前言

IPC 系列文章：
建議按順序閱讀。

Android IPC 之Service 還可以這么理解
 Android IPC 之Binder基礎
 Android IPC 之Binder應用
 Android IPC 之AIDL應用(上)
Android IPC 之AIDL應用(下)
Android IPC 之Messenger 原理及應用
 Android IPC 之服務端回調
 Android IPC 之獲取服務(IBinder)
Android Binder 原理換個姿勢就頓悟了(圖文版)

Android四大組件：Activity、Service、BroadcastReceiver、ContentProvider。它們的作用分別是：

Activity--->配合View展示界面
Service--->長時間在后臺運行不與用戶直接交互
BroadcastReceiver--->接收廣播
ContentProvider--->提供數據給其他模塊使用

本篇文章著重分析Service，通過它，你將了解到：

1、Service 開啟與停止
2、Service 執行耗時操作
3、Service 與Thread、Manager關系
4、Service 進程間通信初相識

1、Service 開啟與停止

先定義一個Service類，名為MyService，繼承自Service。

public class MyService extends Service {

    public MyService() {
        super();
    }

    @Nullable
    @Override
    public IBinder onBind(Intent intent) {
        //必須重寫該方法，該方法為抽象方法
        //綁定開啟Service會調用該方法
        return null;
    }

    @Override
    public void onCreate() {
        //Service初次創建會調用該方法，我們可以做一些初始化操作, 與onDestroy()相對
        super.onCreate();
    }

    @Override
    public int onStartCommand(Intent intent, int flags, int startId) {
        //每次顯示啟動Service都會調用該方法
        return super.onStartCommand(intent, flags, startId);
    }

    @Override
    public void onDestroy() {
        //Service銷毀時調用該方法，在該方法里我們可以做釋放資源的操作，與onCreate()相對
        super.onDestroy();
    }
}

這是一個最簡單的Service Demo。
接著想要使用該Service，還需要在AndroidManifest.xml里注冊：

        <service android:name=".service.MyService">
        </service>

Service定義好了，怎么使用呢？開啟Service有兩種方式：

1、顯示開啟------> startService(Intent intent)
2、綁定開啟------> bindService(Intent intent)
這倆都是Context里的方法

顯示開啟Service

構造Intent，傳入startService(Intent intent)里。

    private void startService() {
        Intent intent = new Intent(this, MyService.class);
        startService(intent);
    }

通過此種方式，Service調用方法如下：

image.png

需要注意的點是：

當再次開啟一個已經存在的Service的時候，onStartCommand(xx)依然會被調用。

顯示關閉Service

顯示開啟Service后，Service就已經啟動了。
若要關閉Service，通過如下方法：

    private void stopService() {
        Intent intent = new Intent(this, MyService.class);
        stopService(intent);
    }

或者在Service做完了事自己結束：

stopSelf();

綁定開啟Service

通過上面的例子，可以看出顯示開啟Service后，調用者就和Service沒有關聯了。比如調用者是個Activity，Service的作用是不斷地計數。在顯示開啟Service的場景下，會存在兩個問題：

1、Activity無法直接(間接通過廣播等方法)拿到Service計數結果，也就是說沒法拿到Service引用。
2、當Activity退出的時候，若不是主動停止Service，那么Service將不會被關閉。不太恰當的比喻是："管生不管養"

而綁定開啟Service正好可以解決上面的問題。
為了實現綁定開啟Service，在上面Demo的基礎上稍微做修改。

定義MyBinder繼承自Binder：

public class MyBinder extends Binder {
    //持有Service引用
    private Service service;
    public MyBinder(Service service) {
        this.service = service;
    }

    //返回Service引用
    public Service getService() {
        return service;
    }
}

在顯示開啟Service過程中，我們重寫了onBind(xx)，直接返回的是null，該場景下該方法并沒有調用。而當綁定開啟Service時，需要返回IBiner的引用給綁定者使用。

#MyService.java
    public IBinder onBind(Intent intent) {
        return new MyBinder(this);
    }

返回的是MyBinder對象的引用，該對象持有了MyService引用。
綁定者在哪里接收IBinder的引用呢？
在Activity里定義ServiceConnection匿名內部類：

