Android Service和IntentService知识点详细总结

Service 对于广大的Android开发者来说算是耳熟能详了,作为Android的四大组件之一,在我们的开发中也起着重要的作用,在Android面试中,Service相关的问题也是面试官问得比较多的,当别人问你,Service 到底是什么的时候?你可能随口就能答得上来,Service是一个在后台执行长时间运行操作而不用提供用户界面的应用组件,可由其他组件启动,即使用户切换到其他应用程序,Service 仍然在后台继续运行。没错,这是Service的概念,作为Android开发,或多或少都知道一些,但是不是每个人把所有知识点都了解得透测。前段时间由于项目中有用到Service,因此,本篇文章对Service的用法做一个总结。

Service 目录.png

Service

Service 和Activity 一样同为Android 的四大组件之一,并且他们都有各自的生命周期,要想掌握Service 的用法,那就要了解Service 的生命周期有哪些方法,并且生命周期中各个方法回调的时机和作用。有一点比较重要,Service 有两种启动方式,并且它的两种启动方式的生命周期是不一样的。接下来来分别看一下两种启动方式各自的生命周期方法。

startService方式启动Service

当应用组件通过startService方法来启动Service 时,Service 则会处于启动状态,一旦服务启动,它就会在后台无限期的运行,生命周期独立于启动它的组件,即使启动它的组件已经销毁了也不受任何影响,由于启动的服务长期运行在后台,这会大量消耗手机的电量,因此,我们应该在任务执行完成之后调用stopSelf()来停止服务,或者通过其他应用组件调用stopService 来停止服务。

startService 启动服务后,会执行如下生命周期:onCreate() ->onStartCommand() -> onStart()(现在已经废弃) -> onDestroy() 。具体看一下它的几个生命周期方法:

  • onCreate() :首次启动服务的时候,系统会调用这个方法,在onStartCommand 和 onBind 方法之前,如果服务已经启动起来了,再次启动时,则不会调用此方法,因此可以在onCreate 方法中做一些初始化的操作,比如要执行耗时的操作,可以在这里创建线程,要播放音乐,可以在这里初始化音乐播放器。

  • onStartCommand(): 当通过startService 方法来启动服务的时候,在onCreate 方法之后就会回调这个方法,此方法调用后,服务就启动起来了,将会在后台无限期的运行,直到通过stopService 或者 stopSelf 方法来停止服务。

  • onDestroy():当服务不再使用且将被销毁时,系统将调用此方法。服务应该实现此方法来清理所有资源,如线程、注册的侦听器、接收器等。 这是服务接收的最后一个调用。

了解了这几个生命周期方法后,我们就来写一个简单Service 。

要使用Service 就要通过继承Service类(或者继承IntentService ,后文会讲)来实现,代码如下:

public class SimpleService extends Service {
    public static final String TAG = "SimpleService";
    @Nullable
    @Override
    public IBinder onBind(Intent intent) {
        Log.i(TAG,"call onBind...");
        return null;
    }

    @Override
    public void onCreate() {
        Log.i(TAG,"call onCreate...");
    }

    @Override
    public void onStart(Intent intent, int startId) {
        Log.i(TAG,"call onStart...");
    }

    @Override
    public int onStartCommand(Intent intent, int flags, int startId) {
        Log.i(TAG,"call onStartCommand...");
        return super.onStartCommand(intent, flags, startId);
    }

    @Override
    public void onDestroy() {
        Log.i(TAG,"call onDestroy...");
    }



}

Service类写好了之后,我们需要在清单文件中注册一下,在<application> 标签下:

        <service android:name=".service.SimpleService"
                 android:exported="false"
            />

写好了Service并且在清单文件注册之后,我们就可以启动Service了,启动Service和启动Activity 差不多,通过Intent 来启动,代码如下:

  @Override
    public void onClick(View v) {
        switch (v.getId()){
            case R.id.start_service:
                Intent intent = new Intent(this,SimpleService.class);
                // 启动服务
                startService(intent);
                break;
            case R.id.stop_service:
                Intent service = new Intent(this,SimpleService.class);
                // 停止服务
                stopService(service);
                break;
        }
    }
界面.png

