startService启动过程分析-优快云博客

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frameworks/base/services/core/java/com/android/server/am/
  - ActivityManagerService.java
  - ActiveServices.java
  - ServiceRecord.java
  - ProcessRecord.java

frameworks/base/core/java/android/app/
  - IActivityManager.java
  - ActivityManagerNative.java (内含AMP)
  - ActivityManager.java
  
  - IApplicationThread.java
  - ApplicationThreadNative.java (内含ATP)
  - ActivityThread.java (内含ApplicationThread)
  
  - ContextImpl.java

一、概述

本文将开启对ActivityManagerService的分析。

ActivityManagerService是Android的Java framework的服务框架最重要的服务之一。对于Andorid的Activity、Service、Broadcast、ContentProvider四剑客的管理，包含其生命周期都是通过ActivityManagerService来完成的。对于这四剑客的介绍，此处先略过，后续博主会针对这4剑客分别阐述。

1.1 类图

下面先看看ActivityManagerService相关的类图：

activity_manager_classes

单单就一个ActivityManagerService.java文件就代码超过2万行，我们需要需要一个线，再结合binder的知识，来把我们想要了解的东西串起来，那么本文将从App启动的视角来分析ActivityManagerService。

1.2 流程图

在app中启动一个service，就一行语句搞定，

startService()； //或 binderService()

该过程如下：

start_service

当App通过调用Android API方法startService()或binderService()来生成并启动服务的过程，主要是由ActivityManagerService来完成的。

ActivityManagerService通过Socket通信方式向Zygote进程请求生成(fork)用于承载服务的进程ActivityThread。此处讲述启动远程服务的过程，即服务运行于单独的进程中，对于运行本地服务则不需要启动服务的过程。ActivityThread是应用程序的主线程；
Zygote通过fork的方法，将zygote进程复制生成新的进程，并将ActivityThread相关的资源加载到新进程；
ActivityManagerService向新生成的ActivityThread进程，通过Binder方式发送生成服务的请求；
ActivityThread启动运行服务，这便于服务启动的简易过程，真正流程远比这服务；

启动服务的流程图：

点击查看大图

Seq_start_service

图中涉及的首字母缩写：

AMP:ActivityManagerProxy
AMN:ActivityManagerNative
AMS:ActivityManagerService
AT:ApplicationThread
ATP:ApplicationThreadProxy
ATN:ApplicationThreadNative

接下来，我们正式从代码角度来分析服务启动的过程。首先在我们应用程序的Activity类的调用startService()方法，该方法调用【流程1】的方法。

二. 发起进程端

1. CW.startService

[-> ContextWrapper.java]

public class ContextWrapper extends Context {
    public ComponentName startService(Intent service) {
        return mBase.startService(service); //其中mBase为ContextImpl对象 【见流程2】
    }
}

2. CI.startService

[-> ContextImpl.java]

class ContextImpl extends Context {
    @Override
    public ComponentName startService(Intent service) {
        //当system进程调用此方法时输出warn信息，system进程建立调用startServiceAsUser方法
        warnIfCallingFromSystemProcess();
        return startServiceCommon(service, mUser); //【见流程3】
    }

3. CI.startServiceCommon

[-> ContextImpl.java]

private ComponentName startServiceCommon(Intent service, UserHandle user) {
    try {
        //检验service，当service为空则throw异常
        validateServiceIntent(service);
        service.prepareToLeaveProcess();
        // 调用ActivityManagerNative类 【见流程3.1以及流程4】
        ComponentName cn = ActivityManagerNative.getDefault().startService(
            mMainThread.getApplicationThread(), service, service.resolveTypeIfNeeded(getContentResolver()), getOpPackageName(), user.getIdentifier());
        if (cn != null) {
            if (cn.getPackageName().equals("!")) {
                throw new SecurityException("Not allowed to start service " +
                    service + " without permission " + cn.getClassName());
            } else if (cn.getPackageName().equals("!!")) {
                throw new SecurityException("Unable to start service " +
                    service  ": " + cn.getClassName());
            }
        }
        return cn;
    } catch (RemoteException e) {
        throw new RuntimeException("Failure from system", e);
    }
}

3.1 AMN.getDefault

[-> ActivityManagerNative.java]

static public IActivityManager getDefault() {
    return gDefault.get();
}

gDefault为Singleton类型对象，此次采用单例模式，mInstance为IActivityManager类的代理对象，即ActivityManagerProxy。

public abstract class Singleton<T> {
    public final T get() {
        synchronized (this) {
            if (mInstance == null) {
                //首次调用create()来获取AMP对象
                mInstance = create();
            }
            return mInstance;
        }
    }
}

再来看看create()的过程：

private static final Singleton<IActivityManager> gDefault = new Singleton<IActivityManager>() {
    protected IActivityManager create() {
        //获取名为"activity"的服务，服务都注册到ServiceManager来统一管理
        IBinder b = ServiceManager.getService("activity");
        IActivityManager am = asInterface(b);
        return am;
    }
};

该方法返回的是ActivityManagerProxy对象，那么下一步调用ActivityManagerProxy.startService()方法。

通过Binder通信过程中，提供了一个IActivityManager服务接口，ActivityManagerProxy类与ActivityManagerService类都实现了IActivityManager接口。ActivityManagerProxy作为binder通信的客户端，ActivityManagerService作为binder通信的服务端，根据Binder系列文章，ActivityManagerProxy.startService()最终调用ActivityManagerService.startService()，整个流程图如下：

Activity_Manager_Service

4. AMP.startService

该类位于文件ActivityManagerNative.java

public ComponentName startService(IApplicationThread caller, Intent service, String resolvedType, String callingPackage, int userId) throws RemoteException {
    Parcel data = Parcel.obtain();
    Parcel reply = Parcel.obtain();
    data.writeInterfaceToken(IActivityManager.descriptor);
    data.writeStrongBinder(caller != null ? caller.asBinder() : null);
    service.writeToParcel(data, 0);
    data.writeString(resolvedType);
    data.writeString(callingPackage);
    data.writeInt(userId);
    //通过Binder 传递数据　【见流程5】
    mRemote.transact(START_SERVICE_TRANSACTION, data, reply, 0);
    reply.readException();
    ComponentName res = ComponentName.readFromParcel(reply);
    data.recycle();
    reply.recycle();
    return res;
}

mRemote.transact()是binder通信的客户端发起方法，经过binder驱动，最后回到binder服务端ActivityManagerNative的onTransact()方法。