Android四大组件之Service

Service的生命周期

service的生命周期,从它被创建开始,到它被销毁为止,可以有两条不同的路径:

  • A started service
      被开启的service通过其他组件调用startService()被创建。
      这种service可以无限地运行下去,必须调用stopSelf()方法或者其他组件调用stopService()方法来停止它。
      当service被停止时,系统会销毁它。
  • A bound service
      被绑定的service是当其他组件(一个客户)调用bindService()来创建的。
      客户可以通过一个IBinder接口和service进行通信。
      客户可以通过 unbindService()方法来关闭这种连接。
      一个service可以同时和多个客户绑定,当多个客户都解除绑定之后,系统会销毁service。
  • 这两条路径并不是完全分开的。
      即是说,你可以和一个已经调用了startService()而被开启的service进行绑定。
      比如,一个后台音乐service可能因调用startService()方法而被开启了,稍后,可能用户想要控制播放器或者得到一些当前歌曲的信息,可以通过bindService()将一个activity和service绑定。这种情况下,stopService()stopSelf()实际上并不能停止这个service,除非所有的客户都解除绑定。
service 的所有生命周期回调函数:

onCreate()、onStartCommand(Intent intent, int flags, int startId)、onBind(Intent intent)、onUnbind(Intent intent)、onRebind(Intent intent)、onDestroy()。

Service典型的回调方法

尽管这个图中将开启的service和绑定的service分开,但是你需要记住,任何service都潜在地允许绑定。

Service的基本用法

新建一个MyService继承自Service,并重写父类的onCreate()、onStartCommand()和onDestroy()方法,如下所示:

public class MyService extends Service {  
  
    public static final String TAG = "MyService";  
    @Override  
    public void onCreate() {  
        super.onCreate();  
        Log.d(TAG, "onCreate() executed");  
    } 
    @Override  
    public int onStartCommand(Intent intent, int flags, int startId) {  
        Log.d(TAG, "onStartCommand() executed");  
        return super.onStartCommand(intent, flags, startId);  
    }  
    @Override  
    public void onDestroy() {  
        super.onDestroy();  
        Log.d(TAG, "onDestroy() executed");  
    }  
    @Override  
    public IBinder onBind(Intent intent) {  
        return null;  
    }  
}  

可以看到,我们只是在onCreate()、onStartCommand()和onDestroy()方法中分别打印了一句话,并没有进行其它任何的操作。
打开或新建activity_main.xml作为程序的主布局文件,代码如下所示:

<LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"  
    android:layout_width="match_parent"  
    android:layout_height="match_parent"  
    android:orientation="vertical" >  
  
    <Button  
        android:id="@+id/start_service"  
        android:layout_width="match_parent"  
        android:layout_height="wrap_content"  
        android:text="Start Service" />  
  
    <Button  
        android:id="@+id/stop_service"  
        android:layout_width="match_parent"  
        android:layout_height="wrap_content"  
        android:text="Stop Service" />  
  
</LinearLayout>  

在布局文件中加入了两个按钮,一个用于启动Service,一个用于停止Service。
然后打开或新建MainActivity作为程序的主Activity,在里面加入启动Service和停止Service的逻辑,代码如下所示:

public class MainActivity extends Activity implements OnClickListener {  
    private Button startService;  
    private Button stopService;  
  
    @Override  
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {  
        super.onCreate(savedInstanceState);  
        setContentView(R.layout.activity_main);  
        startService = (Button) findViewById(R.id.start_service);  
        stopService = (Button) findViewById(R.id.stop_service);  
        startService.setOnClickListener(this);  
        stopService.setOnClickListener(this);  
    }  
  
    @Override  
    public void onClick(View v) {  
        switch (v.getId()) {  
        case R.id.start_service:  
            Intent startIntent = new Intent(this, MyService.class);  
            startService(startIntent);  
            break;  
        case R.id.stop_service:  
            Intent stopIntent = new Intent(this, MyService.class);  
            stopService(stopIntent);  
            break;  
        default:  
            break;  
        }  
    }  
}  

