android的四大基础----Service篇

Posted 2022-11-22 阿七不会写代码

      android中有四大组件：Activity,Service,BroadcastReceiver和ContentProvider。其中Service级别上跟Activity其实差不多，只是Service只能在后台运行，适合那些不需要界面的操作，像是播放音乐或者监听动作等，因为它的名字就已经提示了：它就是一个服务。

      Service同样也是运行在主线程中，所以不能用它来做耗时的请求或者动作，否则就会阻塞住主线程。如果真的要这么做，可以跟Activity一样的做法：新开一个线程。

      Service根据启动方式分为两类：Started和Bound。其中，Started()是通过startService()来启动，主要用于程序内部使用的Service，而Bound是通过bindService()来启动，允许多个应用程序共享同一个Service。

     Service的生命周期不像Activity那样复杂，当我们通过Context.startService()启动Service的时候，系统就会调用Service的onCreate()，接着就是onStartCommand(Intent, int, int)，过去这个方法是onStart()，但现在onStart()已经不被鼓励使用了，onStartCommand()里面的代码就是我们Service所要执行的操作,接着就是onDestroy()，关闭Service。

     我们也可以通过Context.bindService()来启动，系统同样会调用Service的onCreate()，接着并不是onStartCommand()而是onBind()，它会将多个客户端绑定到同一个服务中。如果我们想要停止Service，必须先对客户端解绑，也就是调用onUnbind()，然后就是onDestroy()。

      

      这就是Service的大概生命周期。

      既然启动Service有两种方式，那么我们应该选择哪一个呢？如果单单只是为了使用Service，两种方式都可以，但正如我们上面所看到的，Bound启动的Service可以允许多个应用程序绑定到Service，所以，如果该Service是多个程序共享的，必须使用Bound来启动Service。

     我们还可以将Service声明为应用程序的私有Service，这样就可以阻止其他应用获取该服务。

     就像Activity，当我们在应用程序中使用自定义的Service的时候，我们必须在manifest中声明该Service。就像这样：

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

     就像Activity一样，我们可以定义Service的Intent Filters，这样其他应用程序就可以通过Intent来使用该Service。如果没有定义Intent Filters，默认下是私有的，无法访问，当然，我们也可以显示的指定该访问权限：android:exported=false。
    使用Service的时候必须注意，Service是在主线程中运行的，所以任何阻塞或者耗时操作都必须在Service中新开一个Thread。

    接下来我们就来创建一个简单的Service：MyService，用于在后台播放MP3。这是介绍Service时经常用到的例子。

public class MyService extends Service 
    MediaPlayer mediaPlayer = null;

    @Override
    public IBinder onBind(Intent arg0) 
        return null;
    

    @Override
    public void onCreate() 
        if (mediaPlayer == null) 
            mediaPlayer = MediaPlayer.create(this, uri); // uri 为要播放的歌曲的路径
            super.onCreate();
        
    

    @Override
    public int onStartCommand(Intent intent, int flags, int startId) 
        mediaPlayer.start();
        return START_STICKY;
    

    @Override
    public void onDestroy() 
        mediaPlayer.stop();
        super.onDestroy();
    

      由于我们是通过Started启动Service，所以onBind()返回的是NULL。
      其实，onStartCommand()中的代码是我们Service主要的操作，它会在每次Service运行的时候被调用，而onCreate()是当Service第一次被创建的时候才会被调用，当Service已经在运行的时候，不会调用该方法，可以将一些初始化的操作放在这里。

      定义好Service后，我们就可以在Activity中启动该Service:

Intent intent = new Intent(this, MyService.class);
startService(intent);

      这就像是在Activity中跳转到另一个Activity一样。
      看上去Service就好像是在Activity中新开一个Thread一样，事实上，这两者也是挺像的，那么，我们是如何确定我们需要的是Thread还是Service？

      如果是当用户使用我们的应用程序，像是点击按钮的时候，才执行一个在主线程外面的操作，我们需要的就是一个Thread而不是Service。

      还是我们上面的例子，如果我们想要播放音乐是在我们应用程序运行的时候，那么我们可以再onCreate()中新建一个Thread,然后在onStartCommand()中开始该Thread，接着是在onStop()中停止该Thread。这样的做法非常自然，是一般的新手都会想到的，但是android鼓励我们使用AsyncTask或者HandlerThread来处理这个过程。关于这个话题，我们还是放在其他文章里讲吧，毕竟这是一个不小的话题。

