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Service启动的奥秘：深入理解与生动阐述
近日，我对Service的启动过程进行了深入研究。在这一神秘面纱的背后，我发现其实它并不如想象中那么复杂。不要被那一团团看似复杂的代码所吓倒，虽然过程曲折，重载函数接连不断，就像走入迷宫，但只要你能抓住主线阅读，很快就能找到出口。
要真正深入阅读系统源码，你得对进程间通信有充足的了解，尤其是binder机制。binder就像是指南针一样，能指引你在错综复杂的代码中不迷失方向。否则，你可能会在阅读的过程中感到晕头转向。但记住，强制自己阅读，不要轻易被睡意所打扰。
让我们先从一张图开始感受Service的启动流程。这张图能大致展示Service启动的概况。实际的启动过程远比这复杂。我们会先从简单的地方入手，然后逐渐深入。
服务的启动主要有两种方式：startService()和binderService()。今天，我们主要来看看startService()这种方式。startService()是ContextWrapper类中的一个方法。
在ContextWrapper.java中，startService()方法的实现如下：
```java
@Override
public ComponentName startService(Intent service) {
return mBase.startService(service); // mBase这里指的是ContextImpl类
}
```
在ContextImpl.java中，startService()方法的实现稍微复杂一些，它首先进行了一些验证，然后调用ActivityManagerNative.getDefault()获取一个IActivityManager对象，将启动Service的任务交给了IActivityManager。
这种模式是不是非常熟悉？ActivityManagerNative类继承了Binder，实现了IActivityManager接口。这与我们平时使用的远程服务通信生成的AIDL文件非常相似。实际上，这就是为了远程服务通信而准备的。通常这类文件是自动生成的，而ActivityManagerNative是谷歌的开发者自己编写的。
在ActivityManagerNative类中，还有一个ActivityManagerProxy类，它是与客户端通信的Proxy。这样，一个完整的AID L就包括了两部分：一个与服务端通信的Stub，一个与客户端通信的Proxy。
通过阅读源码和深入理解这些关键类的功能和作用，我们能更好地掌握Service的启动过程，进而更好地使用和服务化进程进行通信。希望这篇文章能帮助你更好地理解和掌握这一知识。ActivityManager的获取之旅：从IActivityManager到ActivityManagerNative
在Android系统架构中，ActivityManager是一个关键组件，负责管理应用程序的生命周期和各种系统级操作。让我们深入了解如何获取IActivityManager以及如何在其背后进行通信。
ActivityManagerNative.java中的代码展示了如何获取默认的IActivityManager实例。这个过程采用了单例设计模式，确保全局只有一个IActivityManager实例。这个实例通过名为"activity"的服务获取，该服务注册在ServiceManager中，用于统一管理。IBinder是服务对象的代表，它将被转换为IActivityManager。
在获取到IActivityManager后，我们可以通过它来启动服务。这个过程涉及到binder通信，其中ActivityManagerProxy作为binder通信的客户端，而ActivityManagerNative则作为服务端。当我们在客户端调用startService方法时，实际上是通过mRemote.transact()方法发起binder通信。这个方法将请求发送到binder驱动，然后binder驱动将请求转发到服务端的ActivityManagerNative。
在服务端，接收到请求的ActivityManagerNative会处理这个请求，具体的处理逻辑在onTransact()方法中实现。处理完毕后，结果将通过binder驱动返回给客户端。在客户端，我们可以通过读取reply来得到处理结果。
