Android系统在新进程中启动自定义服务过程（startService）的原理分析

2022-10-01 19:24:46

 

        在编写Android应用程序时，我们一般将一些计算型的逻辑放在一个独立的进程来处理，这样主进程仍然可以流畅地响应界面事件，提高用户体验。 Android系统为我们提供了一个Service类，我们可以实现一个以Service为基类的服务子类，在里面实现自己的计算型逻辑，然后在主进程通 过startService函数来启动这个服务。在本文中，将详细分析主进程是如何通过startService函数来在新进程中启动自定义服务的。

        在主进程调用startService函数时，会通过Binder进程间通信机制来通知ActivitManagerService来创建新进程，并且 启动指定的服务。在Android系统中，Binder进程间通信机制使用非常广泛，因此，希望读者在继续阅读下面的内容之前，对Android系统和 Binder进程间通信机制有一定的了解，具体可以参考前面Android进程间通信（IPC）机制Binder简要介绍和学习计划一文。

        关于startService的具体用法，可以参考前面Android系统匿名共享内存Ashmem（Anonymous Shared Memory）简要介绍和学习计划一文中用到的实例，它是Activity类的一个成员函数：

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  1. package shy.luo.ashmem;  
  2.   
  3. ......  
  4.   
  5. public class Client extends Activity implements OnClickListener {  
  6.     ......  
  7.     IMemoryService memoryService = null;  
  8.     ......  
  9.   
  10.     @Override  
  11.     public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {  
  12.         ......  
  13.   
  14.         IMemoryService ms = getMemoryService();  
  15.         if(ms == null) {          
  16.             startService(new Intent("shy.luo.ashmem.server"));  
  17.         } else {  
  18.             Log.i(LOG_TAG, "Memory Service has started.");  
  19.         }  
  20.   
  21.         ......  
  22.   
  23.         Log.i(LOG_TAG, "Client Activity Created.");  
  24.     }  
  25.   
  26.     ......  
  27. }  

        这里的“shy.luo.ashmem.server”是在程序配置文件AndroidManifest.xml配置的Service的名字，用来告诉Android系统它所要启动的服务的名字：

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  1. <manifest xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"  
  2.     package="shy.luo.ashmem"  
  3.     android:sharedUserId="android.uid.system"  
  4.     android:versionCode="1"  
  5.     android:versionName="1.0">  
  6.         <application android:icon="@drawable/icon" android:label="@string/app_name">  
  7.             ......  
  8.             <service   
  9.                 android:enabled="true"   
  10.                 android:name=".Server"  
  11.                 android:process=".Server" >  
  12.                     <intent-filter>  
  13.                         <action android:name="shy.luo.ashmem.server"/>  
  14.                         <category android:name="android.intent.category.DEFAULT"/>  
  15.                     </intent-filter>  
  16.             </service>  
  17.         </application>  
  18. </manifest>   

         这里，名字“shy.luo.ashmem.server”对应的服务类为shy.luo.ashmem.Server，下面语句：

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  1. startService(new Intent("shy.luo.ashmem.server"));  

         就表示要在一个新的进程中启动shy.luo.ashmem.Server这个服务类，它必须继承于Android平台提供的Service类：

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  1. package shy.luo.ashmem;  
  2.   
  3. ......  
  4.   
  5. public class Server extends Service {  
  6.       
  7.     ......  
  8.   
  9.     @Override  
  10.     public IBinder onBind(Intent intent) {  
  11.             return null;  
  12.     }  
  13.   
  14.     @Override  
  15.     public void onCreate() {  
  16.         ......  
  17.   
  18.     }  
  19.   
  20.     ......  
  21. }  

        下面，我们来看看Activity类中的startService成员函数是如何实现的。

        先来看看Activity的类图：

Android系统在新进程中启动自定义服务过程（startService）的原理分析
        从图中可以看出，Activity继承了ContextWrapper类，而在ContextWrapper类中，实现了startService函 数。在ContextWrapper类中，有一个成员变量mBase，它是一个ContextImpl实例，而ContextImpl类和 ContextWrapper类一样继承于Context类，ContextWrapper类的startService函数最终过调用 ContextImpl类的startService函数来实现。这种类设计方法在设计模式里面，就称之为装饰模式（Decorator），或者包装模式 （Wrapper）。

