Android Service最全面的解析

喜欢ヅ旅行 2022-08-22 06:22 239阅读 0赞

刘明渊的博客地址：http://blog.csdn.net/vanpersie\_9987

[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（ perform long-running operations in the background ），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。

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本文将介绍Services的定义、创建、启动、绑定、前台Service等相关内容，如需访问官方原文，您可以点击这个链接：[《Services》][Services]

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# Services #

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Services有两种启动形式：

*  Started：其他组件调用`startService()`方法启动一个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。比如说，一个start的Service执行在后台下载或上传一个文件的操作，完成之后，Service应自己停止。
 *  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。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。

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当然，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()`][onStartCommand]（通过start方式启动一个service时回调的方法）、[`onBind()`][onBind]（通过bind方式启动一个service回调的方法）。

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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。

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！请注意：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。

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使用Service还是使用Thread？

Service是一个运行在后台的组件，并不与用户交互。您仅在需要的时候创建Service（ create a service only if that is what you need）。   
当用户正在与UI交互时，需要执行一些主线程无法完成的工作，应当创建一个线程。例如当activity正在运行时，需要播放音乐，此时需要在Activity的`onCreate()`中创建线程并在`onStart()`中开启。最后在`onStop()`中停止。您也可以考虑使用`AsyncTask 或 HandlerThread`来替代Thread创建线程。

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## Service基础（The Basics） ##

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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()`][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()`][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()`][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()`][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。

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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。

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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。

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当系统内存低时，系统将强制停止Service的运行；若Service绑定了正在与用户交互的activity，那么该Service将不大可能被系统kill（ less likely to be killed）。如果创建的是前台Service，那么该Service几乎不会被kill（almost never be killed）。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。

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## 在manifest文件中注册service（Declaring a service in the manifest） ##

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在manifest文件中注册service的方式如下：

![Center][]

除此之外，在`<service>`标签中还可以配置其他属性，比如，需要启动该service所需的权限、该service应运行在哪个进程中 等（ permissions required to start the service and the process in which the service should run）。`android:name`属性是唯一不可缺省的，它指定了Service的全限定类名。一旦发布了应用，该类名将不可更改。

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！请注意：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。

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若不确定该启动哪个Service，那么可以在`<service>`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()`][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。

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将`android:exported`属性设为false，表示不允许其他应用程序启动本应用的组件，即便是显式Intent也不行（even when using an explicit intent）。这可以防止其他应用程序启动您的service组件。

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## 使用start方式启动Service（Creating a Started Service） ##

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其他组件调用`startService()`方法可以启动一个Service，接着，Service会回调`onStartCommand()`生命周期方法。`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][Link 1]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。

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一般使用如下两种方式创建一个start Service：

*  继承[`Service类`][Service]：请务必在Service中开启线程来执行耗时操作，因为Service运行在主线程中。
 *  继承[`IntentService类`][IntentService]：`IntentService`继承于`Service`，若Service不需要同时处理多个请求，那么使用`IntentService`将是最好选择：您只需要重写[`onHandleIntent()`][onHandleIntent]方法，该方法接收一个回传的Intent参数，您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。

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### 继承IntentService类（Extending the IntentService class） ###

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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。

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使用`IntentService`的要点如下：

*  默认在子线程中处理回传到`onStartCommand()`方法中的Intent；
 *  在重写的`onHandleIntent()`方法中处理按时间排序的Intent队列，所以不用担心多线程（multi-threading）带来的问题。
 *  当所有请求处理完成后，自动停止service，无需手动调用`stopSelf()`方法；
 *  默认实现了`onBind()`方法，并返回null；
 *  默认实现了`onStartCommand()`方法，并将回传的Intent以序列的形式发送给`onHandleIntent()`，您只需重写该方法并处理Intent即可。

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综上所述，您只需重写`onHandleIntent()`方法即可，当然，还需要创建一个构造方法，示例如下：

![Center 1][]

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：

![Center 2][]

除`onHandleIntent()`外，`onBind()`方法也无需调用其父类方法。

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### 继承Service类（Extending the Service class） ###

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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。

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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）。

![Center 3][]

![Center 4][]

注意到`onStartCommand()`返回一个整形变量，该变量必须是下列常量之一：

*  [`START_NOT_STICKY`][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。

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*  [`START_STICKY`][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()`。dangerous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。

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*  [`START_REDELIVER_INTENT`][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。

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### 启动服务（Starting a Service） ###

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若需要启动Service，见下面所示：

![Center 5][]

`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。

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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。

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### 停止服务（Stopping a service） ###

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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）。

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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）。