如上图界面所示,有2 个button ,分别是启动服务和停止服务,分别点击 startService 和StopService 的button ,看看生命周期回调方法打印的日志:


生命周期打印日志.png

小结:通过startService 方式启动的服务,服务会无限期的在后台运行,直到通过stopService 或 stopSelf 来终止服务。服务独立于启动它的组件,也就是说,当组件启动服务后,组件和服务就再也没有关系了,就算启动它的组件被销毁了,服务照样在后台运行。通过这种方式启动的服务不好与组件之间通信。

bindService 方式启动服务

除了startService 来启动服务之外,另外一种启动服务的方式就是通过bindService 方法了,也就是绑定服务,其实通过它的名字就容易理解,绑定即将启动组件和服务绑定在一起。前面讲的通过startService 方式启动的服务是与组件相独立的,即使启动服务的组件被销毁了,服务仍然在后台运行不受干扰。但是通过bindSerivce 方式绑定的服务就不一样了,它与绑定组件的生命周期是有关的。如下:

多个组件可以绑定到同一个服务上,如果只有一个组件绑定服务,当绑定的组件被销毁时,服务也就会停止了。如果是多个组件绑定到一个服务上,当绑定到该服务的所有组件都被销毁时,服务才会停止。

bindService 绑定服务 和startService 的生命周期是不一样,bindServie 的生命周期如下:onCreate -> onBind -> onUnbind ->onDestroy。其中重要的就是onBind 和onUnbind 方法。

  • onBind(): 当其他组件想通过bindService 与服务绑定时,系统将会回调这个方法,在实现中,你必须返回一个IBinder接口,供客户端与服务进行通信,必须实现此方法,这个方法是Service 的一个抽象方法,但是如果你不允许绑定的话,返回null 就可以了。

  • onUnbind(): 当所有与服务绑定的组件都解除绑定时,就会调用此方法。

了解了这2个方法后,我们来看一下怎么绑定一个服务。
1,首先,添加一个类 继承 Binder ,在Binder 类中添加其他组件要与服务交互的方法,并在onBind() 方法中返回IBinder 实例对象:

public class SimpleService extends Service {
    public static final String TAG = "SimpleService";
    @Nullable
    @Override
    public IBinder onBind(Intent intent) {
        Log.i(TAG,"call onBind...");
        //返回IBinder 接口对象
        return new MyBinder();
    }

    @Override
    public boolean onUnbind(Intent intent) {
        Log.i(TAG,"call onUnbind...");
        return super.onUnbind(intent);
    }

    @Override
    public void onCreate() {
        Log.i(TAG,"call onCreate...");
    }

    @Override
    public void onStart(Intent intent, int startId) {
        Log.i(TAG,"call onStart...");
    }

    @Override
    public int onStartCommand(Intent intent, int flags, int startId) {
        Log.i(TAG,"call onStartCommand...");
        return super.onStartCommand(intent, flags, startId);
    }

    @Override
    public void onDestroy() {
        Log.i(TAG,"call onDestroy...");
    }

    // 添加一个类继承Binder
    public  class MyBinder extends Binder{
        // 添加要与外界交互的方法
        public String  getStringInfo(){
          return "调用了服务中的方法";
        }
    }

}

2, 绑定服务的时候,需要提供一个ServiceConnection 接口,在接口回调中获取Binder 对象,与服务进行通信。

 private SimpleService.MyBinder mMyBinder;
    // 绑定/解除绑定 Service 回调接口
    private ServiceConnection mConnection = new ServiceConnection() {
        @Override
        public void onServiceConnected(ComponentName name, IBinder service) {
            // 绑定成功后回调
            //1 ,获取Binder接口对象
            mMyBinder = (SimpleService.MyBinder) service;
            //2, 从服务获取数据
            String content = mMyBinder.getStringInfo();
            // 3,界面提示
            Toast.makeText(ServiceSimpleActivity.this,content,Toast.LENGTH_LONG).show();
        }

        @Override
        public void onServiceDisconnected(ComponentName name) {
           // 解除绑定后回调
            mMyBinder = null;
        }
    };