        在ContextImpl类的startService类，最终又调用了ActivityManagerProxy类的startService来实现启动服务的操作，看到这里的Proxy关键字，回忆一下前面Android系统进程间通信Binder机制在应用程序框架层的Java接口源代码分析这篇文章，就会知道ActivityManagerProxy是一个Binder对象的远程接口了，而这个Binder对象就是我们前面所说的ActivityManagerService了。

        这个ActivityManagerService类实现在frameworks/base/services/java/com/android /server/am/ActivityManagerService.java文件中，它是Binder进程间通信机制中的Server角色，它是随机 启动的。随机启动的Server是在frameworks/base/services/java/com/android/server /SystemServer.java文件里面进行启动的，我们来看一下ActivityManagerService启动相关的代码：

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  1. class ServerThread extends Thread {  
  2.       
  3.     ......  
  4.   
  5.     @Override  
  6.     public void run() {  
  7.   
  8.         ......  
  9.   
  10.         // Critical services...  
  11.         try {  
  12.   
  13.             ......  
  14.   
  15.             context = ActivityManagerService.main(factoryTest);  
  16.   
  17.             ......  
  18.   
  19.             ActivityManagerService.setSystemProcess();  
  20.   
  21.             ......  
  22.           
  23.         } catch (RuntimeException e) {  
  24.             Slog.e("System", "Failure starting core service", e);  
  25.         }  
  26.   
  27.         ......  
  28.       
  29.     }  
  30.   
  31.     ......  
  32.   
  33. }  

          首先是调用ActivityManagerService.main函数来创建一个ActivityManagerService实例，然后通过调用 ActivityManagerService.setSystemProcess函数把这个Binder实例添加Binder进程间通信机制的守护进程 ServiceManager中去：

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  1. public final class ActivityManagerService extends ActivityManagerNative  
  2.         implements Watchdog.Monitor, BatteryStatsImpl.BatteryCallback {  
  3.   
  4.     ......  
  5.   
  6.     static ActivityManagerService mSelf;  
  7.   
  8.     ......  
  9.   
  10.     public static void setSystemProcess() {  
  11.         try {  
  12.             ActivityManagerService m = mSelf;  
  13.   
  14.             ServiceManager.addService("activity", m);  
  15.               
  16.             ......  
  17.   
  18.         } catch (PackageManager.NameNotFoundException e) {  
  19.             ......  
  20.         }  
  21.     }  
  22.   
  23.     ......  
  24.   
  25.     public static final Context main(int factoryTest) {  
  26.           
  27.         ......  
  28.   
  29.         ActivityManagerService m = thr.mService;  
  30.         mSelf = m;  
  31.   
  32.         ......  
  33.   
  34.     }  
  35. }  

         这样，ActivityManagerService就启动起来了。

         回到ActivityManagerProxy类的startService函数中，它定义在frameworks/base/core/java/android/app/ActivityManagerNative.java文件中：

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  1. class ActivityManagerProxy implements IActivityManager  
  2. {  
  3.     ......  
  4.   
  5.     public ComponentName startService(IApplicationThread caller, Intent service,  
  6.         String resolvedType) throws RemoteException  
  7.     {  
  8.         Parcel data = Parcel.obtain();  
  9.         Parcel reply = Parcel.obtain();  
  10.         data.writeInterfaceToken(IActivityManager.descriptor);  
  11.         data.writeStrongBinder(caller != null ? caller.asBinder() : null);  
  12.         service.writeToParcel(data, 0);  
  13.         data.writeString(resolvedType);  
  14.         mRemote.transact(START_SERVICE_TRANSACTION, data, reply, 0);  
  15.         reply.readException();  
  16.         ComponentName res = ComponentName.readFromParcel(reply);  
  17.         data.recycle();  
  18.         reply.recycle();  
  19.         return res;  
  20.     }  
  21.   
  22.     ......  
  23. }  

         参数service是一个Intent实例，它里面指定了要启动的服务的名称，就是前面我们所说的“shy.luo.ashmem.server”了。

         参数caller是一个IApplicationThread实例，它是一个在主进程创建的一个Binder对象。在Android应用程序中，每一个进 程都用一个ActivityThread实例来表示，而在ActivityThread类中，有一个成员变量mAppThread，它是一个 ApplicationThread实例，实现了IApplicationThread接口，它的作用是用来辅助ActivityThread类来执行一 些操作，这个我们在后面会看到它是如何用来启动服务的。

