptors() == true) {throw new IllegalArgumentException("File descriptors passed in Intent");
}
synchronized(this) {
return mServices.bindServiceLocked(caller, token, service, resolvedType,
connection, flags, userId);
}
}mServices 为 ActiveServices 的对象。
frameworks/base/services/core/java/com/android/server/am/ActiveServices.java
int bindServiceLocked(IApplicationThread caller, IBinder token,
Intent service, String resolvedType,
IServiceConnection connection, int flags, int userId) {
......
// 查找发起 bindSevice 应用在 AMS 中的记录
final ProcessRecord callerApp = mAm.getRecordForAppLocked(caller);
......
if (callerApp.info.uid == Process.SYSTEM_UID) {
// 当应用为 system 进程时
......
}
......
final boolean callerFg = callerApp.setSchedGroup != Process.THREAD_GROUP_BG_NONINTERACTIVE;
// 根据 Intent 查找相应的服务
ServiceLookupResult res =
retrieveServiceLocked(service, resolvedType,
Binder.getCallingPid(), Binder.getCallingUid(), userId, true, callerFg);
......
ServiceRecord s = res.record;
final long origId = Binder.clearCallingIdentity();
try {
// 取消服务的 restart 机制
if (unscheduleServiceRestartLocked(s, callerApp.info.uid, false)) {if (DEBUG_SERVICE) Slog.v(TAG, "BIND SERVICE WHILE RESTART PENDING:"
+ s);
}
if ((flags&Context.BIND_AUTO_CREATE) != 0) {
// 更新服务最后活跃时间
s.lastActivity = SystemClock.uptimeMillis();
if (!s.hasAutoCreateConnections()) {
// 如果是第一次连接，设置 bind
// This is the first binding, let the tracker know.
ProcessStats.ServiceState stracker = s.getTracker();
if (stracker != null) {stracker.setBound(true, mAm.mProcessStats.getMemFactorLocked(),
s.lastActivity);
}
}
}
mAm.startAssociationLocked(callerApp.uid, callerApp.processName,
s.appInfo.uid, s.name, s.processName);
// 创建 AppBindRecord，关联应用与服务
AppBindRecord b = s.retrieveAppBindingLocked(service, callerApp);
// 创建 ConnectionRecord，记录 bind 信息
ConnectionRecord c = new ConnectionRecord(b, activity,
connection, flags, clientLabel, clientIntent);
// 转换 interface 到 binder
IBinder binder = connection.asBinder();
ArrayList<ConnectionRecord> clist = s.connections.get(binder);
if (clist == null) {clist = new ArrayList<ConnectionRecord>();
s.connections.put(binder, clist);
}
// 将新的 Connection 加入到 ServiceRecord 和 AppBindRecord 中
clist.add(c);
b.connections.add(c);
if (activity != null) {
// 当由 activity 发起 bind 时，将 Connection 加入到 ActivityRecord
if (activity.connections == null) {activity.connections = new HashSet<ConnectionRecord>();
}
activity.connections.add(c);
}
// 将新的 Connection 加入到 AppBindRecord 的 client 中
b.client.connections.add(c);
if ((c.flags&Context.BIND_ABOVE_CLIENT) != 0) {b.client.hasAboveClient = true;}
if (s.app != null) {updateServiceClientActivitiesLocked(s.app, c, true);
}
// 将新的 Connection 加入到 service connections 映射表中
clist = mServiceConnections.get(binder);
if (clist == null) {clist = new ArrayList<ConnectionRecord>();
mServiceConnections.put(binder, clist);
}
clist.add(c);
if ((flags&Context.BIND_AUTO_CREATE) != 0) {
// 更新服务最后活跃时间，启动服务
s.lastActivity = SystemClock.uptimeMillis();
if (bringUpServiceLocked(s, service.getFlags(), callerFg, false) != null) {return 0;}
}
......
if (s.app != null && b.intent.received) {
// 如果 service 已经运行，声明已连接，回调到应用的 onServiceConnected
try {c.conn.connected(s.name, b.intent.binder);
......
