Android官方文档之Bound Services

Posted 2020-07-07 vanpersie_9987

绑定式Service在CS结构中扮演着Server的角色。绑定式Service允许其他组件（如Activity）绑定该Service、发送请求、接收响应、甚至IPC通信（ interprocess communication）。绑定式Service通常服务于其他应用程序的组件、且没有明确的后台的概念（does not run in the background indefinitely）。

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本文将介绍bound Service的相关内容，包括其创建、与其他应用组件如何绑定 等。有关Service的基础内容，您可以参考我翻译的官方文档：《Android官方文档之Services》；如需访问bound Service的官方原文，您可以点击这个链接：《Bound Services》。

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绑定式Service基础（The Basics）

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绑定式Service是一个继承于Service的类。它可以与其他应用交互。为了实现绑定Service，您必须重写onBind()方法。该方法返回一个IBinder接口，此接口是绑定式Service与其它应用组件交互的桥梁。

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其它应用组件可调用bindService()方法绑定Service。该方法需要传入的参数中包含一个实现了ServiceConnection接口的对象。该对象监控着组件与Service的绑定状态（which monitors the connection with the service）。bindService()方法并不返回数据，而一旦系统创建了组件与Service的连接，ServiceConnection接口中的方法onServiceConnected()将被回调，此时实现了IBinder接口的对象将传递至组件中，这样便实现了Service与绑定组件的通信（to deliver the IBinder that the client can use to communicate with the service）。

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Service可同时与多个组件绑定。然而Service仅在绑定的第一个组件时回调onBind()方法以获得IBinder接口对象，之后与该Service绑定的组件都传递的是同一个IBinder接口对象，而且并不再回调onBind()方法。

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当Service与绑定它的最后一个组件解绑时，系统将该Service 销毁（destroy），当然若Service还使用start方式启动过（调用startService()方法启动），则该Service并不会destroy。

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创建bound Service时，最重要的就是实现onBind()回调方法中的返回接口IBinder，下面将介绍几种不同实现IBinder接口的方式。

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创建绑定式Service（Creating a Bound Service）

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以下列举了三种实现IBinder接口的方式：

• 继承Binder类（Extending the Binder class）：Binder是一个实现了IBinder接口的类。若Service只允许被本应用所在的进程访问（这是大多数情况），您需要继承Binder类，并将该对象作为onBind()方法的返回值。这样，与Service绑定的组件就可以通过该返回对象访问Binder的继承类中的public方法、甚至是Service中的方法（to directly access public methods available in either the Binder implementation or even the Service）。

  若在您的应用程序中，Service仅作为一个在后台工作的组件，那么这种方式最好不过了。除非您需要Service进行跨进程通信。

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• 使用Messenger（Using a Messenger）：如需要使用IBinder进行跨进程通信，您应当为Service创建一个Messenger对象。这样，Service可以定义一个Handler对象以接受不同类型的Message。Handler是Messenger的基础，它可以在客户端与IBinder共享（This Handler is the basis for a Messenger that can then share an IBinder with the client），并允许使用Message对象向Service端发送指令（allowing the client to send commands to the service using Message objects）。除此之外，亦可以在client端定义Messenger，这样Service端可以回传信息。

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• 使用AIDL（Using AIDL）：AIDL（android Interface Definition Language）是Android接口定义语言的缩写。大多数应用程序并不应该使用AIDL创建bound Service，因为这需要应用程序有处理多线程的能力，而这会使应用程序变得复杂，在本文中并不打算具体介绍AIDL，如需访问有关AIDL的官方原文，您可以点击这个链接：《Android Interface Definition Language (AIDL)》。

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继承Binder类（Extending the Binder class）

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若您的Service仅是应用程序内部使用，并不需要跨进程通信，那么可以继承Binder类。这样，与Service绑定的组件可以直接访问Service中的public方法。

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！请注意：这种继承Binder类的方式仅适用于Service与绑定的组件处于同一应用程序或进程的情况，当然这也是最普遍的情况。举例来说，在播放音乐应用程序中，可以使用这种方式将一个Activity与Service绑定，而Service用于在后台播放音乐。

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创建方式：

1. 在Service类中创建一个继承于Binder的内部类。在Service类中定义public方法，以便client端可以访问。在继承于Binder的内部类中返回该Service实例。将该内部类实例作为onBind()返回参数。
2. 在客户端中的onServiceConnected()回调方法中接受Binder对象，并访问Service中的public方法。

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示例如下：

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);
    }
}

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在上例中，LocalBinder提供了getService()方法以获得LocalService实例。这样，client端可以通过该实例访问Service中pubic方法。比如，client端可以访问LocalService中的public方法getRandomNumber()，如下所示：

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;
        }
    };
}

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首先，在Activity的onStart()回调方法中调用bindService()绑定LocalService，这时，LocalService中的onCreate()与onBind()依次回调；接着，ServiceConnection 中的onServiceConnected()方法回调，表示组件与Service已绑定，这时可以通过回传给onServiceConnected()中的IBinder接口对象获得LocalService实例，一旦获得了该实例，便可以调用LocalService中的public方法，如getRandomNumber()方法。

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！请注意：Service应在合适的时候与组件解除绑定，本例中应在onStop()中解除与Service的绑定。

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使用Messenger绑定Service（Using a Messenger）

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当Service需要进行IPC通信时，应在Service中使用Messenger。使用Messenger的方式如下：

