Android service

 

这里还有一编更详细的说明：

http://blog.youkuaiyun.com/maxleng/article/details/5490770

 http://blog.youkuaiyun.com/21cnbao/article/details/8087328

Android service 实现过程

一、 Android Service介绍

Android的 Service分为三种： APP service 、Android Service和 Native Service。

APP Service :为用户用java编译的后台服务程序。

Android Service：又称为 Java Service，是实现在框架层（ framework）里的 Server。 Android Service以 Java编写。为Runtime提供管理级服务，比如systemService 、ManagerSerivce

Native Service：又称为 System Service，是实现在 Runtime层里的 Server。

以 MediaPlayer为例，从下图我们可以得出两种服务的关系：

 

 

接下来要讨论的 Service是 Native Service，与应用程序设计上所讨论的 Service（ android.app.Service）不同。

 

二、为什么要写底层的核心服务呢？

（ 1） 因为底层核心服务是 Android框架里最接近 Linux/Driver的部分。为了充分发挥硬件设备的差异化特性，核心服务是让上层 Java应用程序来使用 Driver/HW Device特色的重要管道。

（ 2） 在开机过程中，就可以启动核心服务 (例如汉字输入法服务等 )，让众多应用程序来共享之。

（ 3） 由于共享，所以能有效降低 Java应用程序的大小 (Size)。

 

三、如何实现一个核心服务呢 ?

要点如下：

（ 1）核心服务通常在独立的进程 (Process)里执行。

（ 2）必须提供 IBinder接口，让应用程序可以进行跨进程的绑定 (Binding)和呼叫。

（ 3）因为共享，所以必须确保多线裎安全 (Thread-safe)。

（ 4）以 C++类别定义，诞生其对象，透过 SM之协助，将该对象参考值传给 IServiceManager::addService()函数，就加入到 Binder Driver里了。

（ 5）应用程序可透过 SM之协助而远距绑定该核心服务，此时 SM会回传 IBinder接口给应用程序。

（ 6）应用程序可透过 IBinder::transact()函数来与核心服务互传数据。

四、 Server实现实践

下面以一个小例子来说明具体实现一个 Server的步骤。此实例功能为简单的整数加法 (Add)运算，我们将其命名 AddService。

Step-1：以 C++撰写 AddService类别，其完整程序代码为：

AddService.h文件：

#ifndef ANDROID_GUILH_ADD_SERVICE_H

#define ANDROID_GUILH_ADD_SERVICE_H

#include <utils.h>

#include <utils/RefBase.h>

#include <utils/IInterface.h>

#include <utils/Parcel.h>

namespace android

{

      class AddService : public BBinder

      {

             mutable Mutex mLock;

             int32_t mNextConnId;

 

             public:

             static int instantiate();

             AddService();

             virtual ~AddService();

             virtual status_t onTransact(uint32_t, const Parcel&, Parcel*, uint32_t);

      };

}

#endif

AddService.cpp文件：

 

#include "AddService.h"

#include <utils/IServiceManager.h>

#include <utils/IPCThreadState.h>

 

namespace android {

      static struct sigaction oldact;

      static pthread_key_t sigbuskey;

      int AddService::instantiate() {

             LOGE("AddService instantiate");

 

             int r = defaultServiceManager()->addService(

                           String16("guilh.add"), new AddService());

             LOGE("AddService r = %d\n", r);

             return r;

      }

      AddService::AddService()

      { LOGV("AddService created");

             mNextConnId = 1;

             pthread_key_create(&sigbuskey, NULL);

      }

      AddService::~AddService()

      { pthread_key_delete(sigbuskey);

             LOGV("AddService destroyed");

      }

      status_t AddService::onTransact(

                    uint32_t code, const Parcel& data, Parcel* reply, uint32_t flags){

             switch(code) {

                    case 0: {

                                  pid_t pid = data.readInt32();

                                  int num = data.readInt32();

                                  num = num + 1000;