        参数resolvedType是一个字符串，它表示service这个Intent的MIME类型，它是在解析Intent时用到的。在这个例子中，我们没有指定这个Intent 的MIME类型，因此，这个参数为null。

        ActivityManagerProxy类的startService函数把这三个参数写入到data本地变量去，接着通过 mRemote.transact函数进入到Binder驱动程序，然后Binder驱动程序唤醒正在等待Client请求的 ActivityManagerService进程，最后进入到ActivityManagerService的startService函数中。

        ActivityManagerService的startService函数的处理流程如下图所示：

Android系统在新进程中启动自定义服务过程（startService）的原理分析

 点击查看大图

          在这个序列图中，一共有20个步骤，下面说明每一步。

         Step 1. ActivityManagerService.startService

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

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  1. public final class ActivityManagerService extends ActivityManagerNative  
  2.                            implements Watchdog.Monitor, BatteryStatsImpl.BatteryCallback {  
  3.   
  4.     ......  
  5.   
  6.     public ComponentName startService(IApplicationThread caller, Intent service,  
  7.             String resolvedType) {        
  8.           // Refuse possible leaked file descriptors  
  9.           if (service != null && service.hasFileDescriptors() == true) {  
  10.               throw new IllegalArgumentException("File descriptors passed in Intent");  
  11.           }  
  12.   
  13.           synchronized(this) {  
  14.               final int callingPid = Binder.getCallingPid();  
  15.               final int callingUid = Binder.getCallingUid();  
  16.               final long origId = Binder.clearCallingIdentity();  
  17.               ComponentName res = startServiceLocked(caller, service,  
  18.                   resolvedType, callingPid, callingUid);  
  19.               Binder.restoreCallingIdentity(origId);  
  20.               return res;  
  21.           }  
  22.     }  
  23.   
  24.     ......  
  25.   
  26. }  

         这里的参数caller、service和resolvedType分别对应ActivityManagerProxy.startService传进来的三个参数。

         Step 2. ActivityManagerService.startServiceLocked
         这个函数同样定义在frameworks/base/services/java/com/android/server/am/ActivityManagerService.java文件中：

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  1. public final class ActivityManagerService extends ActivityManagerNative  
  2.                            implements Watchdog.Monitor, BatteryStatsImpl.BatteryCallback {  
  3.   
  4.     ......  
  5.   
  6.     ComponentName startServiceLocked(IApplicationThread caller,  
  7.             Intent service, String resolvedType,  
  8.             int callingPid, int callingUid) {  
  9.         synchronized(this) {  
  10.             ......  
  11.   
  12.             ServiceLookupResult res =  
  13.                 retrieveServiceLocked(service, resolvedType,  
  14.                 callingPid, callingUid);  
  15.               
  16.             ......  
  17.               
  18.             ServiceRecord r = res.record;  
  19.               
  20.             ......  
  21.   
  22.             if (!bringUpServiceLocked(r, service.getFlags(), false)) {  
  23.                 return new ComponentName("!", "Service process is bad");  
  24.             }  
  25.             return r.name;  
  26.         }  
  27.     }  
  28.   
  29.     ......  
  30.   
  31. }  

        函数首先通过retrieveServiceLocked来解析service这个Intent，就是解析前面我们在 AndroidManifest.xml定义的Service标签的intent-filter相关内容，然后将解析结果放在res.record中，然 后继续调用bringUpServiceLocked进一步处理。

        Step 3. ActivityManagerService.bringUpServiceLocked
        这个函数同样定义在frameworks/base/services/java/com/android/server/am/ActivityManagerService.java文件中：

 