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若系统正在处理多个调用`onStartCommand()`请求，那么在启动一个请求时，您不应当在此时停止该Service（you shouldn’t stop the service when you’re done processing a start request）。为了避免这个问题，您可以调用`stopSelf(int)`方法，以确保请求停止的Service时最新的启动请求（ your request to stop the service is always based on the most recent start request）。这就是说，当调用`stopSelf(int)`方法时，传入的ID代表启动请求（该ID会传递至`onStartCommand()`），该ID与请求停止的ID一致。则如果在调用`stopSelf(int)`之前，Service收到一个新的Start请求，ID将无法匹配，Service并不会停止。

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为了节省内存和电量，当Service完成其工作后将其stop很有必要。如有必要，可以在其他组件中调用`stopService()`方法，即便Service处于绑定状态，只要它回调过`onStartCommand()`，也应当主动停止该Service。

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## 创建绑定Service（Creating a Bound Service） ##

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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。

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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。

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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。

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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。

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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。

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## 向用户发送通知（Sending Notifications to the User） ##

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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。二Status Bar是顶部状态栏中出现的太有图标的信息，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。

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## 运行前台Service（Running a Service in the Foreground） ##

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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。

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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。

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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，而参数而是一个[`Notification`][Notification]用于配置status bar，示例如下：

![Center 6][]

！注意：为`startForeground()`设置的ID必须是0。

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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）。该方法并不停止Service，如果停止正在前台运行的Service，那么notification 也一并被清除。

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## Service生命周期（Managing the Lifecycle of a Service） ##

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从Service的启动到销毁，有两种路径：

*  A started service：需手动停止
 *  A bound service：可自动停止

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如下图所示 ：   
![这里写图片描述][20160511090906076]

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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。比如，当播放音乐时，需调用`startService()`启动指定播放的音乐，当需要获取该音乐的播放进度时，有需要调用`bindService()`，在这种情况下，知道Service被unbind ，调用`stopService() 或stopSelf()`都不能停止该Service。

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### 实现Service的生命周期回调（Implementing the lifecycle callbacks） ###

![Center 7][]

这些生命周期方法在使用时无需调用各自的父类方法。

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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。-

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无论是`startService() 还是 bindService()`启动Service，`onCreate() 和 onDestroy()`均会被回调。

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*  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。   
    ！请注意：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。

[Service]: https://developer.android.com/reference/android/app/Service.html
[Android]: http://lib.csdn.net/base/15
[Services]: https://developer.android.com/guide/components/services.html
[onStartCommand]: https://developer.android.com/reference/android/app/Service.html#onStartCommand%28android.content.Intent,%20int,%20int%29
[onBind]: https://developer.android.com/reference/android/app/Service.html#onBind%28android.content.Intent%29
[onCreate]: https://developer.android.com/reference/android/app/Service.html#onCreate%28%29
[onDestroy]: https://developer.android.com/reference/android/app/Service.html#onDestroy%28%29
[Center]: /images/20220722/c433f147fd2a48868b91b9a048c19851.png
[setPackage]: https://developer.android.com/reference/android/content/Intent.html#setPackage%28java.lang.String%29
[Link 1]: http://lib.csdn.net/base/14
[IntentService]: https://developer.android.com/reference/android/app/IntentService.html
[onHandleIntent]: https://developer.android.com/reference/android/app/IntentService.html#onHandleIntent%28android.content.Intent%29
[Center 1]: /images/20220722/e114034ec8ed412099107924ed7aa6e1.png
[Center 2]: /images/20220722/ad3170e7f960495ebad88251dd5ca101.png
[Center 3]: /images/20220722/79d019a06efb4bacb037f9d67a964d35.png
[Center 4]: /images/20220722/7c5a6e6976654f69b7270b4bb4eee046.png
[START_NOT_STICKY]: https://developer.android.com/reference/android/app/Service.html#START_NOT_STICKY
[START_STICKY]: https://developer.android.com/reference/android/app/Service.html#START_STICKY
[START_REDELIVER_INTENT]: https://developer.android.com/reference/android/app/Service.html#START_REDELIVER_INTENT
[Center 5]: /images/20220722/6b2ea4c04f4d4965a83c790ecdf9b5d6.png
[Toast Notifications]: https://developer.android.com/guide/topics/ui/notifiers/toasts.html
[Status Bar Notifications]: https://developer.android.com/guide/topics/ui/notifiers/notifications.html
[Notification]: https://developer.android.com/reference/android/app/Notification.html
[Center 6]: /images/20220722/859d7d540f4443b1a30405c465dbbd24.png
[20160511090906076]: /images/20220722/0c2d82ace4cc401cb6fb085fa7fa4956.png
[Center 7]: /images/20220722/14cab08c71494a8b933aacdbc0f98192.png