android 系统级 service详解
一、android 系统级 service简要说明
android系统级的服务包含了Android Service 和Native Service .
Android Service 也称作 Java Service ，是用JAVA语言编写的，实现在框架层。
Native Service 也称作 System Service ，是用C++语言编写的，实现在Runtime层。
对于这两种service来说，两个对等service通讯都是利用binder，只不过一种利用*.aidl，一种利用IInterface编写序列化代码而已，本质是一样的，下面先介绍native service的编写及两个native service如何通讯的过程。
二、native service的特点
A、因为底层核心服务是 Android 框架里最接近 Linux/Driver 的部分。为了充分发挥硬件设备的差异化特性，核心服务是让上层 Java 应用程序来使用 Driver/HW Device 特色的重要管道。
B、在开机过程中，就可以启动核心服务 ( 例如汉字输入法服务等 ) ，让众多应用程序来共享之。
C、由于共享，所以能有效降低程序的大小及统一的接口变化 。
三、如何实现一个Android service
3.1.以 AlarmManagerService为例进行说明
Java层服务顾名思义即为从 Java层提供的服务，它与 C++层的服务不同之处在于其服务进程的运行由系统（ ServiceManager）统一维护。在文件 frameworks/base/services/java/com/android/server/SystemServer.java 中我们可以看到以下代码：
AlarmManagerService alarm = new AlarmManagerService (context ); ServiceManager .addService (Context .ALARM_SERVICE , alarm );
这个操作在系统启动时完成，由 ServiceManager 负责创建服务进程并运行之。
在目录/frameworks/base/core/java/android/app中IAlarmManager.aidl文件.
在目录frameworks/base/services/java/com/android/server中AlarmManagerService的aidl的实现类，
在目录frameworks/base/services/java/com/android/server增加 service的实现文件.
3.2.实验测试添加java 系统级服务步骤
3.2.1 增加aidl文件
在目录frameworks/base/core/java/android/app下增加中文件IDvbService.aidl.
package android.app;
interface IDvbService {
int countTest(in int testvalue);
}
3.2.2 创建服务类
在目录frameworks/base/services/java/com/android/server中增加DvbManagerService实现IDvbService.aidl类。
package com.android.server;
import android.content.Context;
import android.util.Slog;
import android.app.IDvbService;
class DvbManagerService extends IDvbService.Stub {
private static final String TAG = "DvbManagerService";
private static final boolean localLOGV = false;
private final Context mContext;
public DvbManagerService(Context context) {
super();
mContext = context;
Slog.w(TAG, "DvbManagerService");
}
public int countTest(int value){
return value*2;
}
}
3.2.3 将服务添加到ServiceManager
在文件 frameworks/base/services/java/com/android/server /SystemServer.java 类中run（）方法中增加
try {
Slog.i(TAG, "Alarm DvbManagerService");
DvbManagerService dvb = new DvbManagerService(context);
ServiceManager.addService(Context.DVB_SERVICE, dvb);
} catch (Throwable e) {
reportWtf("starting DvbManagerService", e);
}
3.2.4 在Context中增加该服务对应的常量
在文件frameworks/base/core/java/android/content/Context.java中增加
public static final String DVB_SERVICE = "dvb";//dvb
3.2.5 在框架添加封装管理类
在文件frameworks/base/core/java/android/app中增加DvbManager.java
package android.app;
import android.content.Context;
import android.content.Intent;
import android.os.RemoteException;
import android.os.ServiceManager;
public class DvbManager{
private final IDvbService mService;
/**
* package private on purpose
*/
DvbManager(IDvbService service) {
mService = service;
}
public int count(int value) {
try {
return mService.countTest(value);
} catch (RemoteException ex) {
}
return -1;
}
}