}
// 如果第一个连接的应用重新 bind 时执行 onRebind
if (b.intent.apps.size() == 1 && b.intent.doRebind) {requestServiceBindingLocked(s, b.intent, callerFg, true);
}
} else if (!b.intent.requested) {
// 执行 onBind
requestServiceBindingLocked(s, b.intent, callerFg, false);
}
getServiceMap(s.userId).ensureNotStartingBackground(s);
} finally {Binder.restoreCallingIdentity(origId);
}
return 1;
} 上述的流程中有两个对 connection 的描述，需要区分一下。一个是传参进入的 IServiceConnection 对象，它实质上时一个 Binder，由 bindService 发起端创建。应用创建一个 ServiceConnection Binder，将代理传递到 system_server 中，这样 system_server 可以返回 conneted 和 disconnected 等状态。另一个 connect 是函数内部创建的 ConnectionRecord 对象。它描述了 bind service 的相关信息，并存储到 ServiceRecord 和 AppBindRecord 中。
Service 的启动通过 bringUpServiceLocked() 完成。
frameworks/base/services/core/java/com/android/server/am/ActiveServices.java
private final String bringUpServiceLocked(ServiceRecord r,
int intentFlags, boolean execInFg, boolean whileRestarting) {if (r.app != null && r.app.thread != null) {
// 如果 service 已经运行，直接执行 onStartCommand
sendServiceArgsLocked(r, execInFg, false);
return null;
}
......
// Service 启动过程中不能停止 package
try {AppGlobals.getPackageManager().setPackageStoppedState(r.packageName, false, r.userId);
......
}
final boolean isolated = (r.serviceInfo.flags&ServiceInfo.FLAG_ISOLATED_PROCESS) != 0;
final String procName = r.processName;
ProcessRecord app;
if (!isolated) {
// 如果服务进程已经启动，则启动服务
app = mAm.getProcessRecordLocked(procName, r.appInfo.uid, false);
if (app != null && app.thread != null) {
try {app.addPackage(r.appInfo.packageName, r.appInfo.versionCode, mAm.mProcessStats);
realStartServiceLocked(r, app, execInFg);
return null;
......
}
// 如果服务进程不存在，先创建进程，然后将服务加入队列，等待执行
if (app == null) {
if ((app=mAm.startProcessLocked(procName, r.appInfo, true, intentFlags,
"service", r.name, false, isolated, false)) == null) {......}
if (!mPendingServices.contains(r)) {mPendingServices.add(r);
}
......
return null;
}当服务进程不存在时，需要先创建服务进程，然后再启动进程。启动进程通过 AMS 的 startProcessLocked 来完成。startProcessLocked 中通过 Process.start() 创建新进程。新进程启动时会执行 ActivityThread 的 main 函数，里面会调用到 ActivityThread.attach。这个 attach 通过 binder 最终调用到 AMS 中的 attachApplication，再调用 ActiveServices 的 attachApplicationLocked，这里启动 pending 的 service。启动还是通过 realStartServiceLocked 完成的。
frameworks/base/services/core/java/com/android/server/am/ActiveServices.java
private final void realStartServiceLocked(ServiceRecord r,
ProcessRecord app, boolean execInFg) throws RemoteException {
......
r.app = app;
r.restartTime = r.lastActivity = SystemClock.uptimeMillis();
app.services.add(r);
bumpServiceExecutingLocked(r, execInFg, "create");
mAm.updateLruProcessLocked(app, false, null);
mAm.updateOomAdjLocked();
boolean created = false;
try {
......
mAm.ensurePackageDexOpt(r.serviceInfo.packageName);
app.forceProcessStateUpTo(ActivityManager.PROCESS_STATE_SERVICE);
// 启动 service
app.thread.scheduleCreateService(r, r.serviceInfo,
mAm.compatibilityInfoForPackageLocked(r.serviceInfo.applicationInfo),
app.repProcState);
r.postNotification();
created = true;
......