可以看到,在Start Service按钮的点击事件里,我们构建出了一个Intent对象,并调用startService()方法来启动MyService。然后在Stop Serivce按钮的点击事件里,我们同样构建出了一个Intent对象,并调用stopService()方法来停止MyService。
需要注意,项目中的每一个Service都必须在AndroidManifest.xml中注册才行,所以还需要编辑AndroidManifest.xml文件,代码如下所示:

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>  
<manifest xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"  
    package="com.example.servicetest"  
    android:versionCode="1"  
    android:versionName="1.0" >  
  
    <uses-sdk  
        android:minSdkVersion="14"  
        android:targetSdkVersion="17" />  
  
    <application  
        android:allowBackup="true"  
        android:icon="@drawable/ic_launcher"  
        android:label="@string/app_name"  
        android:theme="@style/AppTheme" >  
        <activity android:name=".activity.MainActivity">
            <intent-filter>
                <action android:name="android.intent.action.MAIN" />
                <category android:name="android.intent.category.LAUNCHER" />
            </intent-filter>
        </activity>
        ……  
        <service android:name="com.example.servicetest.MyService" >  
        </service>  
    </application>  
  
</manifest> 

这样的话,一个简单的带有Service功能的程序就写好了,现在将程序运行起来,并点击一下Start Service按钮,可以看到LogCat的打印日志如下:

Log

也就是说当启动一个Service的时候,会调用该Service中的onCreate()和onStartCommand()方法。
如果再点击一次Start Service按钮呢?这个时候的打印日志如下:

Log

可以看到,这次只有onStartCommand()方法执行了,onCreate()方法并没有执行,这是由于onCreate()方法只会在Service第一次被创建的时候调用,如果当前Service已经被创建过了,不管怎样调用startService()方法,onCreate()方法都不会再执行。因此你可以再多点击几次Start Service按钮试一次,每次都只会有onStartCommand()方法中的打印日志。

Service和Activity通信

通过上边的基本用法,启动Service之后,就可以在onCreate()或onStartCommand()方法里去执行一些具体的逻辑了。不过这样的话Service和Activity的关系并不大,只是Activity通知了Service一下:“你可以启动了。”然后Service就去忙自己的事情了。Service和Activity的关系并不大,如果想让Activity去指定Service去执行什么任务,需要让Activity和Service建立关联。
onBind()方法就是用来和Activity进行关联的,修改MyService中的代码如下:

public class MyService extends Service {  
  
    public static final String TAG = "MyService";  
  
    private MyBinder mBinder = new MyBinder();  
  
    @Override  
    public void onCreate() {  
        super.onCreate();  
        Log.d(TAG, "onCreate() executed");  
    }  
  
    @Override  
    public int onStartCommand(Intent intent, int flags, int startId) {  
        Log.d(TAG, "onStartCommand() executed");  
        return super.onStartCommand(intent, flags, startId);  
    }  
  
    @Override  
    public void onDestroy() {  
        super.onDestroy();  
        Log.d(TAG, "onDestroy() executed");  
    }  
  
    @Override  
    public IBinder onBind(Intent intent) {  
        return mBinder;  
    }  
  
    class MyBinder extends Binder {  
  
        public void startDownload() {  
            Log.d("TAG", "startDownload() executed");  
            // 执行具体的下载任务  
        }  
  
    }  
  
}  

我们新增了一个MyBinder类继承自Binder类,然后在MyBinder中添加了一个startDownload()方法用于在后台执行下载任务,当然这里并不是真正地去下载某个东西,只是做个测试,所以startDownload()方法只是打印了一行日志。
修改activity_main.xml中的代码,在布局文件中添加用于绑定Service和取消绑定Service的按钮:

<LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"  
    android:layout_width="match_parent"  
    android:layout_height="match_parent"  
    android:orientation="vertical" >  
  
    <Button  
        android:id="@+id/start_service"  
        android:layout_width="match_parent"  
        android:layout_height="wrap_content"  
        android:text="Start Service" />  
  
    <Button  
        android:id="@+id/stop_service"  
        android:layout_width="match_parent"  
        android:layout_height="wrap_content"  
        android:text="Stop Service" />  
  