                                  reply->writeInt32(num);

                                  return NO_ERROR;

                           } break;

                    default:

                           return BBinder::onTransact(code, data, reply, flags);

             }

      }

};

 

Android.mk文件：

 

LOCAL_PATH:= $(call my-dir)

 

include $(CLEAR_VARS)

 

LOCAL_SRC_FILES:= AddService.cpp

 

#LOCAL_C_INCLUDES:= $(JNI_H_INCLUDE)   

 

LOCAL_SHARED_LIBRARIES:= libutils

 

LOCAL_MODULE:= libAddService

 

LOCAL_PRELINK_MODULE:= false

 

include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)

 

Step-2：以 C++撰写一个可独立执行的 addserver.cpp程序，它的用途是：诞生一个 AddService类别之对象，然后将该对象参考存入 Binder Driver里。其内容为：

addserver.cpp文件：

#include <sys/types.h>

#include <unistd.h>

#include <grp.h>

#include <utils/IPCThreadState.h>

#include <utils/ProcessState.h>

#include <utils/IServiceManager.h>

#include <utils/Log.h>

#include <private/android_filesystem_config.h>

#include "../libaddservice/AddService.h"

 

using namespace android;

 

int main(int argc, char** argv)

{

sp<ProcessState> proc(ProcessState::self());

sp<IServiceManager> sm = defaultServiceManager();

LOGI("ServiceManager: %p", sm.get());

AddService::instantiate();

ProcessState::self()->startThreadPool();

IPCThreadState::self()->joinThreadPool();

}

 

Android.mk文件：

LOCAL_PATH:= $(call my-dir)

 

include $(CLEAR_VARS)

 

LOCAL_SRC_FILES:= addserver.cpp

 

LOCAL_SHARED_LIBRARIES:= libutils libAddService

 

LOCAL_MODULE:= addservice

 

include $(BUILD_EXECUTABLE)

 

Step-3：编译上述两个文件分别产出了 libAdd.so类别库和 addserver可执行程序。接着将 libAdd.so拷贝到 Android仿真器的 /system/lib/里；也把 addserver拷贝到 /system/bin/里。

 

Step-4：执行 addserver。其中的指令： AddServer::instantiate()就执行到 AddServer类别的 instantiate()函数，其内容为：

int AddService::instantiate() {

LOGE("AddService instantiate");

int r = defaultServiceManager()->addService(

String16("guilh.add"), new AddService());

LOGE("AddService r = %d\n", r);

return r;

}

其先执行到 new AddServer()，就诞生一个 AddServer类别之对象；

接着，呼叫 defaultServiceManager()函数取得 SM的 IServiceManager接口；

再呼叫 IServiceManager::addServer()将该对象参考存入 Binder Driver里。

 

Step-5：这样就成功地将 AddService服务加入到 Binder Driver里了。现在就可以写个 Add类来使用 AddService核心服务了。以 C++撰写 Add类别，其完整程序代码为：

Add.h文件：

#ifndef ANDROID _ADD_H

#define ANDROID _ADD_H

namespace android {

      class Add {

             public:

                    int setN(int n);

             private:

                    static const void getAddService();

      };

}; //namespace

#endif // ANDROID _ADD_H

 

Add.cpp文件：

#include <utils/IServiceManager.h>

#include <utils/IPCThreadState.h>

#include "Add.h"

 

namespace android {

      sp<IBinder> binder;

      int Add::setN(int n){

             getAddService();

             Parcel data, reply;

             data.writeInt32(getpid());

             data.writeInt32(n);

 

             LOGE("BpAddService::create remote()->transact()\n");

             binder->transact(0, data, &reply);

             int i = reply.readInt32();

             return i;

      }

      const void Add::getAddService(){

             sp<IServiceManager> sm = defaultServiceManager();

             binder = sm->getService(String16("guilh.add"));

             LOGE("Add::getAddService %p\n",sm.get());

             if (binder == 0) {

                    LOGW("AddService not published, waiting...");

                    return;