3.2.6 增加获取封装管理类的方法
在文件frameworks/base/core/java/android/app/ContextImpl.java中新增加属性
private static DvbManager sDvbManager;//dvb
在getSystemService(String name)方法中增加
else if (DVB_SERVICE.equals(name)) {//dvb
return getDvbManager();
}
另外增加方法
private DvbManager getDvbManager() {//dvb
synchronized (sSync) {
if (sDvbManager == null) {
IBinder b = ServiceManager.getService(DVB_SERVICE);
IDvbService service = IDvbService.Stub.asInterface(b);
sDvbManager = new DvbManager(service);
}
}
return sDvbManager;
}也可以不进行上述的两个操作而直接在static代码块里面添加。
registerService(ACCOUNT_SERVICE, new StaticServiceFetcher() {
public Object createService() {
IBinder b = ServiceManager.getService(DVB_SERVICE);
IAccountManager service = IAccountManager.Stub.asInterface(b);
return new DvbManager(service);
}
});
Note ：如果在封装的管理类中需要传入Context参数，如下，请看加粗部分的区别：
registerService(ACCOUNT_SERVICE, new ServiceFetcher() {
public Object createService(ContextImpl ctx) {
IBinder b = ServiceManager.getService(ACCOUNT_SERVICE);
IAccountManager service = IAccountManager.Stub.asInterface(b);
return new AccountManager(ctx, service);
}
});
3.2.7 在Android.mk里面进行配置
在frameworks/base/Android.mk中LOCAL_SRC_FILES += \ 下增加一行
core/java/android/app/IDvbService.aidl \
3.2.8 应用中调用
在应用调用如下：
导入import android.app.DvbManager;
用法
DvbManager dvb=(DvbManager)getSystemService(DVB_SERVICE); int count = dvb.count(9); Log.i(“DvbManager”,”count = ” + count ) ;
3.2.9 编译过程
编译如下:
（1）首先编译 frameworks
. build/envsetup.sh
choosecombo
make -j4 framework
编译后会生成framework.jar
（2）然后编译frameworks/base/services/java的service
make -j4 frameworks/base/services/java
编译后会生成services.jar
（3）编译应用
因为服务是自定义的，所有必须在自定义的sdk中编译才能使用。
四、如何实现一个native service
要点如下：
a、核心服务通常在独立的进程 (Process) 里执行。
b、必须提供 IBinder 接口，让其它程序可以进行跨进程的绑定 (Binding) 和呼叫。
c、因为共享，所以必须确保多线程安全 (Thread-safe) 。
d、以 C++ 类别定义，诞生其对象，透过 SM 之协助，将该对象参考值传给 IServiceManager::addService() 函数，就加入到 Binder Driver 里了。
e、应用程序可透过 SM 之协助而远距绑定该核心服务，此时 SM 会回传 IBinder 接口给应用程序。
f、应用程序可透过 IBinder::transact() 函数来与核心服务互传数据。
下面以具体实例讲解一下具体的每个步骤如何实现完成
先说明一个测试例子的模块结构：
serviceTestA 是一个普通的过程，提供两个整数的乘法及除法运算
serviceTestB 是一个普通的过程，提供两个整数的加法及减法运算
TestService 是一个测试进程的程序，主要验证两个服务进程的接口函数，其中的代码可以放在任何一个进程进行访问调用
4.1 编写服务进程
serviceTestA.h 头文件定义：
#ifndef __SERVICE_TEST_A__
#define __SERVICE_TEST_A__
#include <utils/RefBase.h>
#include <binder/IInterface.h>
#include <binder/Parcel.h>
#include <utils/threads.h>
namespace android {
//继承BBinder类，从而提供IBinder 接口
class serviceTestA: public BBinder {
public:
serviceTestA();
virtual ~serviceTestA();
static int instantiate(); //建立唯一类实例
virtual status_t onTransact(uint32_t, const Parcel&, Parcel*, uint32_t);
private:
// protected by mLock 多线程安全
mutable Mutex mLock;
};
}
#endif /* __SERVICE_TEST_A__ */
serviceTestA.cpp 实现文件：
#include <cutils/log.h>
#include <cutils/properties.h>
#include <binder/IServiceManager.h>
#include <binder/IPCThreadState.h>
#include <serviceTestA/serviceTestA.h>