}
// 执行 service 的 onBind
requestServiceBindingsLocked(r, execInFg);
// 更新 client 状态
updateServiceClientActivitiesLocked(app, null, true);
......
// 执行 Service 的 onStartCommand 方法
sendServiceArgsLocked(r, execInFg, true);
......
}app.thread 为新建服务的 Binder 代理，运行 scheduleCreateService() 就远程调用到 ActivityThread 中。
frameworks/base/core/java/android/app/ActivityThread.java
private class ApplicationThread extends ApplicationThreadNative {
......
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;
// 发送消息 CREATE_SERVICE
sendMessage(H.CREATE_SERVICE, s);
}
......
}
........
private class H extends Handler {
......
public void handleMessage(Message msg) {
......
case CREATE_SERVICE:
Trace.traceBegin(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER, "serviceCreate");
// 在 handler 中处理消息
handleCreateService((CreateServiceData)msg.obj);
Trace.traceEnd(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER);
break;
......
}
......
private void handleCreateService(CreateServiceData data) {l
// 跳过 GC
unscheduleGcIdler();
LoadedApk packageInfo = getPackageInfoNoCheck(data.info.applicationInfo, data.compatInfo);
Service service = null;
try {
// 通过反射创建 service
java.lang.ClassLoader cl = packageInfo.getClassLoader();
service = (Service) cl.loadClass(data.info.name).newInstance();
......
}
try {
// 创建 context
ContextImpl context = ContextImpl.createAppContext(this, packageInfo);
context.setOuterContext(service);
// 创建 Application
Application app = packageInfo.makeApplication(false, mInstrumentation);
service.attach(context, this, data.info.name, data.token, app,
ActivityManagerNative.getDefault());
// 调用 service 的 onCreate 方法，正式启动 service
service.onCreate();
mServices.put(data.token, service);
try {ActivityManagerNative.getDefault().serviceDoneExecuting(data.token, SERVICE_DONE_EXECUTING_ANON, 0, 0);
} catch (RemoteException e) {// nothing to do.}
......
}
} 到这里，Service 就已经完成启动。之后 AMS 会进行 bindService，服务端执行 bind 时调用 publishService 来发布 service，表明 service 已经可以使用。Bind 过程最后会通过 bindService 最开始时传给 AMS 的 IServiceConnection 代理回调到应用进程，执行 onServiceConnected()。这个 Binder 回调也会将新建服务的 Binder 代理传回去，这样应用就可以使用这个代理与服务进行通信。细节就不再继续分析，通过下面的图简单描述一下整个流程。本文只是在最简单的角度来分析 bindService 过程，实际代码中许多的细节都没有描述。
上图重点描述各进程之间的关系，可以看到整个 Service 的 bind 过程涉及到多个不同的 Binder。
- IActivityManager：应用进程或服务进程与 AMS 通信时使用的 Binder 接口。AMS 启动后向 ServiceManager 注册，其他进程从 ServiceManager 中获取代理。
- IApplicationThread：服务进程启动后创建的 Binder 接口。回传给 AMS，并由 AMS 进行管理。
- IServiceConnection：应用进程创建发送给 AMS，当服务连接成功后通过该 Binder 回调到应用进程，同时将服务进程的 Binder 接口回传给应用。
本文仅讲解了通过 bindService 来启动服务，但 Android 中存在多种启动服务的方式，它们存在区别，使用场景也不同。
- startService: 仅仅启动 Service，通常为后台服务。服务启动后就与发起者无关。
- bindService：启动 Service 并绑定，用于发起者与服务进行交互。当发起者退出时，服务也跟随退出。
- 启动系统服务：创建一个进程，通过 ServiceManager.addService() 注册为系统服务，Client 通过 ServiceManager.getService() 来获取服务。这种方法在 native 和 java 都可以使用，但需要手动启动服务进程。
Service 的管理也是不同的，系统服务是由 ServiceManager 进行管理的，而 startService 和 bindService 启动的服务是由 AMS 来管理。
正文完