    ServiceConnection serviceConnection = new ServiceConnection() {
        @Override
        public void onServiceConnected(ComponentName name, IBinder service) {
            //service即是從onBind(xx)方法返回的(綁定者和Service同一進程)
            MyBinder myBinder = (MyBinder)service;
            //獲取Service的引用
            MyService myService = (MyService)myBinder.getService();
        }

        @Override
        public void onServiceDisconnected(ComponentName name) {
            //Service被銷毀時調用(內存不足等，正常解綁不會走這)
        }
    };

有了ServiceConnection 引用，接著就需要和Service建立聯系，建立聯系的過程即是綁定開啟Service的過程。

    private void bindService() {
        Intent intent = new Intent(this, MyService.class);
        bindService(intent, serviceConnection, BIND_AUTO_CREATE);
    }

從上面可以看出，綁定開啟的流程：

1、將Service和ServiceConnection建立聯系（綁定開啟）
2、在Service的onBind(xx)方法里返回IBinder引用，該引用持有Service引用
3、綁定成功后會調用ServiceConnection的onServiceConnected(xx)返回IBinder引用
4、通過IBinder引用就能拿到Service引用，進而操作Service

以上回答了上面的第一個問題：綁定者(Activity)無法拿到Service引用。
來看看綁定開啟Service調用方法流程：

image.png

解綁Service

既然綁定時傳入了ServiceConnection引用，可以猜測解綁時也需要傳入ServiceConnection引用，不然無法確定解綁哪個Service。

    private void unBindService() {
        unbindService(serviceConnection);
    }

手動調用該方法即可解綁Service。
當Activity綁定開啟Service后，若是Activity銷毀了，那么相應的Service也會被銷毀掉。這就解答了第二個問題。

值得注意的是：
若是顯示開啟了Service，則無法用解綁方法關閉Service。
若是綁定開啟了Service，則無法用顯示關閉Service方法。

2、Service 執行耗時操作

在Service的onCreate(xx)方法里循環計數：

#MyService.java
    @Override
    public void onCreate() {
        super.onCreate();

        while(true) {
            count++;
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (Exception e) {

            }
        }
    }

服務開啟后，過一會就會提示ANR錯誤，說明onCreate(xx)是在主線程執行的。
來看看onCreate(xx)調用棧。

#ActivityThread.java
    private class ApplicationThread extends IApplicationThread.Stub {
        ...
        //IPC通信調用該方法，表明要創建服務
        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;
            //發送Message
            sendMessage(H.CREATE_SERVICE, s);
        }
        ...
    }

//中間調用省略
    private void sendMessage(int what, Object obj, int arg1, int arg2, boolean async) {
        ...
        Message msg = Message.obtain();
        msg.what = what;
        msg.obj = obj;
        msg.arg1 = arg1;
        msg.arg2 = arg2;
        if (async) {
            msg.setAsynchronous(true);
        }
        //mH 為在ActivityThread 里構造的Handler，也就是說在主線程里構造的Handler。
        mH.sendMessage(msg);
    }

再看看接收Message的地方：

#ActivityThread.java
    public void handleMessage(Message msg) {
        switch (msg.what) {
            ...
            case CREATE_SERVICE:
                Trace.traceBegin(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER, ("serviceCreate: " + String.valueOf(msg.obj)));
                //創建Service
                handleCreateService((CreateServiceData) msg.obj);
                Trace.traceEnd(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER);
                break;
            case BIND_SERVICE:
                Trace.traceBegin(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER, "serviceBind");
                //綁定Service
                handleBindService((BindServiceData) msg.obj);
                Trace.traceEnd(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER);
                break;
            case UNBIND_SERVICE:
                Trace.traceBegin(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER, "serviceUnbind");
                handleUnbindService((BindServiceData) msg.obj);
                //解綁Service
                schedulePurgeIdler();
                Trace.traceEnd(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER);
                break;
                ...
        }
    }

以上分支最終會調用到MyService重寫的onCreate(xx)、onBind(xx)、onUnbind(xx)里，這些方法都是在主線程里被調用的。
既然Service各個方法是在主線程里執行，那么想要實現計數功能得子開啟線程來完成此事。

