Android官方文档之Services

Posted 2020-07-19 他叫小黑

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了Android官方文档之Services相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

本文将介绍Services的定义、创建、启动、绑定、前台Service等相关内容。

Service是android中一个类，它是Android四大组件之一，使用Service可以在后台执行长时间的操作，Service并不与用户产生UI交互。其他的应用组件可以启动Service，即便用户切换了其他应用，启动的Service仍可在后台运行。一个组件可以与Service绑定并与之交互，甚至是跨进程通信（IPC）。例如，一个Service可以在后台执行网络请求、播放音乐、执行文件读写操作或者与 content provider交互等。

Services两种启动形式

Started：其他应用组件（如 Activity）通过调用 startService() 启动一个Service。一旦启动，Service将一直运行在后台（run in the background indefinitely）即便启动Service的组件已被destroy。通常，一个被start的Service会在后台执行单独的操作，也并不给启动它的组件返回结果。例如，它可能通过网络下载或上传文件。操作完成后，服务会自行停止运行。
Bound：其他组件调用bindService()方法绑定一个Service。通过绑定方式启动的Service是一个client-server结构，该Service可以与绑定它的组件进行交互、发送请求、获取结果，甚至是利用进程间通信 (IPC) 跨进程执行这些操作。一个bound service仅在有组件与其绑定时才会运行（A bound service runs only as long as another application component is bound to it），多个组件可与一个service绑定，service不再与任何组件绑定时，该service会被destroy。

service也可以同时在上述两种方式下运行。这涉及到Service中两个回调方法的执行：onStartCommand()（通过start方式启动一个service时回调的方法）、onBind()（通过bind方式启动一个service回调的方法）。

无论通过那种方式启动service（start、bind、start&bind），任何组件（甚至其他应用的组件）都可以使用service。并通过Intent传递参数。当然，您也可以将Service在manifest文件中配置成私有的，不允许其他应用访问。

注意：Service运行在主线程中（A service runs in the main thread of its hosting process），Service并不是一个新的线程，也不是新的进程。也就是说，若您需要在Service中执行较为耗时的操作（如播放音乐、执行网络请求等），需要在Service中创建一个新的线程。这可以防止ANR的发生，同时主线程可以执行正常的UI操作。

Service基础知识

为了创建Service，需要继承Service类。并重写它的回调方法，这些回调方法反应了Service的生命周期，并提供了绑定Service的机制。最重要的Service的生命周期回调方法如下所示：

onStartCommand()：当其他组件调用startService()方法请求启动Service时，该方法被回调。一旦Service启动，它会在后台独立运行。当Service执行完以后，需调用stopSelf() 或 stopService()方法停止Service。（若您只希望bind Service，则无需调用这些方法）
onBind()：当其他组件调用bindService()方法请求绑定Service时，该方法被回调。该方法返回一个IBinder接口，该接口是Service与绑定的组件进行交互的桥梁。若Service未绑定其他组件，该方法应返回null。
onCreate()：当Service第一次创建时，回调该方法。该方法只被回调一次，并在onStartCommand() 或 onBind()方法被回调之前执行。若Service处于运行状态，该方法不会回调。
onDestroy()：当Service被销毁时回调，在该方法中应清除一些占用的资源，如停止线程、接触绑定注册的监听器或broadcast receiver等。该方法是Service中的最后一个回调。

如果某个组件通过调用startService()启动了Service（系统会回调onStartCommand()方法），那么直到在Service中手动调用stopSelf()方法、或在其他组件中手动调用stopService()方法，该Service才会停止。

如果某个组件通过调用bindService()绑定了Service（系统不会回调onStartCommand()方法），只要该组件与Service处于绑定状态，Service就会一直运行，当Service不再与组件绑定时，该Service将被destroy。

仅当内存过低且必须回收系统资源以供具有用户焦点的 Activity 使用时，Android 系统才会强制停止服务。如果将服务绑定到具有用户焦点的 Activity，则它不太可能会终止；如果将服务声明为在前台运行（稍后讨论），则它几乎永远不会终止。否则，当创建了一个长时间在后台运行的Service后，系统会降低该Service在后台任务栈中的级别——这意味着它容易被kill（lower its position in the list of background tasks over time and the service will become highly susceptible to killing），所以在开发Service时，需要使Service变得容易被restart，因为一旦Service被kill，再restart它需要其资源可用时才行（restarts it as soon as resources become available again ），当然这也取决于onStartCommand()方法返回的值，这将在后续介绍。