3,绑定和解除绑定服务

            case R.id.bind_service:
                Intent intent = new Intent(this,SimpleService.class);
                // 绑定服务
                bindService(intent,mConnection, Context.BIND_AUTO_CREATE);
                break;
            case R.id.unbind_service:
                // 解除绑定服务
                unbindService(mConnection);

                break;

点击绑定按钮,即绑定服务,并且在onServiceConnected 中得到MyBinder 对象,就可以通过这个对象和服务通信了,例子中我们Toast 了从服务中获取的字符串:

绑定服务.png

生命周期方法调用如下:


image.png

可以看到,绑定服务的生命周期内依次调用了onCreate ,onBind,onUnbind 和 onDestroy 方法,只有中间两个生命周期方法与startService 启动服务是不同的。一张图就能看清两种方式的生命周期的异同:

Service生命周期.png

tips: Service 的生命周期方法不同于Activity ,不需要调用超类的生命周期方法,如:不用调用 super.onCreate()

多个组件绑定同一服务

Service 是支持多个组件绑定在同一个服务上的,第一个组件绑定是会回调 onCreate 生命周期方法,后续的绑定只会调用onBind方法,返回IBinder给客户端。当绑定在服务上的组件都调用unbindService 解除绑定服务或者组件本身就已经被系统回收,那么服务也就会被停止回收了,会回调onUnbind 和 onDestroy 方法。

Service 与应用组件通信的几种方式

1,BroadcastReceiver
通过前文我们知道,startService方式启动的服务在后台,无限期地运行,并且与启动它的组件是独立的,启动Service 之后也就与启动它的组件没有任何关系了。因此它是不能与启动它的组件之间相互通信的。虽然Service 没有提供这种启动方式的通信方法,我们还是可以通过其他方式来解决的,这就用到了BroadcastReceiver。

场景描述:通过startService 启动一个长期在后台运行的下载图片服务,然后在界面上点击下载按钮,通过intent 传递一个下载链接给Service,在下载完成后,通过BroadcastReceiver 通知Activity 界面显示图片。看一下代码实现:

Service代码如下:

public class DownloadService extends Service {
    public static final String IMAGE = "iamge_url";
    public static final String RECEIVER_ACTION = "com.zhouwei.simpleservice";
    private static final String TAG = "DownloadService";
    public static final String ACTION_START_SERVICER = "com.zhouwei.startservice";
    public static final String ACTION_DOWNLOAD = "com.zhouwei.startdownload";
    private Looper mServiceLooper;
    private ServiceHandler mServiceHandler;
    private final class ServiceHandler extends Handler {
        public ServiceHandler(Looper looper){
            super(looper);
        }

        @Override
        public void handleMessage(Message msg) {
            // 工作线程做耗时下载
            String url = (String) msg.obj;
            Bitmap bitmap = null;
            try {
                bitmap = Picasso.with(getApplicationContext()).load(url).get();
                Intent intent = new Intent();
                intent.putExtra("bitmap",bitmap);
                intent.setAction(RECEIVER_ACTION);
                // 通知显示
                LocalBroadcastManager.getInstance(getApplicationContext()).sendBroadcast(intent);
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }


            //工作完成之后,停止服务
            stopSelf();
        }
    }
    @Nullable
    @Override
    public IBinder onBind(Intent intent) {
        return null;
    }
    @Override
    public void onCreate() {
        // 开启一个工作线程做耗时工作
        HandlerThread thread = new HandlerThread("ServiceHandlerThread", Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND);
        thread.start();
        // 获取工作线程的Looper
        mServiceLooper = thread.getLooper();
        // 创建工作线程的Handler
        mServiceHandler = new ServiceHandler(mServiceLooper);
    }

    @Override
    public int onStartCommand(Intent intent, int flags, int startId) {
        Log.i(TAG,"call onStartCommand...");
        if(intent.getAction().equals(ACTION_DOWNLOAD)){
            handleCommand(intent);
        }else if(intent.getAction().equals(ACTION_START_SERVICER)){
            //do nothing
        }

        return START_STICKY;
    }

    private void handleCommand(Intent intent){
        String url = intent.getStringExtra(IMAGE);
        // 发送消息下载
        Message message = mServiceHandler.obtainMessage();
        message.obj = url;
        mServiceHandler.sendMessage(message);
    }
}