[java] view plaincopyAndroid系统在新进程中启动自定义服务过程（startService）的原理分析Android系统在新进程中启动自定义服务过程（startService）的原理分析
  1. public final class ActivityManagerService extends ActivityManagerNative  
  2.                             implements Watchdog.Monitor, BatteryStatsImpl.BatteryCallback {  
  3.   
  4.     ......  
  5.   
  6.     private final boolean bringUpServiceLocked(ServiceRecord r,  
  7.                     int intentFlags, boolean whileRestarting) {  
  8.   
  9.         ......  
  10.   
  11.         final String appName = r.processName;  
  12.   
  13.         ......  
  14.   
  15.         // Not running -- get it started, and enqueue this service record  
  16.         // to be executed when the app comes up.  
  17.         if (startProcessLocked(appName, r.appInfo, true, intentFlags,  
  18.                     "service", r.name, false) == null) {  
  19.   
  20.             ......  
  21.   
  22.             return false;  
  23.         }  
  24.   
  25.         if (!mPendingServices.contains(r)) {  
  26.             mPendingServices.add(r);  
  27.         }  
  28.   
  29.         return true;  
  30.   
  31.     }  
  32.   
  33.     ......  
  34.   
  35. }  

        这里的appName便是我们前面在AndroidManifest.xml文件定义service标签时指定的android:process属性值了，即“.Server”。

        接着调用startProcessLocked函数来创建一个新的进程，以便加载自定义的Service类。最后将这个ServiceRecord保存在成员变量mPendingServices列表中，后面会用到。

        Step 4. ActivityManagerService.startProcessLocked

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

 

[java] view plaincopyAndroid系统在新进程中启动自定义服务过程（startService）的原理分析Android系统在新进程中启动自定义服务过程（startService）的原理分析
  1. public final class ActivityManagerService extends ActivityManagerNative  
  2.                             implements Watchdog.Monitor, BatteryStatsImpl.BatteryCallback {  
  3.   
  4.     ......  
  5.   
  6.     private final void startProcessLocked(ProcessRecord app,  
  7.                 String hostingType, String hostingNameStr) {  
  8.   
  9.         ......  
  10.   
  11.         try {  
  12.   
  13.             ......  
  14.   
  15.             int pid = Process.start("android.app.ActivityThread",  
  16.                             mSimpleProcessManagement ? app.processName : null, uid, uid,  
  17.                             gids, debugFlags, null);  
  18.   
  19.             ......  
  20.   
  21.             if (pid == 0 || pid == MY_PID) {  
  22.                   
  23.                 ......  
  24.   
  25.             } else if (pid > 0) {  
  26.                 app.pid = pid;  
  27.                 app.removed = false;  
  28.                 synchronized (mPidsSelfLocked) {  
  29.                     this.mPidsSelfLocked.put(pid, app);  
  30.                     ......  
  31.                 }  
  32.             } else {  
  33.                   
  34.                 ......  
  35.             }  
  36.   
  37.         } catch (RuntimeException e) {  
  38.   
  39.             ......  
  40.   
  41.         }  
  42.   
  43.     }  
  44.   
  45.     ......  
  46.   
  47. }  

         这里调用Process.start函数创建了一个新的进程，指定新的进程执行android.app.ActivityThread类。最后将表示这个新进程的ProcessRecord保存在mPidSelfLocked列表中，后面会用到。

         Step 5. Process.start

         这个函数定义在frameworks/base/core/java/android/os/Process.java文件中，这个函数我们就不看了，有 兴趣的读者可以自己研究一下。在这个场景中，它就是新建一个进程，然后导入android.app.ActivityThread这个类，然后执行它的 main函数。

         Step 6. ActivityThread.main
         这个函数定义在frameworks/base/core/java/android/app/ActivityThread.java文件中：

[java] view plaincopyAndroid系统在新进程中启动自定义服务过程（startService）的原理分析Android系统在新进程中启动自定义服务过程（startService）的原理分析
  1. public final class ActivityThread {  
  2.       
  3.     ......  
  4.   
  5.     public static final void main(String[] args) {  
  6.   
  7.         ......  
  8.   
  9.         Looper.prepareMainLooper();  
  10.       
  11.         ......  
  12.   
  13.         ActivityThread thread = new ActivityThread();  
  14.         thread.attach(false);  
  15.   
  16.         ......  
  17.   
  18.         Looper.loop();  
  19.   
  20.         ......  
  21.   
  22.         thread.detach();  
  23.       
  24.         ......  
  25.     }  
  26. }  

        注意，执行到这里的时候，已经是在上一步创建的新进程里面了，即这里的进程是用来启动服务的，原来的主进程已经完成了它的命令，返回了。

        前面我们提到，在Android应用程序中，每一个进程对应一个ActivityThread实例，所以，这个函数会创建一个thread实例，然后调用ActivityThread.attach函数进一步处理。