在manifest文件中注册Service

如同 Activity（以及其他组件）一样，您必须在应用的清单文件中声明所有服务。
要声明服务，请添加 < service> 元素作为 < application> 元素的子元素。例如：

<manifest ... >
  ...
  <application ... >
      <service android:name=".ExampleService" />
      ...
  </application>
</manifest>

您还可将其他属性包括在元素中，以定义一些特性，如启动服务及其运行所在进程所需的权限。android:name 属性是唯一必需的属性，用于指定服务的类名。应用一旦发布，即不应更改此类名，如若不然，可能会存在因依赖显式 Intent 启动或绑定服务而破坏代码的风险。

注意：为了保证应用的安全，请使用显式Intent启动或绑定一个Service，请不要在< service>标签中配置intent-filter。

若不确定该启动哪个Service，那么可以在中配置intent-filter，并在Intent中排除该Service（supply intent filters for your services and exclude the component name from the Intent），但必须调用Intent的setPackage()方法，来为启动的service消除歧义（provides sufficient disambiguation for the target service）。

注：setPackage()方法传入一个String参数，代表一个包名。该方法表示该Intent对象只能在传入的这个包名下寻找符合条件的组件，若传入null，则表示可以在任意包下寻找。

start方式启动Service

启动服务由另一个组件通过调用 startService() 启动，这会导致调用服务的 onStartCommand() 方法。服务启动之后，其生命周期即独立于启动它的组件，并且可以在后台无限期地运行，即使启动服务的组件已被销毁也不受影响。因此，服务应通过调用 stopSelf() 结束工作来自行停止运行，或者由另一个组件通过调用 stopService() 来停止它。
startService()方法中传入一个Intent参数，用于显式指定目标Service的名字，并携带data以供Service使用，该Intent参数将回传至onStartCommand()方法中。
比如说，Activity需要向在线数据库中上传数据，那么可以调用startService()启动一个Service，并将数据传入Intent的data中，接着，onStartCommand()方法会接收这个Intent并开启一个线程将数据上传至网络，当数据上传完成后，该Service将停止并被destroy。

注意：默认情况下，服务与服务声明所在的应用运行于同一进程，而且运行于该应用的主线程中。因此，如果服务在用户与来自同一应用的 Activity 进行交互时执行密集型或阻止性操作，则会降低 Activity 性能。为了避免影响应用性能，您应在服务内启动新线程。

一般使用如下两种方式创建一个start Service：

继承Service类：这是适用于所有服务的基类。扩展此类时，必须在Service中开启线程来执行耗时操作，因为默认情况下，服务将使用应用的主线程，这会降低应用正在运行的所有 Activity 的性能。
继承IntentService类：IntentService继承于Service，如果你不要求服务同时处理多个请求，那么使用IntentService将是最好选择。你只需要重写onHandleIntent()方法，该方法接收一个回传的Intent参数，你可以在方法内进行耗时操作，因为它默认开启了一个子线程，操作执行完成后也无需手动调用stopSelf()方法，onHandleIntent()会自动调用该方法。

继承IntentService类

在大多数情况下，start Service并不会同时处理多个请求（don’t need to handle multiple requests simultaneously），因为处理多线程较为危险（a dangerous multi-threading scenario），所以继承IntentService类带创建Service是个不错选择。

IntentService 执行以下操作：

创建默认的工作线程，用于在应用的主线程外执行传递给 onStartCommand() 的所有 Intent。
创建工作队列，用于将一个 Intent 逐一传递给 onHandleIntent() 实现，这样您就永远不必担心多线程问题。
在处理完所有启动请求后停止服务，因此您永远不必调用 stopSelf()。
提供 onBind() 的默认实现（返回 null）。
提供 onStartCommand() 的默认实现，可将 Intent 依次发送到工作队列和 onHandleIntent() 实现。

综上所述，您只需实现 onHandleIntent() 来完成客户端提供的工作即可。（不过，你还需要为服务提供构造函数。）实例如下：

public class HelloIntentService extends IntentService {

  /**
   * A constructor is required, and must call the super IntentService(String)
   * constructor with a name for the worker thread.
   */
  public HelloIntentService() {
      super("HelloIntentService");
  }