这个过程涉及到Android系统底层的通信机制，包括单例设计、binder服务和远程通信等。通过这些机制，我们可以在不同的进程甚至不同的应用之间传递数据和执行操作。这种机制使得Android系统能够高效地管理各种服务和应用，为用户提供流畅的体验。
在ActivityManagerNative的深处，隐藏着ActivityManagerService的真实身影。当我们在应用层面通过ActivityManagerProxy启动服务时，背后却是一场跨越进程的神秘交流。这一切都是通过神奇的binder通信实现的，它连接了服务端进程ActivityManagerService和我们日常的应用代码。现在，让我们跟随这跨进程的旅程，背后的秘密。
当我们调用ActivityManagerProxy的startService()方法时，其实背后真正执行操作的是ActivityManagerService的startService()方法。这是一个强大的方法，肩负着启动服务的重任。在它的背后，隐藏着ActivityManagerService的精髓部分。在ActivityManagerService内部，有一个重要的成员mService，它是一个ActiveServices对象。这个对象负责执行真正的服务启动任务。
让我们深入了解一下这个startService方法的具体实现。这个方法需要传入一些关键参数，包括调用者的信息（IApplicationThread）、启动服务的意图（Intent）、服务类型（resolvedType）、调用者的包名（callingPackage）以及用户ID（userId）。这个方法在执行过程中会进行同步处理，确保服务的启动过程安全可靠。在这个过程中，mServices中的startServiceLocked方法会被调用，负责锁定服务并启动。Binder会恢复调用者的身份标识，确保通信的完整性。最终，这个方法会返回服务组件的名称（ComponentName）。这个过程充满了技术细节，但都是为了确保服务的顺利启动和进程间的顺畅通信。
ActivityManagerService是整个服务启动过程中的核心角色，它通过mService成员实现了服务的启动和进程间的通信。这一切都在幕后默默进行，为我们提供了一个稳定、高效的服务运行环境。在早期的安卓系统中，并没有ActiveServices.java这样的类存在。随着系统的不断重构和升级，这个类被独立出来，专门用于管理Service的运行。这个类的主要职责在于启动和管理Android中的服务。
当我们深入ActiveServices.java中的tartServiceInnerLocked方法时，可以看到其内部调用的realStartServiceLocked方法，它是服务启动流程中的关键部分。这个方法的主要功能是在系统中创建一个新的服务实例并启动它。
在realStartServiceLocked方法中，我们看到了一个关键的操作：app.thread.scheduleCreateService。这里的app代表的是要运行Service的进程对应的ProcessRecord对象，它代表一个应用进程。这个操作的主要目的是在这个应用进程中创建一个新的服务。
通常，在我们的通信过程中，都是客户端向服务端发送请求，服务端处理完请求后再返回结果。在某些情况下，我们可能需要服务端主动向客户端发送一个“请求”。在Android的服务启动过程中，这种双向通信的需求体现在服务的启动流程中。当服务需要启动时，系统会主动调度并创建一个新的服务实例，然后调用其生命周期方法，如onStartCommand等。这个过程并不是简单的单向请求和响应，而是系统主动发起的创建和启动过程。
当服务成功创建后，系统会进行一系列的操作，包括绑定服务、更新服务客户端活动等。其中，有一个特别的步骤是模拟服务启动过程。如果服务处于启动状态且没有待处理的参数，系统会模拟一个启动过程来确保服务的onStartCommand方法被正确调用。系统会发送服务参数给新创建的服务实例，完成服务的启动过程。
ActiveServices.java是Android系统中管理服务的核心类之一。它通过调度和创建服务实例，实现了服务的启动和管理功能。在这个过程中，系统充分利用了双向通信的特性，确保了服务的正确运行和响应。无论是在客户端还是服务端，都能有效地进行通信和处理请求，提供了良好的用户体验。在系统的深处，有一个名为ApplicationThreadProxy的对象，它是应用进程与AMS（Activity Manager Service）之间的桥梁，二者通过它实现无缝沟通。这座桥梁巧妙地将ApplicationThread的实际操作映射到AMS端，让双方能够双向交流，共同管理应用的运行。