      当我们开启了一个Service，我们就有义务去决定什么时候关闭该Service。可以通过stopSelf()让Service自己关闭自己或者调用stopService()来关闭该Service。

      当内存不够的时候，系统也会自动关闭Service。这时系统是如何选择哪些Service应该被关闭呢？如果一个Service被绑定到Activity并且得到用户的焦点，那么它就很少可能会被关闭，但如果它是被声明运行在前台，它就永远也不可能会被关闭。

      知道这个事实对我们有什么用呢？当然是考虑如果内存足够的时候我们如何重启Service。

      解决这个问题的关键就在于onStartCommand()的返回值。

      onStartCommand()指定要求返回一个整数值，这个整数值描述的就是系统应该以何种方式来重启该Service，一共有下面三种方式：

1.START_NOT_STICKY：系统在关闭Service后，不需要重新创建该Service，除非我们传递Intent要求创建Service。这是避免不必要的Service运行的最安全的方式，因为我们可以自己指定什么时候重新启动该Service。

2.START_STICKY:要求重新创建Service并且系统会通过一个空的Intent来调用onStartCommand()除非我们传递Intent。我们看到，上面的例子就使用了该返回值，这样当音乐播放被停止后，重新启动的时候就会重新播放音乐。

3.START_REDELIVER_INTENT:这种方式会通过关闭前的Intent来调用onStartCommand()。它非常适合像是下载文件这类的操作，这样当重新启动的时候，就会继续之前的下载而不会丢失之前的下载进度。

      关闭Service有两种方式：stopSelf()和stopService()，它们是有区别的，而且区别非常大。如果我们在一个应用程序中开启了多个Service，那么我们就不能贸然的使用stopService()来关闭Service，因为前一个Service的关闭可能会影响到后面Service的使用。这时我们就需要使用stopSelf(int startId)来决定关闭哪个Service。

      关闭Service是非常重要的，这对于减少内存消耗和电量消耗来说，都是一件好事。

     Service是在后台运行的，但是有时候我们需要向用户发送一些提示，像是下载完成之类的，这时就可以通过Toast或者Status Bar了。

     我们上面提到，Service可以运行在前台，这点就非常奇怪了：Service不是后台运行的吗？其实不然，有时候我们也想要清楚的知道Service的进度，像是下载文件的进度或者歌曲的播放进度。这种Service一般都会在android手机上显示"正在进行的"的提示框里可以看到(就是我们手机上可以拉下来的那个框)。

     这种Service一般都是通过Status Bar来提示进度，只有Service完成工作后才会消失：

Notification notification = new Notification(R.drawable.icon, getText(R.string.ticker_text),
        System.currentTimeMillis());
Intent notificationIntent = new Intent(this, MyService.class);
PendingIntent pendingIntent = PendingIntent.getActivity(this, 0, notificationIntent, 0);
notification.setLatestEventInfo(this, getText(R.string.notification_title),
        getText(R.string.notification_message), pendingIntent);
startForeground(ONGOING_NOTIFICATION_ID, notification);

      关键的方法就是startForeground()，它需要两个参数：唯一标识notification的id(不能为0)以及Status Bar的Notification。

      当然，我们可以通过stopForeground()方法来停止Service在前台的显示，该方法并不会停止该Service。

      要想使用Started Service，我们除了继承自Service之外，还可以继承自另一个类：IntentService。

      IntentService是Service的子类。我们一般都是一个Intent就开启一个Service,但是IntentService是专门有一个线程来处理所有的开启请求，每次处理一个。这是我们需要在应用程序中开启多个Service但又想避免多线程的最佳选择。

public class MyService extends IntentService 
    MediaPlayer mediaPlayer = null;

    public MyService() 
        super("MyService");
    

    @Override
    protected void onHandleIntent(Intent intent) 
        if (mediaPlayer == null) 
            mediaPlayer = MediaPlayer.create(this, uri);
        // uri 为要播放的歌曲的路径
        mediaPlayer.start();
    