新建了一个DownloadService ,在里面启动了一个工作线程,在线程里下载图片,然后通过BroadcastReceiver 通知Activity显示。

Activity的代码很简单,注册BroadcastReceiver,在onReceiver中显示图片就好了,代码如下:

private ImageView mImageView;
    private BroadcastReceiver mReceiver = new BroadcastReceiver() {
        @Override
        public void onReceive(Context context, Intent intent) {
            // 显示图片
            Bitmap bitmap = intent.getParcelableExtra("bitmap");
            mImageView.setImageBitmap(bitmap);
        }
    };


    /**
     * 启动下载
     */
    private void startDownload(){
        Intent intent = new Intent(this,DownloadService.class);
        // 启动服务
        intent.putExtra(DownloadService.IMAGE,"http://www.8kmm.com/UploadFiles/2012/8/201208140920132659.jpg");
        intent.setAction(DownloadService.ACTION_DOWNLOAD);
        startService(intent);
    }

效果如下:

Service下载图片.gif

如上就完成了使用BroadcastReceiver 完成和组件和Service的通信。

2, LocaService 使用Binder 和 服务通信
既然通过startService 启动的服务与启动它的组件是独立的。相互通信比较麻烦,那么Google也提供了两者之间的通信方法,那就是组件绑定服务,也就是上文讲的通过bindService 将组件和服务绑定到一起。组件可以获取Service 通过onBind返回的一个IBinder接口,这样两者就可以通信了,这也是Service 应用类通信比较常用的方式。

下面就模拟一个用服务播放音乐的例子来讲一下组件通过Binder 接口和服务之间通信。
首先定义一个通信的接口 IPlayer:

/**
 * Created by zhouwei on 17/5/11.
 */

public interface IPlayer {
    // 播放
    public void play();
    // 暂停
    public void pause();
    // 停止
    public void stop();
    // 获取播放进度
    public int getProgress();
    // 获取时长
    public int getDuration();
}

然后添加一个MusicService 类,继承Service 实现 Iplayer 接口:

public class MusicService extends Service implements IPlayer{
    public static final String TAG = "MusicService";
    private LocalService mBinder = new LocalService();
    public class LocalService extends Binder{
        public MusicService getService(){
            return MusicService.this;
        }
    }

    @Nullable
    @Override
    public IBinder onBind(Intent intent) {
        return mBinder;
    }

    @Override
    public void play() {
        Log.i(TAG,"music play...");
    }

    @Override
    public void pause() {
        Log.i(TAG,"music pause...");
    }

    @Override
    public void stop() {
        Log.i(TAG,"music stop...");
    }

    @Override
    public int getProgress() {
        return 100;
    }

    @Override
    public int getDuration() {
        return 10240;
    }
}

其中比较重要的就是内部类LocalService ,继承Binder ,里面提供一个getService 方法,返回MusicService 实例,组件通过IBinder 获取到Music 实例后,就可以和Service之间相互通信啦!

Activity中代码如下:

 private MusicService.LocalService mLocalService;
    private MusicService mMusicService;
    // 绑定/解除绑定 Service 回调接口
    private ServiceConnection mConnection = new ServiceConnection() {
        @Override
        public void onServiceConnected(ComponentName name, IBinder service) {
            //1 ,获取Binder接口对象
            mLocalService = (MusicService.LocalService) service;
            //2, 获取MusicService 实例
            mMusicService = mLocalService.getService();

            // 只要拿到Music Service 实例之后,就可以调用接口方法了
            // 可以通过它来播放/暂停音乐,还可以通过它来获取当前播放音乐的进度,时长等等

            mMusicService.play();

            mMusicService.pause();

            mMusicService.stop();

            int progress = mMusicService.getProgress();
            Log.i(MusicService.TAG,"progress:"+progress);

            int duration = mMusicService.getDuration();
            Log.i(MusicService.TAG,"duration:"+duration);
        }