让我们更深入地一下其中的机制。当我们谈论ApplicationThreadProxy的时候，我们不得不关注其在Java世界中的具体实现。在ApplicationThreadProxy.java文件中，有一个名为scheduleCreateService的方法，它的主要任务是为新服务的创建进行调度。这个过程涉及多个参数，包括服务的标识、服务的信息、兼容性信息以及进程状态等。这些信息被打包成一个Parcel对象，并通过Binder进行远程传输。
在执行mRemote.transact后，消息被传递到ApplicationThreadNative层。这是Binder机制的核心部分，通过onTransact方法接收并处理远程请求。这个方法根据交易代码（transaction code）进行不同的操作。当交易代码为SCHEDULE_CREATE_SERVICE_TRANSACTION时，它会从Parcel数据中提取出服务的相关信息，并调用内部的scheduleCreateService方法。
这个scheduleCreateService方法是我们关注的焦点，它属于ApplicationThread的核心部分。这意味着在AMS和应用进程之间，不仅仅是一个简单的信息传递过程，而是涉及到实际服务的创建和调度。这个过程确保了服务能够在正确的时机、正确的环境中被创建和运行。这种架构保证了系统的稳定性和效率，使得应用进程和AMS之间的交互更加流畅。
在繁忙的应用程序中，服务创建的任务被郑重地交给了ApplicationThread这个指挥家。它收到了一份包含服务创建信息的请柬，请柬上写满了重要的信息：token、info、compatInfo和processState。指挥家首先会更新进程的状态，就像为即将到来的活动布置舞台一样。接着，指挥家开始准备一场精彩的演出创建服务，为此他精心制作了一份CreateServiceData的剧本。这份剧本上详细记录了所有的信息，准备在舞台上上演。
指挥家一声令下，舞台上灯光闪烁，演出开始了！发送了一条消息给H类这位才华横溢的导演，她是系统的专门处理器，掌控着一切系统请求的脉络，如Activity的生命周期等都在她的掌握之中。这位导演在处理消息时非常专业，她会根据消息的类型进行不同的处理逻辑。这个导演是在应用进程的主线程中工作的，所以所有的演出信息都会直接送到主舞台上进行表演。在这个表演中，创建服务的消息被传递到主舞台中心，服务将在这里启动并运行。整个过程就像是一场精心策划的演出，确保服务能够顺利在主线程舞台上运行。在Android系统中，Service的创建过程涉及多个步骤，包括`onCreate`和`onStartCommand`的回调。让我们深入一下这个过程，并重点关注`onStartCommand`何时被回调。
在`ActivityThread.java`中，当系统决定要创建一个服务时，会执行一系列的步骤。通过反射加载服务类并实例化它。之后，创建一个应用的上下文环境并关联到服务实例上。紧接着，创建Application对象并关联到服务实例上。系统会调用服务的`onCreate()`方法，标志着服务的生命周期开始。这一系列的流程结束后，服务的创建就完成了。但此时的Service还没有真正开始执行主要的工作，只有当真正启动服务时，才会调用`onStartCommand()`方法。
那么，何时会启动服务并触发`onStartCommand()`的回调呢？这取决于如何启动服务的方式。在Android中，启动服务有两种主要方式：通过调用`startService()`和通过调用服务的扩展功能如绑定服务等。当使用`startService()`方法时，系统会发送一个意图（Intent）到系统服务管理器（ActivityManager），请求启动指定的服务。一旦接收到这个请求，ActivityManager就会开始执行服务的启动流程，在这个过程中会调用服务的`onStartCommand()`方法。当服务绑定到客户端时（例如使用绑定服务模式），也会触发`onStartCommand()`方法的回调。绑定客户端后可以通过绑定的Service连接进行一些数据交换或调用服务中的方法。无论是通过直接启动还是绑定客户端的方式启动服务，都会在相应的时机触发`onStartCommand()`方法的回调。这对于服务的工作逻辑和管理非常重要，开发者可以在这个方法中定义服务的核心逻辑和行为。在系统服务启动机制的过程中，我们遇到了一个关键函数：`realStartServiceLocked`。在这个函数中，有一个重要的调用：`sendServiceArgsLocked(r, execInFg, true)`。这个调用与服务的启动和配置息息相关，确保了服务能够正确地接收并执行参数。