    <Button  
        android:id="@+id/bind_service"  
        android:layout_width="match_parent"  
        android:layout_height="wrap_content"  
        android:text="Bind Service" />  
      
    <Button   
        android:id="@+id/unbind_service"  
        android:layout_width="match_parent"  
        android:layout_height="wrap_content"  
        android:text="Unbind Service"  
        />  
      
</LinearLayout>  

接下来再修改MainActivity中的代码,让MainActivity和MyService之间建立关联,代码如下所示:

public class MainActivity extends Activity implements OnClickListener {  
  
    private Button startService;  
  
    private Button stopService;  
  
    private Button bindService;  
  
    private Button unbindService;  
  
    private MyService.MyBinder myBinder;  
  
    private ServiceConnection connection = new ServiceConnection() {  
  
        @Override  
        public void onServiceDisconnected(ComponentName name) {  
        }  
  
        @Override  
        public void onServiceConnected(ComponentName name, IBinder service) {  
            myBinder = (MyService.MyBinder) service;  
            myBinder.startDownload();  
        }  
    };  
  
    @Override  
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {  
        super.onCreate(savedInstanceState);  
        setContentView(R.layout.activity_main);  
        startService = (Button) findViewById(R.id.start_service);  
        stopService = (Button) findViewById(R.id.stop_service);  
        bindService = (Button) findViewById(R.id.bind_service);  
        unbindService = (Button) findViewById(R.id.unbind_service);  
        startService.setOnClickListener(this);  
        stopService.setOnClickListener(this);  
        bindService.setOnClickListener(this);  
        unbindService.setOnClickListener(this);  
    }  
  
    @Override  
    public void onClick(View v) {  
        switch (v.getId()) {  
        case R.id.start_service:  
            Intent startIntent = new Intent(this, MyService.class);  
            startService(startIntent);  
            break;  
        case R.id.stop_service:  
            Intent stopIntent = new Intent(this, MyService.class);  
            stopService(stopIntent);  
            break;  
        case R.id.bind_service:  
            Intent bindIntent = new Intent(this, MyService.class);  
            bindService(bindIntent, connection, BIND_AUTO_CREATE);  
            break;  
        case R.id.unbind_service:  
            unbindService(connection);  
            break;  
        default:  
            break;  
        }  
    }  
}  

这里我们首先创建了一个ServiceConnection的匿名类,在里面重写了onServiceConnected()方法和onServiceDisconnected()方法,这两个方法分别会在Activity与Service建立关联和解除关联的时候调用。在onServiceConnected()方法中,我们又通过向下转型得到了MyBinder的实例,有了这个实例,Activity和Service之间的关系就变得非常紧密了。现在我们可以在Activity中根据具体的场景来调用MyBinder中的任何public方法,即实现了Activity指挥Service干什么Service就去干什么的功能。

当然,现在Activity和Service其实还没关联起来了呢,这个功能是在Bind Service按钮的点击事件里完成的。可以看到,这里我们仍然是构建出了一个Intent对象,然后调用bindService()方法将Activity和Service进行绑定。bindService()方法接收三个参数,第一个参数就是刚刚构建出的Intent对象,第二个参数是前面创建出的ServiceConnection的实例,第三个参数是一个标志位,这里传入BIND_AUTO_CREATE表示在Activity和Service建立关联后自动创建Service,这会使得MyService中的onCreate()方法得到执行,但onStartCommand()方法不会执行。

调用一下unbindService()方法可以解除Activity和Service的关联。也就是Unbind Service按钮的点击事件里实现的逻辑。
在Service的基本用法这一部分,我们介绍了销毁Service最简单的一种情况,点击Start Service按钮启动Service,再点击Stop Service按钮停止Service,这样MyService就被销毁了。打印日志如下所示:

Log

如果我们是点击的Bind Service按钮呢?由于在绑定Service的时候指定的标志位是BIND_AUTO_CREATE,说明点击Bind Service按钮的时候Service也会被创建,这时应该怎么销毁Service呢?其实也很简单,点击一下Unbind Service按钮,将Activity和Service的关联解除就可以了。

先点击一下Bind Service按钮,再点击一下Unbind Service按钮,打印日志如下所示:

Log

那么如果我们既点击了Start Service按钮,又点击了Bind Service按钮会怎么样呢?这个时候你会发现,不管你是单独点击Stop Service按钮还是Unbind Service按钮,Service都不会被销毁,必要将两个按钮都点击一下,Service才会被销毁。也就是说,点击Stop Service按钮只会让Service停止,点击Unbind Service按钮只会让Service和Activity解除关联,一个Service必须要在既没有和任何Activity关联又处理停止状态的时候才会被销毁。
为了证实一下,我们在Stop Service和Unbind Service按钮的点击事件里面加入一行打印日志:

public void onClick(View v) {  
    switch (v.getId()) {  
    case R.id.start_service:  
        Intent startIntent = new Intent(this, MyService.class);  
        startService(startIntent);  
        break;  
    case R.id.stop_service:  
        Log.d("MyService", "click Stop Service button");  
        Intent stopIntent = new Intent(this, MyService.class);  
        stopService(stopIntent);  
        break;  
    case R.id.bind_service:  
        Intent bindIntent = new Intent(this, MyService.class);  
        bindService(bindIntent, connection, BIND_AUTO_CREATE);  
        break;  
    case R.id.unbind_service:  
        Log.d("MyService", "click Unbind Service button");  
        unbindService(connection);  
        break;  
    default:  
        break;  
    }  
}  

然后重新运行程序,先点击一下Start Service按钮,再点击一下Bind Service按钮,这样就将Service启动起来,并和Activity建立了关联。然后点击Stop Service按钮后Service并不会销毁,再点击一下Unbind Service按钮,Service就会销毁了,打印日志如下所示:

Log

PS : 我们应该始终记得在Service的onDestroy()方法里去清理掉那些不再使用的资源,防止在Service被销毁后还会有一些不再使用的对象仍占用着内存。

Service和Thread的关系

我们先打印一下Activity和Service各自的线程。
在MainActivity的onCreate()方法里加入一行打印当前线程id的语句:

Log.d("MyService", "MainActivity thread id is " + Thread.currentThread().getId());  

然后在MyService的onCreate()方法里也加入一行打印当前线程id的语句:

Log.d("MyService", "MyService thread id is " + Thread.currentThread().getId());  

现在重新运行一下程序,并点击Start Service按钮,会看到如下打印日志:

Log

可以看到,它们的线程id完全是一样的。

不要惊呼,Service确实是运行在主线程里的,也就是说如果你在Service里编写了非常耗时的代码,程序必定会出现ANR的。

那要Service又有何用呢?其实大家不要把后台和子线程联系在一起就行了,这是两个完全不同的概念。Android的后台就是指,它的运行是完全不依赖UI的。即使Activity被销毁,或者程序被关闭,只要进程还在,Service就可以继续运行。比如说一些应用程序,始终需要与服务器之间始终保持着心跳连接,就可以使用Service来实现。你可能又会问,前面不是刚刚验证过Service是运行在主线程里的么?在这里一直执行着心跳连接,难道就不会阻塞主线程的运行吗?当然会,但是我们可以在Service中再创建一个子线程,然后在这里去处理耗时逻辑就没问题了。

额,既然在Service里也要创建一个子线程,那为什么不直接在Activity里创建呢?这是因为Activity很难对Thread进行控制,当Activity被销毁之后,就没有任何其它的办法可以再重新获取到之前创建的子线程的实例。而且在一个Activity中创建的子线程,另一个Activity无法对其进行操作。但是Service就不同了,所有的Activity都可以与Service进行关联,然后可以很方便地操作其中的方法,即使Activity被销毁了,之后只要重新与Service建立关联,就又能够获取到原有的Service中Binder的实例。因此,使用Service来处理后台任务,Activity就可以放心地finish,完全不需要担心无法对后台任务进行控制的情况。