      和继承自Service不一样，我们需要一个构造器，该构造器的主要作用就是为工作线程命名。
      我们仅需要覆写onHandleIntent()一个方法，因为该方法会为我们处理所有的Intent，并且会在处理完毕后关闭该Service。

      IntentService就像是一个封装好的Service，方便我们处理多个Intent的情况，但如果我们想要覆写其他方法，也是可以的，但要确保每个方法最后都有调用super的实现。

      接下来我们要讲的就是Bound Service。

      要想创建Bound Service，我们就必须定义一个IBinder，它用于说明客户端是如何和服务通信的。Bound Service是一个非常大的话题，因为它涉及到本地服务还有远程服务。我们先从简单的本地服务开始：

public class LocalService extends Service 
    // Binder given to clients
    private final IBinder mBinder = new LocalBinder();
    // Random number generator
    private final Random mGenerator = new Random();

    /**
     * Class used for the client Binder.  Because we know this service always
     * runs in the same process as its clients, we don't need to deal with IPC.
     */
    public class LocalBinder extends Binder 
        LocalService getService() 
            // Return this instance of LocalService so clients can call public methods
            return LocalService.this;
        
    

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

    /** method for clients */
    public int getRandomNumber() 
      return mGenerator.nextInt(100);
    

      这个例子非常简单，就是为每个绑定到该服务的客户产生一个0-100的随机数。

      我们首先必须提供一个IBinder的实现类，该类返回的是我们Service的一个实例，这是为了方便客户调用Service的公共方法，接着我们在onBind()方法中返回这个IBinder的实现类。
      这种做法适合Service只在应用程序内部共享，我们可以这样使用这个Service:

public class BindingActivity extends Activity 
    LocalService mService;
    boolean mBound = false;

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) 
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.main);
    

    @Override
    protected void onStart() 
        super.onStart();
        // Bind to LocalService
        Intent intent = new Intent(this, LocalService.class);
        bindService(intent, mConnection, Context.BIND_AUTO_CREATE);
    

    @Override
    protected void onStop() 
        super.onStop();
        // Unbind from the service
        if (mBound) 
            unbindService(mConnection);
            mBound = false;
        
    

    /** Called when a button is clicked (the button in the layout file attaches to
      * this method with the android:onClick attribute) */
    public void onButtonClick(View v) 
        if (mBound) 
            // Call a method from the LocalService.
            // However, if this call were something that might hang, then this request should
            // occur in a separate thread to avoid slowing down the activity performance.
            int num = mService.getRandomNumber();
            Toast.makeText(this, "number: " + num, Toast.LENGTH_SHORT).show();
        
    

    /** Defines callbacks for service binding, passed to bindService() */
    private ServiceConnection mConnection = new ServiceConnection() 

        @Override
        public void onServiceConnected(ComponentName className,
                IBinder service) 
            // We've bound to LocalService, cast the IBinder and get LocalService instance
            LocalBinder binder = (LocalBinder) service;
            mService = binder.getService();
            mBound = true;
        

        @Override
        public void onServiceDisconnected(ComponentName arg0) 
            mBound = false;
        
    ;

       我们通过bindService()将Activity和Service绑定到一起，接着必须定义一个ServiceConnection,为的就是通过绑定的IBinder的getService()方法来获得Service，然后我们再调用Service的getRandomNumber()。使用完后，我们需要通过unbindService()来解除绑定。

       这里充分利用了回调的价值。

       这种方式仅仅适合客户和服务都在同一个应用程序和一个进程内，像是音乐程序的后台播放。

       结合我们上面有关Started Service的讨论，我们知道，可以用两种方式来开启服务，StartedService完全可以变成Bound Service，这样我们就不用显式的关闭服务，当没有任何客户和该Service绑定的时候，系统会自动的关闭该Service。但如果我们在一个Started Service中也同样使用了onBind()呢？像是这样的情况：我们在一个音乐播放程序中利用Started Service开启音乐播放，然后用户离开程序后，音乐会在后台播放，当用户重新返回到程序中时，Activity可以绑定到Service上以便对音乐进行控制。我们可以使用onRebind()方法来做到这点。

               这就是既是Started Service又是Bound Service的整个生命周期。

       但我们有时候需要和远程的进程进行通信，这时就需要使用Messenger,这是为了实现进程间通信但又不想使用AIDL的唯一方式。

       我们还是先来个简单例子：

public class MessengerService extends Service 
    /** Command to the service to display a message */
    static final int MSG_SAY_HELLO = 1;