        Step 7. ActivityThread.attach

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

[java] view plaincopyAndroid系统在新进程中启动自定义服务过程（startService）的原理分析Android系统在新进程中启动自定义服务过程（startService）的原理分析
  1. public final class ActivityThread {  
  2.       
  3.     ......  
  4.   
  5.     private final void attach(boolean system) {  
  6.           
  7.         ......  
  8.   
  9.         if (!system) {  
  10.   
  11.             ......  
  12.   
  13.             IActivityManager mgr = ActivityManagerNative.getDefault();  
  14.             try {  
  15.                 mgr.attachApplication(mAppThread);  
  16.             } catch (RemoteException ex) {  
  17.             }  
  18.         } else {  
  19.           
  20.             ......  
  21.   
  22.         }  
  23.   
  24.         ......  
  25.   
  26.     }  
  27.   
  28.     ......  
  29.   
  30. }  

         从Step 6中，这里传进来的参数system为false。成员变量mAppThread是一个ApplicationThread实例，我们在前面已经描述过这个实例的作用，它是用来辅助ActivityThread来执行一些操作的。

         调用ActivityManagerNative.getDefault函数得到ActivityManagerService的远程接口，即ActivityManagerProxy，接着调用它的attachApplication函数。

         Step 8. ActivityManagerProxy.attachApplication
         这个函数定义在frameworks/base/core/java/android/app/ActivityManagerNative.java文件中：

[java] view plaincopyAndroid系统在新进程中启动自定义服务过程（startService）的原理分析Android系统在新进程中启动自定义服务过程（startService）的原理分析
  1. class ActivityManagerProxy implements IActivityManager  
  2. {  
  3.     ......  
  4.   
  5.     public void attachApplication(IApplicationThread app) throws RemoteException  
  6.     {  
  7.         Parcel data = Parcel.obtain();  
  8.         Parcel reply = Parcel.obtain();  
  9.         data.writeInterfaceToken(IActivityManager.descriptor);  
  10.         data.writeStrongBinder(app.asBinder());  
  11.         mRemote.transact(ATTACH_APPLICATION_TRANSACTION, data, reply, 0);  
  12.         reply.readException();  
  13.         data.recycle();  
  14.         reply.recycle();  
  15.     }  
  16.   
  17.     ......  
  18.   
  19. }  

        这个函数主要是将新进程里面的IApplicationThread实例通过Binder驱动程序传递给ActivityManagerService。

        Step 9. ActivityManagerService.attachApplication

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

 

[java] view plaincopyAndroid系统在新进程中启动自定义服务过程（startService）的原理分析Android系统在新进程中启动自定义服务过程（startService）的原理分析
  1. public final class ActivityManagerService extends ActivityManagerNative  
  2.                             implements Watchdog.Monitor, BatteryStatsImpl.BatteryCallback {  
  3.       
  4.     ......  
  5.           
  6.     public final void attachApplication(IApplicationThread thread)   
  7.     {  
  8.         synchronized (this) {  
  9.             int callingPid = Binder.getCallingPid();  
  10.             final long origId = Binder.clearCallingIdentity();  
  11.             attachApplicationLocked(thread, callingPid);  
  12.             Binder.restoreCallingIdentity(origId);  
  13.         }  
  14.     }  
  15.       
  16.     ......  
  17.   
  18. }  