创建前台Service

Service几乎都是在后台运行的,一直以来它都是默默地做着辛苦的工作。但是Service的系统优先级还是比较低的,当系统出现内存不足情况时,就有可能会回收掉正在后台运行的Service。如果你希望Service可以一直保持运行状态,而不会由于系统内存不足的原因导致被回收,就可以考虑使用前台Service。前台Service和普通Service最大的区别就在于,它会一直有一个正在运行的图标在系统的状态栏显示,下拉状态栏后可以看到更加详细的信息,非常类似于通知的效果。当然有时候你也可能不仅仅是为了防止Service被回收才使用前台Service,有些项目由于特殊的需求会要求必须使用前台Service,比如说墨迹天气,它的Service在后台更新天气数据的同时,还会在系统状态栏一直显示当前天气的信息。
如何创建一个前台Service呢,修改MyService中的代码,如下所示:

public class MyService extends Service {  
  
    public static final String TAG = "MyService";  
  
    private MyBinder mBinder = new MyBinder();  
  
    @Override  
    public void onCreate() {  
        super.onCreate();  
        Notification notification = new Notification(R.drawable.ic_launcher,  
                "有通知到来", System.currentTimeMillis());  
        Intent notificationIntent = new Intent(this, MainActivity.class);  
        PendingIntent pendingIntent = PendingIntent.getActivity(this, 0,  
                notificationIntent, 0);  
        notification.setLatestEventInfo(this, "这是通知的标题", "这是通知的内容",  
                pendingIntent);  
        startForeground(1, notification);  
        Log.d(TAG, "onCreate() executed");  
    }  
  
    .........  
  
}  

只修改了onCreate()里的方法,首先创建了一个Notification对象,然后调用了它的setLatestEventInfo()方法来为通知初始化布局和数据,并在这里设置了点击通知后就打开MainActivity。然后调用startForeground()方法就可以让MyService变成一个前台Service,并会将通知的图片显示出来。
现在重新运行一下程序,并点击Start Service或Bind Service按钮,MyService就会以前台Service的模式启动了,并且在系统状态栏会弹出一个通栏图标,下拉状态栏后可以看到通知的详细内容,如下图所示。

前台Service

以为这就完了?

NONONO,还剩下一个远程Service的使用。
通过上边的内容我们知道,如果在Service里执行耗时操作会报ANR异常,我们来证明一下。
在MyService的onCreate()方法中让线程睡眠60秒,如下所示:

public class MyService extends Service {  
 @Override  
    public void onCreate() {  
        super.onCreate();  
        Log.d(TAG, "onCreate() executed");  
        try {  
            Thread.sleep(60000);  
        } catch (InterruptedException e) {  
            e.printStackTrace();  
        }  
    }
......  
}

重新运行后,点击一下Start Service按钮或Bind Service按钮,程序就会阻塞住并无法进行任何其它操作,过一段时间后就会弹出ANR的提示框,如下图所示。


如果将MyService转换成一个远程Service,还会不会有ANR的情况呢?
试一下
将一个普通的Service转换成远程Service其实非常简单,只需要在注册Service的时候将它的android:process属性指定成:remote就可以了,代码如下所示:

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>  
<manifest xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"  
    package="com.example.servicetest"  
    android:versionCode="1"  
    android:versionName="1.0" >  
  
    ......  
      
    <service  
        android:name="com.example.servicetest.MyService"  
        android:process=":remote" >  
    </service>  
  
</manifest>  

现在重新运行程序,并点击一下Start Service按钮,你会看到控制台立刻打印了onCreate() executed的信息,而且主界面并没有阻塞住,也不会出现ANR。大概过了一分钟后,又会看到onStartCommand() executed打印了出来。
为什么将MyService转换成远程Service后就不会导致程序ANR了呢?这是由于,使用了远程Service后,MyService已经在另外一个进程当中运行了,所以只会阻塞该进程中的主线程,并不会影响到当前的应用程序。

为了证实一下MyService现在确实已经运行在另外一个进程当中了,我们分别在MainActivity的onCreate()方法和MyService的onCreate()方法里加入一行日志,打印出各自所在的进程id。
再次重新运行程序,然后点击一下Start Service按钮,打印结果如下图所示:

Log

可以看到,不仅仅是进程id不同了,就连应用程序包名也不一样了,MyService中打印的那条日志,包名后面还跟上了:remote标识。
那既然远程Service这么好用,干脆以后我们把所有的Service都转换成远程Service吧,还省得再开启线程了。其实不然,远程Service非但不好用,甚至可以称得上是较为难用。一般情况下如果可以不使用远程Service,就尽量不要使用它。