             }

      }

 

};

 

Android.mk文件：

LOCAL_PATH:= $(call my-dir)

 

include $(CLEAR_VARS)

 

LOCAL_SRC_FILES:=Add.cpp

 

LOCAL_SHARED_LIBRARIES := libutils libAddService

 

LOCAL_MODULE := libAdd

 

LOCAL_PRELINK_MODULE:= false

 

include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)

 

Step-6：下面写个 JNI Native类别来使用 Add类别之对象。透过 JNI Native函数，就可以与 Java层的 Service服务衔接起来。

首选使用 javah命令生成相应头文件。

com_hello_Service_MySer.h文件：

/* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */

#include <jni.h>

/* Header for class com_hello_Service_MySer */

 

#ifndef _Included_com_hello_Service_MySer

#define _Included_com_hello_Service_MySer

#ifdef __cplusplus

extern "C" {

#endif

/*

  * Class:    com_hello_Service_MySer

  * Method:   intFromJNI

  * Signature: ()I

  */

JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_hello_Service_MySer_intFromJNI

 (JNIEnv *, jobject);

 

#ifdef __cplusplus

}

#endif

#endif

然后实现相应函数。

com_hello_Service_MySer.cpp文件：

#include <jni.h>

#include <JNIHelp.h>

#include "../libadd/Add.h"

#include "com_hello_Service_MySer.h"

 

JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_hello_Service_MySer_intFromJNI(JNIEnv * env, jobject thiz)

{

   android::Add myadd;

      int r = myadd.setN(5);

      return r;

}

 

Android.mk文件：

LOCAL_PATH:= $(call my-dir)

 

include $(CLEAR_VARS)

 

LOCAL_SRC_FILES:=com_hello_Service_MySer.cpp

 

LOCAL_C_INCLUDES:= $(JNI_H_INCLUDE)   

 

LOCAL_SHARED_LIBRARIES := libutils libAdd

 

LOCAL_MODULE := libJniAdd

 

LOCAL_PRELINK_MODULE:= false

 

include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)

所有相关文件组织：

a@ubuntu:~/work/android/source_android/development/my_module$ tree service

service

|-- addserver

|  |-- Android.mk

|  `-- addserver.cpp

|-- jni

|  |-- Android.mk

|  |-- com_hello_Service_MySer.cpp

|  `-- com_hello_Service_MySer.h

|-- libadd

|  |-- Add.cpp

|  |-- Add.h

|  `-- Android.mk

`-- libaddservice

   |-- AddService.cpp

   |-- AddService.h

   `-- Android.mk

 

4 directories, 11 files

在 Eclipse中创建一个工程使用以上的 Add类，即可使用我们的 AddService了。

MySer.java文件：

package com.hello.Service;

 

import android.app.Activity;

import android.os.Bundle;

import android.widget.TextView;

 

public class MySer extends Activity {

   /** Called when the activity is first created. */

   @Override

   public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {

       super.onCreate(savedInstanceState);

       int i = intFromJNI();

       TextView tv = new TextView(this);

       tv.setText( String.valueOf(i) );

       setContentView(tv);

   }

   

   public native int intFromJNI();

   

static {

       

       System.loadLibrary("JniAdd");

   }

}

 

五、Service编译问题

Android所用的 Toolchain（即交叉编译工具链）可从下面的网址下载：

http://android.kernel.org/pub/android-toolchain-20081019.tar.bz2。如果下载了完整的 Android项目的源代码，则可以在“ <your_android>/prebuilt/linux-x86/toolchain/arm-eabi-4.2.1/bin”目录下找到交叉编译工具，比如 Android所用的 arm-eabi-gcc-4.2.1。我们可以直接使用源码包来进行编译。