         这里通过调用attachApplicationLocked函数进一步处理。

         Step 10. ActivityManagerService.attachApplicationLocked

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

[java] view plaincopyAndroid系统在新进程中启动自定义服务过程（startService）的原理分析Android系统在新进程中启动自定义服务过程（startService）的原理分析
  1. public final class ActivityManagerService extends ActivityManagerNative  
  2.                         implements Watchdog.Monitor, BatteryStatsImpl.BatteryCallback {  
  3.   
  4.     ......  
  5.   
  6.     private final boolean attachApplicationLocked(IApplicationThread thread,  
  7.             int pid) {  
  8.         // Find the application record that is being attached...  either via  
  9.         // the pid if we are running in multiple processes, or just pull the  
  10.         // next app record if we are emulating process with anonymous threads.  
  11.         ProcessRecord app;  
  12.         if (pid != MY_PID && pid >= 0) {  
  13.             synchronized (mPidsSelfLocked) {  
  14.                 app = mPidsSelfLocked.get(pid);  
  15.             }  
  16.         } else if (mStartingProcesses.size() > 0) {  
  17.             app = mStartingProcesses.remove(0);  
  18.             app.setPid(pid);  
  19.         } else {  
  20.             app = null;  
  21.         }  
  22.   
  23.         ......  
  24.   
  25.   
  26.         String processName = app.processName;  
  27.           
  28.         ......  
  29.   
  30.         app.thread = thread;  
  31.   
  32.         ......  
  33.           
  34.         boolean badApp = false;  
  35.   
  36.         ......  
  37.   
  38.         // Find any services that should be running in this process...  
  39.         if (!badApp && mPendingServices.size() > 0) {  
  40.             ServiceRecord sr = null;  
  41.             try {  
  42.                 for (int i=0; i<mPendingServices.size(); i++) {  
  43.                     sr = mPendingServices.get(i);  
  44.                     if (app.info.uid != sr.appInfo.uid  
  45.                         || !processName.equals(sr.processName)) {  
  46.                             continue;  
  47.                     }  
  48.   
  49.                     mPendingServices.remove(i);  
  50.                     i--;  
  51.                     realStartServiceLocked(sr, app);  
  52.                     didSomething = true;  
  53.                 }  
  54.             } catch (Exception e) {  
  55.   
  56.                 ......  
  57.   
  58.             }  
  59.         }  
  60.   
  61.         ......  
  62.   
  63.         return true;  
  64.     }  
  65.   
  66.     ......  
  67.   
  68. }  

        回忆一下在上面的Step 4中，以新进程的pid值作为key值保存了一个ProcessRecord在mPidsSelfLocked列表中，这里先把它取出来，存放在本地变量 app中，并且将app.processName保存在本地变量processName中。

        再回忆一下在上面的Step 3中，在成员变量mPendingServices中，保存了一个ServiceRecord，这里通过进程uid和进程名称将它找出来，然后通过realStartServiceLocked函数来进一步处理。

        Step 11. ActivityManagerService.realStartServiceLocked
        这个函数定义在frameworks/base/services/java/com/android/server/am/ActivityManagerService.java文件中：

 

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  1. class ActivityManagerProxy implements IActivityManager  
  2. {  
  3.     ......  
  4.   
  5.     private final void realStartServiceLocked(ServiceRecord r,  
  6.             ProcessRecord app) throws RemoteException {  
  7.           
  8.         ......  
  9.   
  10.         r.app = app;  
  11.           
  12.         ......  
  13.   
  14.         try {  
  15.   
  16.             ......  
  17.           
  18.             app.thread.scheduleCreateService(r, r.serviceInfo);  
  19.               
  20.             ......  
  21.   
  22.         } finally {  
  23.   
  24.             ......  
  25.   
  26.         }  
  27.   
  28.         ......  
  29.   
  30.     }  
  31.   
  32.     ......  
  33.   
  34. }  

        这里的app.thread是一个ApplicationThread对象的远程接口，它是在上面的Step 6创建ActivityThread对象时作为ActivityThread对象的成员变量同时创建的，然后在Step 9中传过来的。然后调用这个远程接口的scheduleCreateService函数回到原来的ActivityThread对象中执行启动服务的操 作。        

        Step 12. ApplicationThreadProxy.scheduleCreateService        

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

[java] view plaincopyAndroid系统在新进程中启动自定义服务过程（startService）的原理分析Android系统在新进程中启动自定义服务过程（startService）的原理分析
  1. class ApplicationThreadProxy implements IApplicationThread {  
  2.       
  3.     ......  
  4.   
  5.     public final void scheduleCreateService(IBinder token, ServiceInfo info)  
  6.                 throws RemoteException {  
  7.         Parcel data = Parcel.obtain();  
  8.         data.writeInterfaceToken(IApplicationThread.descriptor);  
  9.         data.writeStrongBinder(token);  
  10.         info.writeToParcel(data, 0);  
  11.         mRemote.transact(SCHEDULE_CREATE_SERVICE_TRANSACTION, data, null,  
  12.             IBinder.FLAG_ONEWAY);  
  13.         data.recycle();  
  14.     }  
  15.   
  16.     ......  
  17.   
  18. }  