• 继承Handler类，并实现回调方法handleMessage()，每当client端访问Service中的方法时，handleMessage()都将回调（receives a callback for each call from a client）。

• 需在Service中创建一个Messenger对象，构造该对象需传入一个Handler参数。

• 调用Messenger的getBinder()返回一个IBinder对象，将该对象作为onBind()回调方法的返回值。

• client端通过onServiceConnected()回传的IBinder参数，构造Messenger对象，并将Message信息传入Messenger对象，发送给Service。

• Service在Handler的handleMessage()方法中接收Message信息。

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按照如此方式，client端并没有显式调用Service中的方法，而是传递了Message对象，并在Service的Handler中接收。

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以下是Service端示例：

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();
    }
}

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以下是client端接收示例：

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;
        }
    }
}

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本例中并未包含Service端向client端发送消息的逻辑，如需要Service答复client发送的消息，需在client端也创建一个Messenger对象，当onServiceConnected()方法被回调时，在send()方法中传入replyTo参数。

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绑定一个Service（Binding to a Service）

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绑定Service是一个异步过程（The binding is asynchronous）：应用程序中的组件调用bindService()绑定一个Service，bindService()立即返回；接着系统回调Service的onBind()方法，而client并不会接收到IBinder参数，为了接收该参数，需要创建一个ServiceConnection实例，并将该实例传入bindService()中，系统会将IBinder回传至ServiceConnection的回调方法中（The ServiceConnection includes a callback method that the system calls to deliver the IBinder）。

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！请注意：只有activities、services、content providers可以绑定Service， broadcast receiver不能绑定Service（you cannot bind to a service from a broadcast receiver）。

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所以，绑定Service应按如下步骤：

• 实现ServiceConnection接口；

  • 实现onServiceConnected()方法：当client与Service建立绑定时，系统回调该方法，并将onBind()返回的IBinder参数回传至该方法中；

  • 实现onServiceDisconnected()方法：当绑定的Service意外终止时（ unexpectedly lost），系统回调该方法，如Service被进程kill或Service崩溃（crashed）。系统若回调unBindService()方法，将不会回调onServiceDisconnected()方法。

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• 调用bindService()，并传入ServiceConnection的实现类对象；

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• 当系统回调onServiceConnected()时，表示client与Service已绑定，此时可以访问Service中的public方法。

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• 系统回调unbindService()，解除绑定。

  • ！请注意：当client与Service绑定时，系统destroy掉client端，这将破坏绑定状态（destruction causes the client to unbind）。好的做法是只要client与Service交互完成，就解除绑定（to unbind the client as soon as it is done interacting with the service）。

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下面的代码片段演示了如何绑定Service：

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LocalService mService;
private ServiceConnection mConnection = new ServiceConnection() {
    // Called when the connection with the service is established
    public void onServiceConnected(ComponentName className, IBinder service) {
        // Because we have bound to an explicit
        // service that is running in our own process, we can
        // cast its IBinder to a concrete class and directly access it.
        LocalBinder binder = (LocalBinder) service;
        mService = binder.getService();
        mBound = true;
    }

    // Called when the connection with the service disconnects unexpectedly
    public void onServiceDisconnected(ComponentName className) {
        Log.e(TAG, "onServiceDisconnected");
        mBound = false;
    }
};

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下面演示了启动绑定的方式：

Intent intent = new Intent(this, LocalService.class);
bindService(intent, mConnection, Context.BIND_AUTO_CREATE);

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其中第三个参数表示绑定的模式，通常为BIND_AUTO_CREATE，表示当Service还尚未处于alive状态时创建该Service。其它可用的参数为BIND_DEBUG_UNBIND、BIND_NOT_FOREGROUND，若不打算指定模式，可传入0。

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需要额外注意的地方（Additional notes）

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• 当连接错误时，系统会抛出DeadObjectException异常，这也是在client端调用Service中的方法时可能抛出的唯一异常（This is the only exception thrown by remote methods）。

• binding 和 unbinding应成对出调用。

  • 若当Activity在前台处于运行状态时，需要与绑定的Service交互，那么应在onStart()方法中bindService()，在onStop()中unbindService()。

  • 若当Activity在后台处于stop状态时，那么应在onCreate()方法中bindService()，在onDestroy()中unbindService()。此时系统将更易kill该Service。

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！请注意：请不要在onResume() 和 onPause()方法中绑定、解绑Service，因为这两个生命周期回调方法经常被回调，频繁的绑定与解绑会降低程序的执行效率。

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管理Bound Service的生命周期（Managing the Lifecycle of a Bound Service）

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当Service不再与任何Client绑定时，系统将回收该Service（除非Service也用Start方式启动了（将回调onStartCommand()方法）），您无需手动管理一个纯bound Service的生命周期（you don’t have to manage the lifecycle of your service if it’s purely a bound service），系统会自动管理。

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无论Service绑定了多少个client，若您还回调了onStartCommand()方法，那么必须显式stop该Service，可以通过在Service中调用stopSelf()方法、或在其他组件中调用stopService()stop该Service。

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若通过两种方式（start、bound）同时启动了一个Service，那么如果希望Service在下一次绑定该client时回调onRebind()方法，应在onUnbind()方法中返回true。按照这种方式，再次与该Service绑定的client仍可以在onServiceConnected()方法中接收到回传的IBinder 参数。如下图所示：

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