namespace android {
enum{
CALCULATE_MUL_NUM = 0,
CALCULATE_DIV_NUM ,
};
int serviceTestA::instantiate() {
LOGI("serviceTestA instantiate");
int r = defaultServiceManager()->addService(String16("service.TestA"),
new serviceTestA());
LOGI("serviceTestA r = %d/n", r);
return r;
}
serviceTestA::serviceTestA() {
LOGI("serviceTestA created");
}
serviceTestA::~serviceTestA(){
LOGI("serviceTestA destroyed");
}
status_t serviceTestA::onTransact(uint32_t code, const Parcel&data, Parcel*reply, uint32_t flags){
LOGI("serviceTestA::onTransact code = %d",code);
Mutex::Autolock _l(mLock);
switch(code){
case CALCULATE_MUL_NUM:{
int a = data.readInt32();
int b = data.readInt32();
int sum = a * b ;
LOGI("sum mul value = %d",sum);
reply->writeInt32(sum);
return NO_ERROR;
}
break;
case CALCULATE_DIV_NUM:{
int a = data.readInt32();
int b = data.readInt32();
int sum = a / b ;
LOGI("sum div value = %d",sum);
reply->writeInt32(sum);
return NO_ERROR;
}
break;
default:
return BBinder::onTransact(code, data, reply, flags);
}
return 0;
}
}
Android.mk 文件：
LOCAL_PATH:= $(call my-dir) include $(CLEAR_VARS) LOCAL_SRC_FILES:= serviceTestA.cpp LOCAL_SHARED_LIBRARIES:= libutils libutils libbinder LOCAL_C_INCLUDES := $(TOP)/frameworks/base/include LOCAL_MODULE:= libServiceTestA LOCAL_PRELINK_MODULE:= false include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)
这里生成libServiceTestA动态库，方例升级服务程序
编写独立的进程程序：
它的用途是：诞生一个 serviceTestA 类别之对象，然后将该对象参考存入 Binder Driver 里。
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
#include <cutils/log.h>
#include <binder/IServiceManager.h>
#include <binder/IPCThreadState.h>
#include <serviceTestA/serviceTestA.h>
using namespace android;
int main(int argc, char *argv[]) {
sp < ProcessState > proc(ProcessState::self());
sp < IServiceManager > sm = defaultServiceManager();
LOGI("ServiceManager: %p", sm.get());
serviceTestA::instantiate(); // 这是重点。。。。
ProcessState::self()->startThreadPool();
IPCThreadState::self()->joinThreadPool();
return 0;
}
Android.mk 文件：
LOCAL_PATH:= $(call my-dir) include $(CLEAR_VARS) LOCAL_SRC_FILES:= main.cpp LOCAL_SHARED_LIBRARIES:= libutils libServiceTestA LOCAL_MODULE:= serviceTestA include $(BUILD_EXECUTABLE)
这里最重要的是调用：serviceTestA::instantiate();
其先执行到 new serviceTestA() ，就诞生一个 serviceTestA 类别之对象；
接着，呼叫 defaultServiceManager() 函数取得 SM 的 IServiceManager 接口；
再呼叫 IServiceManager::addService() 将该对象参考存入 Binder Driver 里，并且同时存入
到ServiceManager中注册并管理，如此其它进程才能通过ServiceManager::getService找到相应服务进程
以上代码同理，serviceTestB服务进程也一样的这样建立，不再复述。
4.2 测试服务进程
testService.cpp编写：
#include <cutils/log.h>
#include <cutils/properties.h>
#include <binder/IServiceManager.h>
#include <binder/IPCThreadState.h>
#include <serviceTestA/serviceTestA.h>
#include <serviceTestB/serviceTestB.h>
using namespace android;
enum {
CALCULATE_ADD_NUM = 0, CALCULATE_SUB_NUM,
};
enum {
CALCULATE_MUL_NUM = 0, CALCULATE_DIV_NUM,
};
int main(int argc, char *argv[]) {