  /**
   * The IntentService calls this method from the default worker thread with
   * the intent that started the service. When this method returns, IntentService
   * stops the service, as appropriate.
   */
  @Override
  protected void onHandleIntent(Intent intent) {
      // Normally we would do some work here, like download a file.
      // For our sample, we just sleep for 5 seconds.
      long endTime = System.currentTimeMillis() + 5*1000;
      while (System.currentTimeMillis() < endTime) {
          synchronized (this) {
              try {
                  wait(endTime - System.currentTimeMillis());
              } catch (Exception e) {
              }
          }
      }
  }
}

如果您还希望在IntentService的继承类中重写其他生命周期方法，如onCreate()、onStartCommand() 或 onDestroy()，那么请先调用各自的父类方法以保证子线程能够正常启动。

比如，要实现onStartCommand()方法，需返回其父类方法（即，如何将 Intent 传递给 onHandleIntent()）：

@Override
public int onStartCommand(Intent intent, int flags, int startId) {
    Toast.makeText(this, "service starting", Toast.LENGTH_SHORT).show();
    return super.onStartCommand(intent,flags,startId);
}

除onHandleIntent()外，onBind()方法也无需调用其父类方法（仅当服务允许绑定时，才需要实现该方法）。

Service类

如果您需要在Service中执行多线程而不是处理一个请求队列（perform multi-threading instead of processing start requests through a work queue），那么需要继承Service类，分别处理每个Intent。

为了便于比较，以下提供了 Service 类实现的代码示例，该类执行的工作与上述使用 IntentService 的示例完全相同。在Service中执行操作时，处理每个请求都需要开启一个线程，并且同一时刻一个线程只能处理一个请求（ for each start request, it uses a worker thread to perform the job and processes only one request at a time）。

public class HelloService extends Service {
  private Looper mServiceLooper;
  private ServiceHandler mServiceHandler;

  // Handler that receives messages from the thread
  private final class ServiceHandler extends Handler {
      public ServiceHandler(Looper looper) {
          super(looper);
      }
      @Override
      public void handleMessage(Message msg) {
          // Normally we would do some work here, like download a file.
          // For our sample, we just sleep for 5 seconds.
          long endTime = System.currentTimeMillis() + 5*1000;
          while (System.currentTimeMillis() < endTime) {
              synchronized (this) {
                  try {
                      wait(endTime - System.currentTimeMillis());
                  } catch (Exception e) {
                  }
              }
          }
          // Stop the service using the startId, so that we don't stop
          // the service in the middle of handling another job
          stopSelf(msg.arg1);
      }
  }

  @Override
  public void onCreate() {
    // Start up the thread running the service.  Note that we create a
    // separate thread because the service normally runs in the process's
    // main thread, which we don't want to block.  We also make it
    // background priority so CPU-intensive work will not disrupt our UI.
    HandlerThread thread = new HandlerThread("ServiceStartArguments",
            Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND);
    thread.start();

    // Get the HandlerThread's Looper and use it for our Handler
    mServiceLooper = thread.getLooper();
    mServiceHandler = new ServiceHandler(mServiceLooper);
  }

  @Override
  public int onStartCommand(Intent intent, int flags, int startId) {
      Toast.makeText(this, "service starting", Toast.LENGTH_SHORT).show();

      // For each start request, send a message to start a job and deliver the
      // start ID so we know which request we're stopping when we finish the job
      Message msg = mServiceHandler.obtainMessage();
      msg.arg1 = startId;
      mServiceHandler.sendMessage(msg);

      // If we get killed, after returning from here, restart
      return START_STICKY;
  }

  @Override
  public IBinder onBind(Intent intent) {
      // We don't provide binding, so return null
      return null;
  }

  @Override
  public void onDestroy() {
    Toast.makeText(this, "service done", Toast.LENGTH_SHORT).show();
  }
}

因为是由您自己处理对 onStartCommand() 的每个调用，因此可以同时执行多个请求。此示例并未这样做，但如果您希望如此，则可为每个请求创建一个新线程，然后立即运行这些线程（而不是等待上一个请求完成）。

请注意，onStartCommand() 方法必须返回整型数。整型数是一个值，用于描述系统应该如何在服务终止的情况下继续运行服务（如上所述，IntentService 的默认实现将为您处理这种情况，不过您可以对其进行修改）。从 onStartCommand() 返回的值必须是以下常量之一：

