Android Service 介绍

一、 Android Service 介绍

Android 的 Service 分为两种： Android Service 和 Native Service 。

Android Service ：又称为 Java Service ，是实现在框架层（ framework ）里的 Server 。 Android Service 以 Java 编写。

Native Service ：又称为 System Service ，是实现在 Runtime 层里的 Server 。

以 MediaPlayer 为例，从下图我们可以得出两种服务的关系：

 

 

接下来要讨论的 Service 是 Native Service ，与应用程序设计上所讨论的 Service （ android.app.Service ）不同。

 

二、为什么要写底层的核心服务呢？

（ 1 ） 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。

（ 2 ） 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。

（ 3 ） 由于共享，所以能有效降低 Java 应用程序的大小 (Size) 。

 

三、如何实现一个核心服务呢 ?

要点如下：

（ 1 ）核心服务通常在独立的进程 (Process) 里执行。

（ 2 ）必须提供 IBinder 接口，让应用程序可以进行跨进程的绑定 (Binding) 和呼叫。

（ 3 ）因为共享，所以必须确保多线裎安全 (Thread-safe) 。

（ 4 ）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。

（ 5 ）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。

（ 6 ）应用程序可透过 IBinder::transact() 函数来与核心服务互传数据。

四、 Server 实现实践

下面以一个小例子来说明具体实现一个 Server 的步骤。此实例功能为简单的整数加法 (Add) 运算，我们将其命名 AddService 。

Step-1 ：以 C++ 撰写 AddService 类别，其完整程序代码为：

AddService.h 文件：

#ifndef ANDROID_GUILH_ADD_SERVICE_H

#define ANDROID_GUILH_ADD_SERVICE_H

#include

#include

#include

#include

namespace android

{

       class AddService : public BBinder

       {

              mutable Mutex mLock;

              int32_t mNextConnId;

 

              public:

              static int instantiate();

              AddService();

              virtual ~AddService();

              virtual status_t onTransact(uint32_t, const Parcel&, Parcel*, uint32_t);

       };

}

#endif

AddService.cpp 文件：

 

#include "AddService.h"

#include

#include

 

namespace android {

       static struct sigaction oldact;

       static pthread_key_t sigbuskey;

       int AddService::instantiate() {

              LOGE("AddService instantiate");

 

              int r = defaultServiceManager()->addService(

                            String16("guilh.add"), new AddService());

              LOGE("AddService r = %d/n", r);

              return r;

       }

       AddService::AddService()

       { LOGV("AddService created");

              mNextConnId = 1;

              pthread_key_create(&sigbuskey, NULL);

       }

       AddService::~AddService()

       { pthread_key_delete(sigbuskey);

              LOGV("AddService destroyed");

       }

       status_t AddService::onTransact(

                     uint32_t code, const Parcel& data, Parcel* reply, uint32_t flags){

              switch(code) {

                     case 0: {

                                   pid_t pid = data.readInt32();

                                   int num = data.readInt32();

                                   num = num + 1000;

                                   reply->writeInt32(num);

                                   return NO_ERROR;

                            } break;

                     default:

                            return BBinder::onTransact(code, data, reply, flags);

              }

       }

};

 

Android.mk 文件：

 

LOCAL_PATH:= $(call my-dir)

 

include $(CLEAR_VARS)

 

LOCAL_SRC_FILES:= AddService.cpp

 

#LOCAL_C_INCLUDES:= $(JNI_H_INCLUDE)   

 

LOCAL_SHARED_LIBRARIES:= libutils

 

LOCAL_MODULE:= libAddService

 

LOCAL_PRELINK_MODULE:= false

 

include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)

 

Step-2 ：以 C++ 撰写一个可独立执行的 addserver.cpp 程序，它的用途是：诞生一个 AddService 类别之对象，然后将该对象参考存入 Binder Driver 里。其内容为：

addserver.cpp 文件：

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include "../libaddservice/AddService.h"

 

using namespace android;

 

int main(int argc, char** argv)

{

sp proc(ProcessState::self());

sp sm = defaultServiceManager();

LOGI("ServiceManager: %p", sm.get());

AddService::instantiate();

ProcessState::self()->startThreadPool();

IPCThreadState::self()->joinThreadPool();

}

 

Android.mk 文件：

LOCAL_PATH:= $(call my-dir)

 

include $(CLEAR_VARS)

 

LOCAL_SRC_FILES:= addserver.cpp

 

LOCAL_SHARED_LIBRARIES:= libutils libAddService

 

LOCAL_MODULE:= addservice

 

include $(BUILD_EXECUTABLE)

 

Step-3 ：编译上述两个文件分别产出了 libAdd.so 类别库和 addserver 可执行程序。接着将 libAdd.so 拷贝到 Android 仿真器的 /system/lib/ 里；也把 addserver 拷贝到 /system/bin/ 里。

