Android系统服务的注册方式-1

一、概述

启动过程有采用过两种不同的方式来注册系统服务：

(1) ServiceManager 的 addService()
(2) SystemServiceManager 的 startService()

其核心都是向 ServiceManager 进程注册 binder 服务，但功能略有不同，下面从源码角度详加说明。

二、SM.addService 方式

这里以 InputManagerService 服务为例, 说明这类服务的启动方式:

inputManager = new InputManagerService(context, null); //先创建服务对象
ServiceManager.addService(Context.INPUT_SERVICE, inputManager); //[见小节2.1]

 

2.1 SM.addService

[-> ServiceManager.java]

public static void addService(String name, IBinder service) {
    try {
        //[见小节2.2 和 2.3]
        getIServiceManager().addService(name, service, false);
    } catch (RemoteException e) {
        Log.e(TAG, "error in addService", e);
    }
}

 

2.2 SM.getIServiceManager

[-> ServiceManager.java]

private static IServiceManager getIServiceManager() {
    if (sServiceManager != null) {
        return sServiceManager;
    }
    //【见2.2.1】
    sServiceManager = ServiceManagerNative.asInterface(BinderInternal.getContextObject());
    return sServiceManager;
}

采用了单例模式获取 ServiceManager getIServiceManager() 返回的是 ServiceManagerProxy(简称SMP)对象.

其中 BinderInternal.getContextObject(), 等价于 new BpBinder(0), handle=0 意味着指向的是远程进程 /system/bin/servicemanager中的 ServiceManager 服务.

2.2.1 asInterface

[-> ServiceManagerNative.java]

public abstract class ServiceManagerNative extends Binder implements IServiceManager {

    static public IServiceManager asInterface(IBinder obj) {
        if (obj == null) {
            return null;
        }
        IServiceManager in =
            (IServiceManager)obj.queryLocalInterface(descriptor);
        if (in != null) {
            return in;
        }
        //创建ServiceManagerProxy对象[见小节2.2.2]
        return new ServiceManagerProxy(obj);
    }
}

2.2.2 ServiceManagerProxy 创建

[-> ServiceManagerNative.java ::ServiceManagerProxy]

class ServiceManagerProxy implements IServiceManager {
    private IBinder mRemote;
    
    public ServiceManagerProxy(IBinder remote) {
        mRemote = remote;
    }
    ...
}

可见, getIServiceManager() 过程是获取一个用于跟远程 ServiceManager 服务(这个用于管理所有binder服务的大管家)进行通信的binder代理端.

2.3 SMP.addService

[-> ServiceManagerNative.java ::ServiceManagerProxy]

public void addService(String name, IBinder service, boolean allowIsolated) throws RemoteException {
    Parcel data = Parcel.obtain();
    Parcel reply = Parcel.obtain();
    data.writeInterfaceToken(IServiceManager.descriptor);
    data.writeString(name);
    data.writeStrongBinder(service);
    data.writeInt(allowIsolated ? 1 : 0);
    mRemote.transact(ADD_SERVICE_TRANSACTION, data, reply, 0);
    reply.recycle();
    data.recycle();
}

通过 mRemote 向将 ADD_SERVICE_TRANSACTION 的事件发送给 ServiceManager. 接下来的内容见《Binder系列5—注册服务(addService)》.

三. SSM.startService 方式

通过这种方式启动的服务,有一个特点都必须是继承于 SystemService 对象,  这里以 PowerManagerService 为例来说明:

//[见小节3.1]
mSystemServiceManager = new SystemServiceManager(mSystemContext); 
//[见小节3.2]
mPowerManagerService = mSystemServiceManager.startService(PowerManagerService.class);

 

3.1 SSM初始化

[-> SystemServiceManager.java]

public class SystemServiceManager {
    private final Context mContext;
    
    //接收lifecycle事件的服务
    private final ArrayList<SystemService> mServices = new ArrayList<SystemService>();
    
    public SystemServiceManager(Context context) {
        mContext = context;
    }
    
}

mSystemServiceManager 只会创建一次，后续其他服务通过该方式启动，直接调用其 startService() 方法即可。

3.2 SSM.startService

[-> SystemServiceManager.java]

public <T extends SystemService> T startService(Class<T> serviceClass) {
    final String name = serviceClass.getName();