sp < IBinder > TestAbinder;
sp < IBinder > TestBbinder;
Parcel data, reply;
int sum = 0;
LOGI("testService main is call...");
sp < IServiceManager > sm = defaultServiceManager();
while (1) {
TestAbinder = sm->getService(String16("service.TestA"));
LOGE("TestA::getAddService %p/n", sm.get());
if (TestAbinder == 0) {
LOGE("TestAService not published, waiting...");
usleep(1000000);
continue;
} else {
LOGI("TestA::getAddService success...");
break;
}
}
while (1) {
TestBbinder = sm->getService(String16("service.TestB"));
LOGE("TestB::getAddService %p/n", sm.get());
if (TestBbinder == 0) {
LOGE("TestBService not published, waiting...");
usleep(1000000);
continue;
} else {
LOGI("TestB::getAddService success...");
break;
}
}
//测试两个service中的函数
data.writeInt32(1000);
data.writeInt32(200);
LOGI("BpAddService::create remote()->transact()/n");
TestAbinder->transact(CALCULATE_MUL_NUM, data, &reply);
sum = reply.readInt32();
LOGI("CALCULATE_ADD_NUM value = %d", sum);
data.writeInt32(1000);
data.writeInt32(200);
LOGI("BpAddService::create remote()->transact()/n");
TestAbinder->transact(CALCULATE_DIV_NUM, data, &reply);
sum = reply.readInt32();
LOGI("CALCULATE_SUB_NUM value = %d", sum);
data.writeInt32(1000);
data.writeInt32(200);
LOGI("BpAddService::create remote()->transact()/n");
TestBbinder->transact(CALCULATE_ADD_NUM, data, &reply);
sum = reply.readInt32();
LOGI("CALCULATE_MUL_NUM value = %d", sum);
data.writeInt32(1000);
data.writeInt32(200);
LOGI("BpAddService::create remote()->transact()/n");
TestBbinder->transact(CALCULATE_SUB_NUM, data, &reply);
sum = reply.readInt32();
LOGI("CALCULATE_DIV_NUM value = %d", sum);
return 0;
}
这里最重要的就是通过defaultServiceManager得到默认的sm,然后通过getService得到sp<IBinder>对象，即可操作相应服务进程的接口函数，整个过程还是相当清晰的。
最后附上测试的结果打印：
# ./TestService ./TestService # logcat logcat --------- beginning of /dev/log/main I/ ( 1379): testService main is call... E/ ( 1379): TestA::getAddService 0xa680/n I/ ( 1379): TestA::getAddService success... E/ ( 1379): TestB::getAddService 0xa680/n I/ ( 1379): TestB::getAddService success... I/ ( 1379): BpAddService::create remote()->transact()/n I/ ( 1371): serviceTestA::onTransact code = 0 I/ ( 1371): sum mul value = 200000 I/ ( 1379): CALCULATE_MUL_NUM value = 200000 I/ ( 1379): BpAddService::create remote()->transact()/n I/ ( 1371): serviceTestA::onTransact code = 1 I/ ( 1371): sum div value = 5 I/ ( 1379): CALCULATE_DIV_NUM value = 5 I/ ( 1379): BpAddService::create remote()->transact()/n I/ ( 1374): serviceTestB::onTransact code = 0 I/ ( 1374): sum add value = 1200 I/ ( 1379): CALCULATE_ADD_NUM value = 1200 I/ ( 1379): BpAddService::create remote()->transact()/n I/ ( 1374): serviceTestB::onTransact code = 1 I/ ( 1374): sum sub value = 800 I/ ( 1379): CALCULATE_SUB_NUM value = 800
结果表明完全正确
文档版请点击下载。《如何创建android系统服务》 ，Hasen个人博客来攒个人气。
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