        @Override
        public void onServiceDisconnected(ComponentName name) {
           // 解除绑定后回调
            mMusicService = null;
            mLocalService = null;
        }
    };

获取到MusicService 后,就可以调用接口方法了,比如:播放音乐,暂停、停止、获取进度等等。
看一下打印的日志:

模拟播放音乐.png

** 使用AIDL 通信 (跨进城通信IPC)**
AIDL(Android 接口定义语言)执行所有将对象分解成原语的工作,操作系统可以识别这些原语并将它们编组到各进程中,以执行 IPC。 如果不是多线程访问服务的话,也可以使用Messenger来跨进城通信,Messenger
方法实际上是以 AIDL 作为其底层结构。Messenger
会在单一线程中创建包含所有客户端请求的队列,以便服务一次接收一个请求。 不过,如果您想让服务同时处理多个请求,则可直接使用 AIDL。 在此情况下,您的服务必须具备多线程处理能力,并采用线程安全式设计。如需直接使用 AIDL,您必须创建一个定义编程接口的 .aidl
文件。Android SDK 工具利用该文件生成一个实现接口并处理 IPC 的抽象类,您随后可在服务内对其进行扩展。

由于篇幅有限,AIDL 实现进程间的通信后面单独出一篇文章讲,这里就不再啰嗦了。

注意:只有允许不同的客户端用IPC 方式访问服务,并且想要在服务中处理多线程时,采用AIDL,如果不想通过IPC实现不同应用的访问,直接用前面所讲的继承Binder ,用接口通信就可以了。

Service 总结

Service 有2种启动方式,startService 启动服务,服务启动起来后,在后台无限期运行,直到通过stopService 或者 stopSelf 停止服务,服务与组件独立,通信比较困难(但还是有办法的,通过BroadcastReceiver )。另一种方式就是 bindService 即绑定服务,组件和服务绑定在一起,服务的生命后期受组件影响,如果绑定到服务的组件全部被销毁了,那么服务也就会停止了。绑定服务的方式通常用于组件和服务之间 需要相互通信。startService 这种 方式一般用于在后台执行任务,而不需要返回结果给组件。 这两种方式并非完全独立,也就是说,你可以绑定已经通过 startService 启动起来的服务,可以通过在Intent 中添加Action 来标示要执行的动作。比如:通过Intent Action 标记要播放的音乐,调用startService 来启动音乐服务播放音乐,在界面需要显示播放进度的时候,可以通过binderService 来绑定服务,从而获取歌曲信息。这种情况下,Service 需要实现两种方式的生命周期。这种情况下,除非所有客户端都已经取消绑定,否则通过stopService 或者 stopSelf 是不能停止服务的。

Service 是运行在主线程中的,因此不能执行耗时的或者密集型的任务,如果要执行耗时操作或者密集型计算任务,请在服务中开启工作线程,在线程中执行。或者使用下面一节将要讲的IntentService。

IntentService

IntentService 是Service 的子类,它使用工作线程逐一处理所有启动请求,果您不要求服务同时处理多个请求,这是最好的选择。 您只需实现 onHandIntent方法即可,该方法会接收每个启动请求的 Intent,使您能够执行后台工作。

IntentService 示例

IntentService 默认为我们开启了一个工作线程,在任务执行完毕后,自动停止服务,因此在我们大多数的工作中,使用IntentService 就够了,并且IntentService 比较简单,只要实现一个方法OnHandleIntent,接下来看一下示例:

IntentService 扩展类:

public class MyIntentService extends IntentService {
    public static final String TAG ="MyIntentService";
    /**
     * Creates an IntentService.  Invoked by your subclass's constructor.
     *
     * @param name Used to name the worker thread, important only for debugging.
     */
    public MyIntentService() {
        super("MyIntentService");
    }

    @Override
    protected void onHandleIntent(@Nullable Intent intent) {
      // 这里已经是工作线程,在这里执行操作就行

       boolean isMainThread =  Thread.currentThread() == Looper.getMainLooper().getThread();
        Log.i(TAG,"is main thread:"+isMainThread);