    /**
     * Handler of incoming messages from clients.
     */
    class IncomingHandler extends Handler 
        @Override
        public void handleMessage(Message msg) 
            switch (msg.what) 
                case MSG_SAY_HELLO:
                    Toast.makeText(getApplicationContext(), "hello!", Toast.LENGTH_SHORT).show();
                    break;
                default:
                    super.handleMessage(msg);
            
        
    

    /**
     * Target we publish for clients to send messages to IncomingHandler.
     */
    final Messenger mMessenger = new Messenger(new IncomingHandler());

    /**
     * When binding to the service, we return an interface to our messenger
     * for sending messages to the service.
     */
    @Override
    public IBinder onBind(Intent intent) 
        Toast.makeText(getApplicationContext(), "binding", Toast.LENGTH_SHORT).show();
        return mMessenger.getBinder();
    

     可以看到，我们必须先在Service里面实现一个Handler，然后将这个Handler传递给Messenger，然后在onBind()中返回的是该Messenger的getBinder()的返回值。 

public class ActivityMessenger extends Activity 
    /** Messenger for communicating with the service. */
    Messenger mService = null;

    /** Flag indicating whether we have called bind on the service. */
    boolean mBound;

    /**
     * Class for interacting with the main interface of the service.
     */
    private ServiceConnection mConnection = new ServiceConnection() 
        public void onServiceConnected(ComponentName className, IBinder service) 
            // This is called when the connection with the service has been
            // established, giving us the object we can use to
            // interact with the service.  We are communicating with the
            // service using a Messenger, so here we get a client-side
            // representation of that from the raw IBinder object.
            mService = new Messenger(service);
            mBound = true;
        

        public void onServiceDisconnected(ComponentName className) 
            // This is called when the connection with the service has been
            // unexpectedly disconnected -- that is, its process crashed.
            mService = null;
            mBound = false;
        
    ;

    public void sayHello(View v) 
        if (!mBound) return;
        // Create and send a message to the service, using a supported 'what' value
        Message msg = Message.obtain(null, MessengerService.MSG_SAY_HELLO, 0, 0);
        try 
            mService.send(msg);
         catch (RemoteException e) 
            e.printStackTrace();
        
    

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) 
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.main);
    

    @Override
    protected void onStart() 
        super.onStart();
        // Bind to the service
        bindService(new Intent(this, MessengerService.class), mConnection,
            Context.BIND_AUTO_CREATE);
    

    @Override
    protected void onStop() 
        super.onStop();
        // Unbind from the service
        if (mBound) 
            unbindService(mConnection);
            mBound = false;
        
    

      Activity所要做的就是闯将一个Messenger，该Messenger拥有Service返回的IBinder，接着就是发送消息给Service，然后Service中的Handler根据消息进行处理。我们可以看到，Messenger之所以能够实现进程间的通信，靠的还是Handler。
      如果是为实现进程间的通信，我们可以使用Android Interface Definition Language(AIDL)。这个是个大话题，它体现的是一种编程思想，就是将对象分解成操作系统能够理解和执行的基元，像是上面的Messenger，实际上也是建立在AIDL的基础上。Messenger实际上是在一个单独的线程里创建客户的请求队列，所以Service每次只能接收到一个请求。但是，如果我们想要我们的Service能够处理多个请求，那么我们可以直接使用AIDL，也就是说，我们的Service就会成为多线程，相应的线程安全问题也随之而来。这真的是一件麻烦事！

       要使用AIDL，我们必须建立.aidl文件，然后在这个文件中定义我们的接口，Android SDK工具会使用该文件去创建一个abstract class去实现这个接口，并且处理IPC，我们唯一要做的就是继承这个abstract class。

       这就是远程代理模式的运用。

       关于AIDL，这里不会涉及到太多东西，因为大部分的程序是不鼓励使用的，毕竟它是多线程的，很容易出现问题，而且如果我们的程序出现多线程，基本上可以认定，我们的程序设计是有问题的。 

      Service的基本内容大概就是这样，具体的设计问题得到具体的情景才能知道，但万变不离其宗，只要我们知道基础，就算一时间解决不了复杂的问题，也可以有个思绪。