        这里通过Binder驱动程序回到新进程的ApplicationThread对象中去执行scheduleCreateService函数。

        Step 13. ApplicationThread.scheduleCreateService

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

[java] view plaincopyAndroid系统在新进程中启动自定义服务过程（startService）的原理分析Android系统在新进程中启动自定义服务过程（startService）的原理分析
  1. public final class ActivityThread {  
  2.       
  3.     ......  
  4.   
  5.     private final class ApplicationThread extends ApplicationThreadNative {  
  6.   
  7.         ......  
  8.   
  9.         public final void scheduleCreateService(IBinder token,  
  10.         ServiceInfo info) {  
  11.             CreateServiceData s = new CreateServiceData();  
  12.             s.token = token;  
  13.             s.info = info;  
  14.   
  15.             queueOrSendMessage(H.CREATE_SERVICE, s);  
  16.         }  
  17.   
  18.         ......  
  19.   
  20.     }  
  21.   
  22.     ......  
  23.   
  24. }  

        这里调用ActivityThread的queueOrSendMessage将一个CreateServiceData数据放到消息队列中去，并且分开这个消息。注意，这里已经是在上面Step 4创建的新进程中执行了。

        Step 14. ActivityThread.queueOrSendMessage

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

[java] view plaincopyAndroid系统在新进程中启动自定义服务过程（startService）的原理分析Android系统在新进程中启动自定义服务过程（startService）的原理分析
  1. public final class ActivityThread {  
  2.       
  3.     ......  
  4.   
  5.     private final void queueOrSendMessage(int what, Object obj) {  
  6.         queueOrSendMessage(what, obj, 0, 0);  
  7.     }  
  8.   
  9.     private final void queueOrSendMessage(int what, Object obj, int arg1, int arg2) {  
  10.         synchronized (this) {  
  11.             ......  
  12.             Message msg = Message.obtain();  
  13.             msg.what = what;  
  14.             msg.obj = obj;  
  15.             msg.arg1 = arg1;  
  16.             msg.arg2 = arg2;  
  17.             mH.sendMessage(msg);  
  18.         }  
  19.     }  
  20.   
  21.     ......  
  22.   
  23. }  

        这里调用成员变量mH的sendMessage函数进行消息分发。这里的mH的类型为H，它继承于Handler类。

        Step 15. H.sendMessage

        这个函数继承于Handle类的sendMessage函数中，定义在frameworks/base/core/java/android/os /Handler.java文件中。这个函数我们就不看了，有兴趣的读者可以自己研究一下。消息分发以后，就进入到H.handleMessage函数进 行处理了。

        Step 16. H.handleMessage

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

[java] view plaincopyAndroid系统在新进程中启动自定义服务过程（startService）的原理分析Android系统在新进程中启动自定义服务过程（startService）的原理分析
  1. public final class ActivityThread {  
  2.       
  3.     ......  
  4.   
  5.     private final class H extends Handler {  
  6.           
  7.         ......  
  8.   
  9.         public void handleMessage(Message msg) {  
  10.   
  11.             ......  
  12.   
  13.             switch (msg.what) {  
  14.   
  15.                 ......  
  16.   
  17.                 case CREATE_SERVICE:  
  18.                     handleCreateService((CreateServiceData)msg.obj);  
  19.                     break;  
  20.   
  21.                 ......  
  22.             }  
  23.   
  24.             ......  
  25.   
  26.         }  
  27.   
  28.         ......  
  29.   
  30.     }  
  31.   
  32.     ......  
  33.   
  34. }  