 

Step-4 ：执行 addserver 。其中的指令： AddServer::instantiate() 就执行到 AddServer 类别的 instantiate() 函数，其内容为：

int AddService::instantiate() {

LOGE("AddService instantiate");

int r = defaultServiceManager()->addService(

String16("guilh.add"), new AddService());

LOGE("AddService r = %d/n", r);

return r;

}

其先执行到 new AddServer() ，就诞生一个 AddServer 类别之对象；

接着，呼叫 defaultServiceManager() 函数取得 SM 的 IServiceManager 接口；

再呼叫 IServiceManager::addServer() 将该对象参考存入 Binder Driver 里。

 

Step-5 ：这样就成功地将 AddService 服务加入到 Binder Driver 里了。现在就可以写个 Add 类来使用 AddService 核心服务了。以 C++ 撰写 Add 类别，其完整程序代码为：

Add.h 文件：

#ifndef ANDROID _ADD_H

#define ANDROID _ADD_H

namespace android {

       class Add {

              public:

                     int setN(int n);

              private:

                     static const void getAddService();

       };

}; //namespace

#endif // ANDROID _ADD_H

 

Add.cpp 文件：

#include

#include

#include "Add.h"

 

namespace android {

       sp binder;

       int Add::setN(int n){

              getAddService();

              Parcel data, reply;

              data.writeInt32(getpid());

              data.writeInt32(n);

 

              LOGE("BpAddService::create remote()->transact()/n");

              binder->transact(0, data, &reply);

              int i = reply.readInt32();

              return i;

       }

       const void Add::getAddService(){

              sp sm = defaultServiceManager();

              binder = sm->getService(String16("guilh.add"));

              LOGE("Add::getAddService %p/n",sm.get());

              if (binder == 0) {

                     LOGW("AddService not published, waiting...");

                     return;

              }

       }

 

};

 

Android.mk 文件：

LOCAL_PATH:= $(call my-dir)

 

include $(CLEAR_VARS)

 

LOCAL_SRC_FILES:=Add.cpp

 

LOCAL_SHARED_LIBRARIES := libutils libAddService

 

LOCAL_MODULE := libAdd

 

LOCAL_PRELINK_MODULE:= false

 

include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)

 

Step-6 ：下面写个 JNI Native 类别来使用 Add 类别之对象。透过 JNI Native 函数，就可以与 Java 层的 Service 服务衔接起来。

首选使用 javah 命令生成相应头文件。

com_hello_Service_MySer.h 文件：

/* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */

#include

/* Header for class com_hello_Service_MySer */

 

#ifndef _Included_com_hello_Service_MySer

#define _Included_com_hello_Service_MySer

#ifdef __cplusplus

extern "C" {

#endif

/*

  * Class:     com_hello_Service_MySer

  * Method:    intFromJNI

  * Signature: ()I

  */

JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_hello_Service_MySer_intFromJNI

  (JNIEnv *, jobject);

 

#ifdef __cplusplus

}

#endif

#endif

然后实现相应函数。

com_hello_Service_MySer.cpp 文件：

#include

#include

#include "../libadd/Add.h"

#include "com_hello_Service_MySer.h"

 

JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_hello_Service_MySer_intFromJNI(JNIEnv * env, jobject thiz)

{

    android::Add myadd;

       int r = myadd.setN(5);

       return r;

}

 

Android.mk 文件：

LOCAL_PATH:= $(call my-dir)

 

include $(CLEAR_VARS)

 

LOCAL_SRC_FILES:=com_hello_Service_MySer.cpp

 

LOCAL_C_INCLUDES:= $(JNI_H_INCLUDE)   

 

LOCAL_SHARED_LIBRARIES := libutils libAdd

 

LOCAL_MODULE := libJniAdd

 

LOCAL_PRELINK_MODULE:= false

 

include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)

所有相关文件组织：

a@ubuntu:~/work/android/source_android/development/my_module$ tree service

service

|-- addserver

|   |-- Android.mk

|   `-- addserver.cpp

|-- jni

|   |-- Android.mk

|   |-- com_hello_Service_MySer.cpp

|   `-- com_hello_Service_MySer.h

|-- libadd

|   |-- Add.cpp

|   |-- Add.h

|   `-- Android.mk

`-- libaddservice

    |-- AddService.cpp

    |-- AddService.h

    `-- Android.mk

 

4 directories, 11 files

在 Eclipse 中创建一个工程使用以上的 Add 类，即可使用我们的 AddService 了。

MySer.java 文件：

package com.hello.Service;

 

import android.app.Activity;

import android.os.Bundle;

import android.widget.TextView;

 

public class MySer extends Activity {

    /** Called when the activity is first created. */

    @Override

    public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {

        super.onCreate(savedInstanceState);

        int i = intFromJNI();

        TextView  tv = new TextView(this);

        tv.setText( String.valueOf(i) );

        setContentView(tv);