    //保证要启动的服务是继承于SystemService,否则抛出异常
    if (!SystemService.class.isAssignableFrom(serviceClass)) {
        throw new RuntimeException(...);
    }
    
    final T service;
    try {
        Constructor<T> constructor = serviceClass.getConstructor(Context.class);
        //通过反射创建目标服务类的对象
        service = constructor.newInstance(mContext);
    } catch (Exception ex) {
        ...
    }
    //将该服务添加到mServices
    mServices.add(service);

    try {
        //执行服务的onStart过程
        service.onStart();
    } catch (RuntimeException ex) {
        ...
    }
    return service;
}

mSystemServiceManager.startService(xxx.class) 功能主要：

(1) 创建xxx类的对象，执行该对象的构造函数；
(2) 将该对象添加到 mSystemServiceManager 的成员变量 mServices；
(3) 调用该对象的 onStart(); 只有通过SSM这种方式注册的才才会执行这个回调。

看到这并没有看到服务是如何注册到 ServiceManager, 这里继续以 PowerManagerService 为例,其实是在 onStart() 完成.

3.2.1 onStart

[-> PowerManagerService.java]

public void onStart() {
    //[见小节3.2.2]
    publishBinderService(Context.POWER_SERVICE, new BinderService());
    publishLocalService(PowerManagerInternal.class, new LocalService());

    Watchdog.getInstance().addMonitor(this);
    Watchdog.getInstance().addThread(mHandler);
}

PowerManagerService 定义了一个内部类 BinderService, 继承于 IPowerManager.Stub 服务. 再调用 publishBinderService 来注册服务.

3.2.2 publishBinderService

[-> SystemService.java]

public abstract class SystemService {
    protected final void publishBinderService(String name, IBinder service) {
        publishBinderService(name, service, false);
    }

    protected final void publishBinderService(String name, IBinder service, boolean allowIsolated) {
        ServiceManager.addService(name, service, allowIsolated);
    }
}

到此可见, 采用该方式真正注册服务的过程,同样也是采用 ServiceManager.addService 方式.

通过这种方式启动的服务, 都是继承于 SystemService 类, 那么这种方式启动的服务有什么特殊之处吗? 答应就是 startBootPhase 的过程:

3.3 SSM.startBootPhase

[–>SystemServiceManager.java]

public void startBootPhase(final int phase) {
    mCurrentPhase = phase;
    final int serviceLen = mServices.size();
    for (int i = 0; i < serviceLen; i++) {
        final SystemService service = mServices.get(i);
        try {
            service.onBootPhase(mCurrentPhase);
        } catch (Exception ex) {
            ...
    }
}

所有通过该方式注册的继承于 SystemService 的服务，都会被添加到 mServices. 该方法会根据当前系统启动到不同的阶段, 则回调所有服务 onBootPhase() 方法

3.3.1 BootPhase

系统开机启动过程, 当执行到 system_server 进程时, 将启动过程划分了几个阶段, 定义在 SystemService.java 文件

public static final int PHASE_WAIT_FOR_DEFAULT_DISPLAY = 100; 
public static final int PHASE_LOCK_SETTINGS_READY = 480;
public static final int PHASE_SYSTEM_SERVICES_READY = 500;
public static final int PHASE_ACTIVITY_MANAGER_READY = 550;
public static final int PHASE_THIRD_PARTY_APPS_CAN_START = 600;
public static final int PHASE_BOOT_COMPLETED = 1000;

这些阶段跟系统服务大致的顺序图,如下:

PHASE_BOOT_COMPLETED=1000，该阶段是发生在 Boot完成 和 home应用启动完毕，对于系统服务更倾向于监听该阶段，而非监听广播 ACTION_BOOT_COMPLETED

四、总结

4.1 两种方式的区别

方式1. ServiceManager.addService():

功能：向 ServiceManager 注册该服务.
特点：服务往往直接或间接继承于 Binder 服务；
举例：input, window, package；

方式2. SystemServiceManager.startService:

功能：
(1) 创建服务对象；
(2) 执行该服务的 onStart() 方法；该方法会执行上面的 SM.addService()；
(3) 根据启动到不同的阶段会回调 onBootPhase() 方法；
(4) 另外，还有多用户模式下用户状态的改变也会有回调方法；例如 onStartUser();
特点：服务自身或内部类继承于 SystemService；
举例：power, activity；

两种方式真正注册服务的过程都会调用到 ServiceManager.addService() 方法. 对于方式2多了一个服务对象创建以及 根据不同启动阶段采用不同的动作的过程。可以理解为方式2比方式1的功能更丰富。

 

 

参考：
Android系统服务的注册方式：http://gityuan.com/2016/10/01/system_service_common/
Binder系列4—获取ServiceManager: http://gityuan.com/2015/11/08/binder-get-sm/
Binder系列5—注册服务(addService)：http://gityuan.com/2015/11/14/binder-add-service/#addservice