Android并没有采用 glibc作为 C库，而是采用了 Google自己开发的 Bionic Libc，它的官方 Toolchain也是基于 Bionic Libc而并非 glibc的。这使得使用或移植其他 Toolchain来用于 Android要比较麻烦：在 Google公布用于 Android的官方 Toolchain之前，多数的 Android爱好者使用的 Toolchain是在 http://www.codesourcery.com/gnu_toolchains/arm/download.html下载的一个通用的 Toolchain，它用来编译和移植 Android的 Linux内核是可行的，因为内核并不需要 C库，但是开发 Android的应用程序时，直接采用或者移植其他的 Toolchain都比较麻烦，其他 Toolchain编译的应用程序只能采用静态编译的方式才能运行于 Android模拟器中，这显然是实际开发中所不能接受的方式。目前尚没有看到说明成功移植其他交叉编译器来编译 Android应用程序的资料。

与 glibc相比， Bionic Libc有如下一些特点：

l        采用 BSD License，而不是 glibc的 GPL License；

l        大小只有大约 200k，比 glibc差不多小一半，且比 glibc更快；

l        实现了一个更小、更快的 pthread；

l        提供了一些 Android所需要的重要函数，如” getprop” ,“ LOGI”等；

l        不完全支持 POSIX标准，比如 C++ exceptions， wide chars等；

l        不提供 libthread_db和 libm的实现

 另外， Android中所用的其他一些二进制工具也比较特殊：

加载动态库时使用的是 /system/bin/linker而不是常用的 /lib/ld.so;

prelink工具不是常用的 prelink而是 apriori，其源代码位于“ <your_android>/build/tools/apriori”

strip工具也没有采用常用的 strip，而是“ <your_android>/prebuilt/linux-x86/toolchain/arm-eabi-4.2.1/bin”目录下的 arm-eabi-strip，而是位于 <your_android>/out/host/linux-x86/bin/的 soslim工具。

 

下面就具体说一下如何编译我们刚才创建的 Service程序。

1.在 $(YOUR_ANDROID)/development目录下创建 my_module目录，然后将我们的 server文件夹拷贝到此目录下，其中 $(YOUR_ANDROID)指 Android源代码所在的目录。

  # mkdir $(YOUR_ANDROID)/development/ my_module

2. Android.mk这是 Android Makefile的标准命名，不要更改。 Android.mk文件的格式和内容可以参考其他已有的 Android.mk文件的写法，针对 Add程序的 Android.mk文件内容如下：

LOCAL_PATH:= $(call my-dir)

 

include $(CLEAR_VARS)

 

LOCAL_SRC_FILES:=Add.cpp

 

LOCAL_SHARED_LIBRARIES := libutils libAddService

 

LOCAL_MODULE := libAdd

 

LOCAL_PRELINK_MODULE:= false

 

include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)

注意上面 LOCAL_SRC_FILES用来指定源文件；， LOCAL_MODULE指定要编译的模块的名字，下一步骤编译时就要用到； include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)表示要编译成动态库，如果想编译成一个可执行文件则可用 BUILD_EXECUTABLE，这些可以在 $(YOUR_ANDROID)/build/core/config.mk查到。

 

3.回到 Android源代码顶层目录进行编译：

# cd $(YOUR_ANDROID) && make libAdd

注意 make libAdd中的目标名 libAdd就是上面 Android.mk文件中由 LOCAL_MODULE指定的模块名。

4．编译后的可执行文件存放在通过” adb push”将它传送到模拟器上，再通过” adb shell”登录到模拟器终端，就可以执行了。

 

六、出现问题及及解决办法：

 

（ 1）提示缺 bison，安装 bison： sudo apt-get install bison

（ 2）出现 frameworks/policies/base/PolicyConfig.mk:22: *** No module defined for the given PRODUCT_POLICY (android.policy_phone). Stop.错误。

解决办法：

在 build/tools/findleaves.sh中的第 89行，

这一句 find "${@:0:$nargs}" $findargs -type f -name "$filename" -print |

改为 find "${@:1:$nargs-1}" $findargs -type f -name "$filename" -print |