当我们深入这个函数时，可以发现其内部机制与发送一个名为 `SERVICE_ARGS` 的消息紧密相关。这个 `sendServiceArgsLocked` 函数的存在，就像是服务启动流程中的一道重要指令，将必要的信息和参数打包成消息，发送给正在启动的服务。
这里的 `r` 参数可能代表了某种资源或引用，可能是服务实例的引用或者是其它重要的上下文信息。而 `execInFg` 参数可能表示是否在前景执行服务，这对于决定服务的运行方式和行为至关重要。最后一个参数 `true` 可能是一个标志，用于指示某种状态或行为，比如是否需要立即发送消息等。
当我们理解了这些参数的含义和作用后，就可以更深入地理解这个函数的角色和重要性。在服务的启动过程中，这个函数扮演着关键的角色，确保服务能够接收到正确的参数和配置信息，从而能够正确地运行和提供服务。通过发送 `SERVICE_ARGS` 消息，这个函数与其他部分的代码进行通信和协作，共同维护系统的稳定性和功能性。
这个 `sendServiceArgsLocked` 函数在服务的启动和运行过程中起着至关重要的作用。它确保了服务能够正确接收并执行参数，同时也确保了系统各部分之间的协同工作。通过深入理解这个函数的工作原理和作用，我们可以更深入地理解整个系统的运行机制和服务启动流程。在Android系统中，服务（Service）的调度和管理是操作系统核心组件Activity Manager Service（AMS）的重要职责之一。在ApplicationThread.java中，我们看到了关于服务调度的相关代码。接下来，我将为您详细解读这段内容，并阐述其中涉及的机制。
我们看到在`scheduleServiceArgs`方法中，一些服务参数被封装在一个名为`ServiceArgsData`的对象中，然后通过`sendMessage`方法发送到相应的处理线程或任务队列中。这是Android开发中常见的异步消息处理机制，用于在不同的线程间传递消息或数据。
在ActivityThread类中，有一个名为`handleServiceArgs`的方法用于处理这些服务参数。当这个方法被调用时，它会根据传入的token从服务列表中获取相应的服务实例。如果服务实例存在，那么就会根据服务参数中的任务是否被移除来调用不同的方法。如果任务没有被移除，那么就会调用服务的`onStartCommand`方法；如果任务被移除了，那么就会调用服务的`onTaskRemoved`方法。这些回调方法的执行结果会被反馈回AMS，以便AMS进行后续的管理操作。
您还提到了关于Service的onCreate回调和onStartCommand回调的相似性。确实如此，这两个回调方法的执行流程是类似的，都是先通过相应的调度方法将服务参数传递给处理线程，然后回调对应的服务方法。不同的是，onCreate回调通常是在服务第一次被创建时执行，而onStartCommand回调则是在服务启动或重启时执行。
关于IActivityManager接口和ActivityManagerProxy的介绍也非常关键。IActivityManager是AMS向应用程序提供的一组API接口，应用程序通过这些接口可以向AMS发出请求，如启动服务、停止服务等。ActivityManagerProxy是应用程序与AMS之间的桥梁，它实现了IActivityManager接口中的方法，通过代理的方式将应用程序的请求转发给AMS进行处理。在内部，代理类会调用transact方法进行跨进程通信，最终通过ActivityManagerNative中的onTransact方法完成与AMS的交互。
服务启动背后的深层机制：从ApplicationThreadProxy到scheduleCreateService
在Android系统中，ApplicationThreadProxy曾是连接应用进程与AMS（Activity Manager Service）的重要桥梁。这是Activity与AMS之间双向通信的Binder连接。想象一下，当Activity希望通过IActivityManager提供的API向ActivityManagerService提出一个动作请求时，比如启动一个Remote Service，这个过程背后是什么样的呢？
我们要理解几个关键进程的角色：
Process A进程：这是发起启动服务命令的进程。当你想启动一个服务时，你会在这个进程中使用Binder IPC向system_serv