下面就来看一下它的弊端吧,首先将MyService的onCreate()方法中让线程睡眠的代码去除掉,然后重新运行程序,并点击一下Bind Service按钮,你会发现程序崩溃了!为什么点击Start Service按钮程序就不会崩溃,而点击Bind Service按钮就会崩溃呢?这是由于在Bind Service按钮的点击事件里面我们会让MainActivity和MyService建立关联,但是目前MyService已经是一个远程Service了,Activity和Service运行在两个不同的进程当中,这时就不能再使用传统的建立关联的方式,程序也就崩溃了。

那么如何才能让Activity与一个远程Service建立关联呢?这就要使用AIDL来进行跨进程通信了(IPC)。
AIDL(Android Interface Definition Language)是Android接口定义语言的意思,它可以用于让某个Service与多个应用程序组件之间进行跨进程通信,从而可以实现多个应用程序共享同一个Service的功能。

首先需要新建一个AIDL文件,在这个文件中定义好Activity需要与Service进行通信的方法。新建MyAIDLService.aidl文件,代码如下所示:

package com.example.servicetest;  
interface MyAIDLService {  
    int plus(int a, int b);  
    String toUpperCase(String str);  
}  

点击保存之后,gen目录下就会生成一个对应的Java文件,如下图所示:


然后修改MyService中的代码,在里面实现我们刚刚定义好的MyAIDLService接口,如下所示:

public class MyService extends Service {  
  
    ......  
  
    @Override  
    public IBinder onBind(Intent intent) {  
        return mBinder;  
    }  
  
    MyAIDLService.Stub mBinder = new Stub() {  
  
        @Override  
        public String toUpperCase(String str) throws RemoteException {  
            if (str != null) {  
                return str.toUpperCase();  
            }  
            return null;  
        }  
  
        @Override  
        public int plus(int a, int b) throws RemoteException {  
            return a + b;  
        }  
    };  
  
}  

这里先是对MyAIDLService.Stub进行了实现,重写里了toUpperCase()和plus()这两个方法。这两个方法的作用分别是将一个字符串全部转换成大写格式,以及将两个传入的整数进行相加。然后在onBind()方法中将MyAIDLService.Stub的实现返回。由于Stub是Binder的子类,所以在onBind()方法中可以直接返回Stub的实现。

修改MainActivity中的代码,如下所示:

public class MainActivity extends Activity implements OnClickListener {  
  
    private Button startService;  
  
    private Button stopService;  
  
    private Button bindService;  
  
    private Button unbindService;  
      
    private MyAIDLService myAIDLService;  
  
    private ServiceConnection connection = new ServiceConnection() {  
  
        @Override  
        public void onServiceDisconnected(ComponentName name) {  
        }  
  
        @Override  
        public void onServiceConnected(ComponentName name, IBinder service) {  
            myAIDLService = MyAIDLService.Stub.asInterface(service);  
            try {  
                int result = myAIDLService.plus(3, 5);  
                String upperStr = myAIDLService.toUpperCase("hello world");  
                Log.d("TAG", "result is " + result);  
                Log.d("TAG", "upperStr is " + upperStr);  
            } catch (RemoteException e) {  
                e.printStackTrace();  
            }  
        }  
    };  
  
    ......  
  
}  

我们只是修改了ServiceConnection中的代码。可以看到,这里首先使用了MyAIDLService.Stub.asInterface()方法将传入的IBinder对象传换成了MyAIDLService对象,接下来就可以调用在MyAIDLService.aidl文件中定义的所有接口了。这里我们先是调用了plus()方法,并传入了3和5作为参数,然后又调用了toUpperCase()方法,并传入hello world字符串作为参数,最后将调用方法的返回结果打印出来。

现在重新运行程序,并点击一下Bind Service按钮,可以看到打印日志如下所示:

Log

由此可见,我们确实已经成功实现跨进程通信了,在一个进程中访问到了另外一个进程中的方法。

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