        // 执行耗时下载操作
        mockDownload();
    }

    /**
     * 模拟执行下载
     */
    private void mockDownload(){
       try {
           Thread.sleep(5000);
           Log.i(TAG,"下载完成...");
       }catch (Exception e){
           e.printStackTrace();
       }
    }
}

然后启动服务,看一下打印的日志,如下图:

image.png

判断了是否为主线程,结果为false ,说明是开启了一个工作线程,5s 之后,打印了下载完成,并且自动停止了服务。

IntentService 源码浅析

IntentService 自动为我们开启了一个线程来执行耗时操作,并且在任务完成后自动停止服务,那么它是怎么做的呢?我们看一下源码一探究竟。其实IntentService 的源码非常简单,就一百多行。一起看一下:

   // 1,有一个Looper 变量和一个ServiceHandler 变量,ServiceHander 继承Handler 处理消息
    private volatile Looper mServiceLooper;
    private volatile ServiceHandler mServiceHandler;
    private String mName;
    private boolean mRedelivery;

    private final class ServiceHandler extends Handler {
        public ServiceHandler(Looper looper) {
            super(looper);
        }

        @Override
        public void handleMessage(Message msg) {
           // 在工作线程中调用onHandleIntent,子类根据Intent传递的数据执行具体的操作
            onHandleIntent((Intent)msg.obj);
          // 任务执行完毕后,自动停止Service
            stopSelf(msg.arg1);
        }
    }
//2, 在OnCreate 方法中,创建了一个线程HandlerThread ,并启动线程
// 然后获取工作线程的Looper ,并用Looper 初始化Handler(我们都知道Handler 的创建需要一依赖Looper)
 public void onCreate() {
        // TODO: It would be nice to have an option to hold a partial wakelock
        // during processing, and to have a static startService(Context, Intent)
        // method that would launch the service & hand off a wakelock.

        super.onCreate();
        HandlerThread thread = new HandlerThread("IntentService[" + mName + "]");
        thread.start();

        mServiceLooper = thread.getLooper();
        mServiceHandler = new ServiceHandler(mServiceLooper);
    }
//3, 在onStart()方法中发送消息给Handler,并且把Intent 传给了Handler 处理
 @Override
    public void onStart(@Nullable Intent intent, int startId) {
        Message msg = mServiceHandler.obtainMessage();
        msg.arg1 = startId;
        msg.obj = intent;
        mServiceHandler.sendMessage(msg);
    }
// 4,onStartCommand 直接调用的是onStart方法
public int onStartCommand(@Nullable Intent intent, int flags, int startId) {
        onStart(intent, startId);
        return mRedelivery ? START_REDELIVER_INTENT : START_NOT_STICKY;
    }
// 5 最后就是一个子类需要实现的抽象方法,这个方法在handleMessage中调用,也就是在工作线程中执行。
 protected abstract void onHandleIntent(@Nullable Intent intent);

上面代码中注释得很清楚,下面用一张图来看一下整个过程.

IntentService图解.png

代码很简单,IntentService的源码看着是不是很熟悉?当然很熟悉,前面使用Service的时候,在Service 里面开启工作线程其实就和Intent Service的代码差不多。在onCreate中创建线程,启动,初始化Handler和Looper ,然后在onStartCommand中发送消息给Handler 处理任务。

IntentService 总结

IntentService是Service 的子类,默认给我们开启了一个工作线程执行耗时任务,并且执行完任务后自 动停止服务。扩展IntentService比较简单,提供一个构造方法和实现onHandleIntent 方法就可了,不用重写父类的其他方法。但是如果要绑定服务的话,还是要重写onBind 返回一个IBinder 的。使用Service 可以同时执行多个请求,而使用IntentService 只能同时执行一个请求。

以上就是对Service 和IntentService的详细总结,如果问题,欢迎讨论。 所有Demo代码已上传Github:https://github.com/pinguo-zhouwei/AndroidTrainingSimples(包含我所有博客的所讲的知识点的Demo代码)

参考:
API Guides 服务
Android 接口定义语言 (AIDL)

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