START_NOT_STICKY：若执行完onStartCommand()方法后，系统就kill了service，不要再重新创建service，除非系统回传了一个pending intent。这避免了在不必要的时候运行service，您的应用也可以restart任何未完成的操作。
START_STICKY：若系统在onStartCommand()执行并返回后kill了service，那么service会被recreate并回调onStartCommand()。但是不要重新传递最后一个Intent（do not redeliver the last intent）。相反，系统回调onStartCommand()时回传一个空的Intent，除非有 pending intents传递，否则Intent将为null。该模式适合做一些类似播放音乐的操作。
START_REDELIVER_INTENT：若系统在onStartCommand()执行并返回后kill了service，那么service会被recreate并回调onStartCommand()并将最后一个Intent回传至该方法。任何 pending intents都会被轮流传递。该模式适合做一些类似下载文件的操作。

启动服务

可以结合使用显式 Intent 与 startService()，启动上文中的示例服务 (HelloSevice)：

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

startService(intent)方法将立即返回，并回调onStartCommand()（请不要手动调用该方法），若该Service未处于运行状态，系统将首先回调onCreate()，接着再回调onStartCommand()。若您希望Service可以返回结果，那么需要通过调用getBroadcast 返回的PendingIntent启动Service（将PendingIntent包装为Intent），service可使用broadcast 传递结果。
多个启动Service的请求可能导致onStartCommand()多次调用，但只需调用stopSelf() 、 stopService()这两个方法之一，就可停止该服务。

停止服务

一个启动的Service必须管理自己的生命周期。系统不会主动stop或destroy一个运行的Service，除非系统内存紧张，否则，执行完onStartCommand()方法后，Service依然运行。停止Service必须手动调用stopSelf()（在Service中）或调用stopService()（在启动组件中）。
一旦调用了上述两种方法之一，系统会尽快destroy该Service（as soon as possible）。

如果服务同时处理多个 onStartCommand() 请求，则您不应在处理完一个启动请求之后停止服务，因为您可能已经收到了新的启动请求（在第一个请求结束时停止服务会终止第二个请求）。为了避免这一问题，您可以使用 stopSelf(int) 确保服务停止请求始终基于最近的启动请求。也就说，在调用 stopSelf(int) 时，传递与停止请求的 ID 对应的启动请求的 ID（传递给 onStartCommand() 的 startId）。然后，如果在您能够调用 stopSelf(int) 之前服务收到了新的启动请求， ID 就不匹配，服务也就不会停止。

注意：为了避免浪费系统资源和消耗电池电量，应用必须在工作完成之后停止其服务。如有必要，其他组件可以通过调用 stopService() 来停止服务。即使为服务启用了绑定，一旦服务收到对 onStartCommand() 的调用，您始终仍须亲自停止服务。

创建绑定Service

通过其他组件调用bindService()方法可以绑定一个Service以保持长连接（long-standing connection），这时一般不允许其他组件调用startService()启动Service。

当其他组件需要与Service交互或者需要跨进程通信时，可以创建一个bound Service。

为创建一个bound Service，必须重写onBind()回调，该方法返回一个IBinder接口。该接口时组件与Service通信的桥梁。组件调用bindService()与Service绑定，该组件可获取IBinder接口，一旦获取该接口，就可以调用Service中的方法。一旦没有组件与Service绑定，系统将destroy它，您不必手动停止它。

为创建一个bound Service，必须定义一个接口，该接口指定组件与Service如何通信。定义的接口在组件与Service之间，且必须实现IBinder接口。这正是onBind()的返回值。一旦组件接收了IBinder，组件与Service便可以开始通信。

多个组件可同时与Service绑定，当组件与Service交互结束后，可调用unbindService()方法解绑。bound Service比start Service要复杂，故我将在后续单独翻译。

向用户发送通知

运行中的Service可以通过Toast Notifications 或 Status Bar Notifications 向用户发送通知。Toast是一个可以短时间弹出的提醒框。Status Bar是顶部状态栏中出现的带有图标的信息，用户可以通过下拉状态栏获得具体信息并执行某些操作（如启动Activity）。

通常，Status Bar用于通知某些操作已经完成，如下载文件完成。当用户下拉状态栏后，点击该通知，可获取详细内容，如查看该下载的文件。

运行前台Service

前台Service用于动态通知消息，如天气预报。该Service不易被kill。前台Service必须提供status bar，只有前台Service被destroy后，status bar才能消失。
举例来说，一个播放音乐的Service必须是前台Service，只有这样用户才能确知其运行状态。为前台Service提供的status bar可以显示当前音乐的播放状态，并可以启动播放音乐的Activity。