        这里要处理的消息是CREATE_SERVICE，它调用ActivityThread类的handleCreateService成员函数进一步处理。

        Step 17. ActivityThread.handleCreateService

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

[java] view plaincopyAndroid系统在新进程中启动自定义服务过程（startService）的原理分析Android系统在新进程中启动自定义服务过程（startService）的原理分析
  1. public final class ActivityThread {  
  2.       
  3.     ......  
  4.   
  5.     private final void handleCreateService(CreateServiceData data) {  
  6.         // If we are getting ready to gc after going to the background, well  
  7.         // we are back active so skip it.  
  8.         unscheduleGcIdler();  
  9.   
  10.         LoadedApk packageInfo = getPackageInfoNoCheck(  
  11.             data.info.applicationInfo);  
  12.         Service service = null;  
  13.         try {  
  14.             java.lang.ClassLoader cl = packageInfo.getClassLoader();  
  15.             service = (Service) cl.loadClass(data.info.name).newInstance();  
  16.         } catch (Exception e) {  
  17.             if (!mInstrumentation.onException(service, e)) {  
  18.                 throw new RuntimeException(  
  19.                     "Unable to instantiate service " + data.info.name  
  20.                     + ": " + e.toString(), e);  
  21.             }  
  22.         }  
  23.   
  24.         try {  
  25.             if (localLOGV) Slog.v(TAG, "Creating service " + data.info.name);  
  26.   
  27.             ContextImpl context = new ContextImpl();  
  28.             context.init(packageInfo, null, this);  
  29.   
  30.             Application app = packageInfo.makeApplication(false, mInstrumentation);  
  31.             context.setOuterContext(service);  
  32.             service.attach(context, this, data.info.name, data.token, app,  
  33.                 ActivityManagerNative.getDefault());  
  34.             service.onCreate();  
  35.             mServices.put(data.token, service);  
  36.             try {  
  37.                 ActivityManagerNative.getDefault().serviceDoneExecuting(  
  38.                     data.token, 0, 0, 0);  
  39.             } catch (RemoteException e) {  
  40.                 // nothing to do.  
  41.             }  
  42.               
  43.         } catch (Exception e) {  
  44.             if (!mInstrumentation.onException(service, e)) {  
  45.                 throw new RuntimeException(  
  46.                     "Unable to create service " + data.info.name  
  47.                     + ": " + e.toString(), e);  
  48.             }  
  49.         }  
  50.     }  
  51.   
  52.     ......  
  53.   
  54. }  

        这里的data.info.name就是自定义的服务类shy.luo.ashmem.Server了。

        Step 18. ClassLoader.loadClass

        这一步实现在上面的ActivityThread.handleCreateService函数中：

[java] view plaincopyAndroid系统在新进程中启动自定义服务过程（startService）的原理分析Android系统在新进程中启动自定义服务过程（startService）的原理分析
  1. java.lang.ClassLoader cl = packageInfo.getClassLoader();  
  2. service = (Service) cl.loadClass(data.info.name).newInstance();  

        Step 19. Obtain Service

        这一步也是实现在上面的ActivityThread.handleCreateService函数中。上面通过 ClassLoader.loadClass来导入自定义的服务类shy.luo.ashmem.Server并且创建它的一个实例后，就通过强制类型转 换得到一个Service类实例。前面我们说过，自己的服务类必须要继承于Service类，这里就体现出来了为什么要这样做了。

        Step 20. Service.onCreate

        这一步继续实现在上面的ActivityThread.handleCreateService函数中：

[java] view plaincopyAndroid系统在新进程中启动自定义服务过程（startService）的原理分析Android系统在新进程中启动自定义服务过程（startService）的原理分析
  1. service.onCreate();  

        因为这里的service实际上是一个shy.luo.ashmem.Server类实例，因此，这里就是执行shy.luo.ashmem.Server类的onCreate函数了：

[java] view plaincopyAndroid系统在新进程中启动自定义服务过程（startService）的原理分析Android系统在新进程中启动自定义服务过程（startService）的原理分析
  1. public class Server extends Service {  
  2.       
  3.     ......  
  4.   
  5.     @Override  
  6.     public void onCreate() {  
  7.         ......  
  8.   
  9.     }  
  10.   
  11.     ......  
  12. }  

        至此，这个自定义的服务就启动起来了。

        这样，Android系统在新进程中启动服务的过程就分析完成了，虽然很复杂，但是条理很清晰。它通过三次Binder进程间通信完成了服务的启动过程，分别是：

        一. Step 1至Step 7，从主进程调用到ActivityManagerService进程中，完成新进程的创建；

        二. Step 8至Step 11，从新进程调用到ActivityManagerService进程中，获取要在新进程启动的服务的相关信息；

        三. Step 12至Step 20，从ActivityManagerService进程又回到新进程中，最终将服务启动起来。

        学习完Android系统在新进程中启动服务的过程后，希望读者对Android系统的Service有一个深刻的理解。在编写Android应用程序 的时候，尽量把一些计算型的逻辑以Service在形式来实现，使得这些耗时的计算能在一个独立的进程中进行，这样就能保持主进程流畅地响应界面事件，提 高用户体验。

 

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