#MyService.java
    @Override
    public void onCreate() {
        super.onCreate();

        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                while(true) {
                    Log.d("time:", count + "");
                    count++;
                    try {
                        Thread.sleep(1000);
                    } catch (Exception e) {

                    }
                }
            }
        }).start();
    }

    public int getCount() {
        return count;
    }

Service一直在計數，計數結果怎么通知給調用者呢，此處假設調用者是Activity。
依然是兩種方式：

1、如果是顯示開啟的Service，則Service可選擇廣播將數據發送給Activity
2、如果是綁定開啟的Service，Activity拿到IBinder引用，進而拿到Service引用，最終可以調用getCount()獲得計數值，并更新UI。

當然如果覺得每次開啟子線程很麻煩，可以選擇Android 提供的IntentService，該類里封裝了HandlerThread，并提供回調方法用以執行耗時任務。

3、Service 與Thread、Manager關系

Service 與 Thread聯系

既然Service無法直接執行耗時操作，那么需要Service干嘛呢，還不如直接開啟子線程執行任務呢？
前面說了：Service是長時間在后臺運行。
實際上說的是Service的生命周期，也就是說Service對象一直存在，當我們需要使用Service的時候，通過Intent或者IBinder找到它，進而使用它提供的功能。
同樣實現計數功能：

如果直接在Activity里開啟Thread計數，當Activity退出的時候，要把Thread關閉了。再次開啟Activity的時候，已經找不到Thread引用了，無法繼續上次的累計計數。再者，就算不考慮內存泄漏，Activity退出時候不關閉Thread，再次開啟Activity的時候，依然找不到Thread引用。

另外如果想將計數功能抽出來，供多個Activity使用，直接使用Thread也無法實現多Activity共用計數功能。

上面問題的本質就是需要維護一個對Thread對象的引用。而Thread僅僅是個工具而已，沒必要維護全局的引用（那是線程池要做的工作)。

Service 與 Manager

既然維護Thread全局引用方法不太推薦，那么實現一個單例的Manager(管理類)來持有Thread，進而使用Thread執行耗時任務，而外界通過調用這個Manager來獲取數據，如下：

public class CountManager {
    private static volatile CountManager instance;

    private CountManager(){
        startCount();
    }

    private int count = 0;

    public static CountManager getInstance() {
        if (instance == null) {
            synchronized (CountManager.class) {
                if (instance == null) {
                    instance = new CountManager();
                }
            }
        }

        return instance;
    }

    private void startCount() {
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                while(true) {
                    Log.d("time:", count + "");
                    count++;
                    try {
                        Thread.sleep(1000);
                    } catch (Exception e) {

                    }
                }
            }
        }).start();
    }

    public int getCount() {
        return count;
    }
}

事實上不少的項目都是采用Activity + Manager方式來實現頁面展示 + 數據獲取。
Activity展示UI，后臺通過Manager獲取數據，如從數據庫獲取或者從從網絡獲取等，最后將數據反饋給Activity用以刷新UI。
到此你可能疑惑了，都有了Manager了，Service還有使用的必要嗎？
答案是肯定的。
Service作為Android 四大組件之一，是廣泛使用于Android 系統里的。

1、Service可以調整優先級，盡可能避免在資源緊張的時候被銷毀
2、借助Service + Binder，實現Android 進程間通信

4、Service 進程間通信初相識

之前的例子分析的都是調用者和被調用處于同一進程，試想一下，如果它們不在同一進程還能互相調用嗎？如進程A里的Activity需要使用進程B里的CountManager，顯然無法直接調用。
而對于Service來說，借助于Binder可以實現此功能。

image.png

進程A的Activity展示UI需要數據，這些數據從進程B獲取。進程B開啟Service生產數據，進程A通過綁定進程B的Service，從而獲得IBinder引用，最終調用Service的方法獲取數據。關鍵點就是中間的連接橋梁--Binder。
可以看出，Service的重點應該是在進程間通信。

接下來的文章，將重點分析IPC 過程涉及的Binder、AIDL等知識。

本文基于Android 10.0

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