    }

   

    public native int intFromJNI();

   

static {

       

        System.loadLibrary("JniAdd");

    }

}

 

五、Service 编译问题

Android 所用的 Toolchain （即交叉编译工具链）可从下面的网址下载：

。如果下载了完整的 Android 项目的源代码，则可以在“ /prebuilt/linux-x86/toolchain/arm-eabi-4.2.1/bin ”目录下找到交叉编译工具，比如 Android 所用的 arm-eabi-gcc-4.2.1 。我们可以直接使用源码包来进行编译。

Android 并没有采用 glibc 作为 C 库，而是采用了 Google 自己开发的 Bionic Libc ，它的官方 Toolchain 也是基于 Bionic Libc 而并非 glibc 的。这使得使用或移植其他 Toolchain 来用于 Android 要比较麻烦：在 Google 公布用于 Android 的官方 Toolchain 之前，多数的 Android 爱好者使用的 Toolchain 是在 下载的一个通用的 Toolchain ，它用来编译和移植 Android 的 Linux 内核是可行的，因为内核并不需要 C 库，但是开发 Android 的应用程序时，直接采用或者移植其他的 Toolchain 都比较麻烦，其他 Toolchain 编译的应用程序只能采用静态编译的方式才能运行于 Android 模拟器中，这显然是实际开发中所不能接受的方式。目前尚没有看到说明成功移植其他交叉编译器来编译 Android 应用程序的资料。

与 glibc 相比， Bionic Libc 有如下一些特点：

l         采用 BSD License ，而不是 glibc 的 GPL License ；

l         大小只有大约 200k ，比 glibc 差不多小一半，且比 glibc 更快；

l         实现了一个更小、更快的 pthread ；

l         提供了一些 Android 所需要的重要函数，如” getprop ” , “ LOGI ”等；

l         不完全支持 POSIX 标准，比如 C++ exceptions ， wide chars 等；

l         不提供 libthread_db 和 libm 的实现

  另外， Android 中所用的其他一些二进制工具也比较特殊：

加载动态库时使用的是 /system/bin/linker 而不是常用的 /lib/ld.so;

prelink 工具不是常用的 prelink 而是 apriori ，其源代码位于“ /build/tools/apriori ”

strip 工具也没有采用常用的 strip ，而是“ /prebuilt/linux-x86/toolchain/arm-eabi-4.2.1/bin ”目录下的 arm-eabi-strip ，而是位于 /out/host/linux-x86/bin/ 的 soslim 工具。

 

下面就具体说一下如何编译我们刚才创建的 Service 程序。

1. 在 $(YOUR_ANDROID)/development 目录下创建 my_module 目录，然后将我们的 server 文件夹拷贝到此目录下，其中 $(YOUR_ANDROID) 指 Android 源代码所在的目录。

  # mkdir $(YOUR_ANDROID)/development/ my_module

2. Android.mk 这是 Android Makefile 的标准命名，不要更改。 Android.mk 文件的格式和内容可以参考其他已有的 Android.mk 文件的写法，针对 Add 程序的 Android.mk 文件内容如下：

LOCAL_PATH:= $(call my-dir)

 

include $(CLEAR_VARS)

 

LOCAL_SRC_FILES:=Add.cpp

 

LOCAL_SHARED_LIBRARIES := libutils libAddService

 

LOCAL_MODULE := libAdd

 

LOCAL_PRELINK_MODULE:= false

 

include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)

注意上面 LOCAL_SRC_FILES 用来指定源文件；， LOCAL_MODULE 指定要编译的模块的名字，下一步骤编译时就要用到； include $(BUILD_SHARED_LIBRARY) 表示要编译成动态库，如果想编译成一个可执行文件则可用 BUILD_EXECUTABLE ，这些可以在 $(YOUR_ANDROID)/build/core/config.mk 查到。

 

3. 回到 Android 源代码顶层目录进行编译：

# cd $(YOUR_ANDROID) && make libAdd

注意 make libAdd 中的目标名 libAdd 就是上面 Android.mk 文件中由 LOCAL_MODULE 指定的模块名。

4 ．编译后的可执行文件存放在通过” adb push ”将它传送到模拟器上，再通过” adb shell ”登录到模拟器终端，就可以执行了。

 

六、出现问题及及解决办法：

 

（ 1 ）提示缺 bison ，安装 bison ： sudo apt-get install bison

（ 2 ）出现 frameworks/policies/base/PolicyConfig.mk:22: *** No module defined for the given PRODUCT_POLICY (android.policy_phone).  Stop. 错误。

解决办法：

在 build/tools/findleaves.sh 中的第 89 行，

这一句 find "${@:0:$nargs}" $findargs -type f -name "$filename" -print |

改为 find "${@:1:$nargs-1}" $findargs -type f -name "$filename" -print |