调用startForeground()可以启动前台Service。该方法接收两个参数，参数一是一个int型变量，用户指定该通知的唯一性标识，而参数二是一个Notification用于配置status bar，示例如下：

Notification notification = new Notification(R.drawable.icon, getText(R.string.ticker_text),
        System.currentTimeMillis());
Intent notificationIntent = new Intent(this, ExampleActivity.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);

注意：提供给 startForeground() 的整型 ID 不得为 0。

调用stopForeground()来移除（remove）前台Service。该方法需传入一个boolean型变量，表示是否也一并清除status bar上的notification（indicating whether to remove the status bar notification as well）。该方法并不会停止Service。但是，如果停止正在前台运行的Service，那么notification 也一并被清除。

管理Service生命周期

从Service的启动到销毁，有两种路径：

A started service：需手动停止。该服务在其他组件调用 startService() 时创建，然后无限期运行，且必须通过调用 stopSelf() 来自行停止运行。此外，其他组件也可以通过调用 stopService() 来停止服务。服务停止后，系统会将其销毁。
A bound service：可自动停止。该服务在另一个组件（客户端）调用 bindService() 时创建。然后，客户端通过 IBinder 接口与服务进行通信。客户端可以通过调用 unbindService() 关闭连接。多个客户端可以绑定到相同服务，而且当所有绑定全部取消后，系统即会销毁该服务。

这两条路径并不是毫不相干的：当调用startService()start一个Service后，您仍可以bind该Service。例如，可以通过使用 Intent（标识要播放的音乐）调用 startService() 来启动后台音乐服务。随后，可能在用户需要稍加控制播放器或获取有关当前播放歌曲的信息时，Activity 可以通过调用 bindService() 绑定到服务。在这种情况下，除非所有客户端均取消绑定，否则 stopService() 或 stopSelf() 不会真正停止服务。
Service生命周期

实现Service的生命周期回调

与 Activity 类似，服务也拥有生命周期回调方法，您可以实现这些方法来监控服务状态的变化并适时执行工作。以下框架服务展示了每种生命周期方法：

public class ExampleService extends Service {
    int mStartMode;       // indicates how to behave if the service is killed
    IBinder mBinder;      // interface for clients that bind
    boolean mAllowRebind; // indicates whether onRebind should be used

    @Override
    public void onCreate() {
        // The service is being created
    }
    @Override
    public int onStartCommand(Intent intent, int flags, int startId) {
        // The service is starting, due to a call to startService()
        return mStartMode;
    }
    @Override
    public IBinder onBind(Intent intent) {
        // A client is binding to the service with bindService()
        return mBinder;
    }
    @Override
    public boolean onUnbind(Intent intent) {
        // All clients have unbound with unbindService()
        return mAllowRebind;
    }
    @Override
    public void onRebind(Intent intent) {
        // A client is binding to the service with bindService(),
        // after onUnbind() has already been called
    }
    @Override
    public void onDestroy() {
        // The service is no longer used and is being destroyed
    }
}

注：与 Activity 生命周期回调方法不同，您不需要调用这些回调方法的超类实现。

在两条生命周期路径中，都包含了两个嵌套的生命周期：

完整生命周期（ entire lifetime
）：从onCreate()被调用到onDestroy()返回。与Activity类似，一般在onCreate()中做一些初始化工作，而在onDestroy()做一些资源释放工作。如，若Service在后台播放一个音乐，就需要在onCreate()方法中开启一个线程启动音乐，并在onDestroy()中结束线程。无论是startService()
还是 bindService()启动Service，onCreate() 和 onDestroy()均会被回调。
活动生命周期（active lifetime）：从onStartCommand() 或
onBind()回调开始。由相应的startService() 或 bindService()调用。若是Start
Service，那么Service的活动生命周期结束就意味着其完整生命周期结束（the active lifetime ends the
same time that the entire lifetime
ends），即便onStartCommand()返回后，Service仍处于活动状态；若是bound
Service，那么当onUnbind()返回时，Service的活动生命周期结束。

注意：针对Start Service，由于Service中没有类似onStop()的回调，所以在调用stopSelf() 或 stopService()后，只有onDestroy()被回调标志着Service已停止。

以上是关于Android官方文档之Services的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章

Android官方文档之App Resources（中）

Android官方文档之App Resources（下）

Android官方文档之App Resources（上）

Android官方开发文档Training系列课程中文版：OpenGL绘图之图形绘制

Android官方开发文档Training系列课程中文版：OpenGL绘图之环境配置

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