原文来自于 Gityuan startService启动过程分析 和 Service 流程分析 源码更新于 AndroidCodeSearch （现在是 Android 11） ，老版本代码查看于 opersys

一、概述

经历了之前的 无 Binder 不 Android ，相信对 Binder 架构有了较深地理解。Binder 的地位是非常之重要，整个 Java framework 的提供ActivityManagerService 、PackageManagerService 等服务都是基于 Binder 架构来通信的，另外 Handle 消息机制 在进程内的通信使用非常多。本文将开启对 ActivityManagerService 的分析。

ActivityManagerService 是 Android 的 Java framework 的服务框架最重要的服务之一。

对于 Andorid 的 Activity、Service、Broadcast、ContentProvider 四剑客的管理，包含其生命周期都是通过 ActivityManagerService 来完成的。

1.1 ActivityManagerService 介绍

缩写

  • AMP：ActivityManagerProxy
  • AMN：ActivityManagerNative
  • AMS：ActivityManagerService
  • AT：ApplicationThread
  • ATP：ApplicationThreadProxy
  • ATN：ApplicationThreadNative
  • IAM：IActivityManager
  • IAT：IApplicationThread
  • ACF：AppComponentFactory
  • CW：ContextWrapper
  • CI：ContextImpl
  • LA：LoadeAPK

Android 7.0

Android7 之前(包括7.0、7.1)，AMS 是通过自己实现代理类来完成 Binder

与 AMS 通信是基于其代理 AMP（通过 ActivityManagerNative. getDefault 得到其内部类 ActivityManagerProxy 的单例对象，即 AMS 在客户端（用户进程）的代理对象）

图片来源于《Gityuan》

Activity 的直接管理者是 ActivityManager，但最终管理者是 AMS：

  • Client 端发起启动 Service 请求；
  • AM 会通过 ActivityManagerNative 的 getDefault 来得到其内部类 ActivityManagerProxy 的单例对象，即 AMS 在客户端（用户进程）的代理对象；
  • 作为代理类，AMP 中含有 AMS 的引用，AMN 和 AMP 都实现了 IActivityManager ；
  • IActivityManager 继承了 IInterface（实现 Binder 通信的必备条件），所以 AMP 具备了 Binder 通信能力；
  • startService 最终会通过 AMP 中的 AMS 引用来调用 AMS 的 transact 方法；
  • 向 AMS 发送启动 Service 请求，并将序列化数据传递给 AMS ，随后 AMS 的子类 AMN 的 onTransact 会执行，它会将具体的启动工作交给 ActivityStater 来负责；

Android 8.0

8.0 开始，AMS 通过 AIDL 完成 Binder 通信

AMS 中主要涉及这三个数据结构：ActivityRecord、TaskRecord 和 ActivityStack ；

  • ActivityRecord：存储 Activity 的相关信息，比如 AndroidMainifes 的节点信息，启动 Activity 的包名，所在进程，图标主题标识符，当前 Activity 状态，所属 TaskRecord 等；
  • TaskRecord：描述一个 Activity 任务栈，主要维护了一个按历史顺序排列的 ArrayList<ActivityRecord>，并包含此任务栈所属的 ActivityStack 等；
  • ActivityStack：一个管理系统中所有 Activity 的管理类，真实交由 ActivityStackSupervisor 管理，内部维护了 Activity 的所有状态，并对不同状态的 Activity 进行分类管理，如最近启动的 Activity，正在暂停的 Activity 等。

IActivityManager.java 就是 ADIL 文件所对应的 java 文件，里面包含了 Proxy 和 Stub 类

图片来源于网络

1.2 ApplicationThread

Android 7.0

Android 7 之前(包括7.0、7.1)，AT 是通过自己实现代理类来完成 Binder

图片来源于网络

与 IActivityManager 的 binder 通信原理一样，ApplicationThreadProxy 作为 binder 通信的客户端，ApplicationThreadNative 作为 Binder 通信的服务端，其中ApplicationThread 继承 ApplicationThreadNative 类，覆写其中的部分方法。

Android 8.0

8.0 开始，AT 通过 AIDL 完成 Binder 通信

  • IApplivation.Thread.Stub 代替 ApplicationThreadNative
  • IApplivation.Thread.Stub.Proxy 代替 ApplicationThreadProxy

1.3 启动服务流程图

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frameworks/base/services/core/java/com/android/server/am/
  - ActivityManagerService.java
  - ActiveServices.java
  - ServiceRecord.java
  - ProcessRecord.java

out/soong/.intermediates/frameworks/base/framework-minus-apex/android_common/xref30/srcjars.xref/android/app/
	- IActivityManager.java (AIDL 文件生成的，内含 Proxy 和 Stub)
	- IApplicationThread.java (AIDL 文件生成的，内含 Proxy 和 Stub)

frameworks/base/core/java/android/app/
  - ActivityManager.java
  
  - IApplicationThread.java
  - ActivityThread.java (内含 ApplicationThread )
  
  - ContextImpl.java
  
  - LoadedApk.java
  
frameworks/base/core/java/android/content/
	- ContextWrapper.java

图片来源于网络

接下来，我们正式从代码角度来分析服务启动的过程。

二、startService 源码

2.1 CW.startService

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ContextWrapper.java

@Override
public ComponentName startService(Intent service) {
    return mBase.startService(service); // 其中 mBase 为 ContextImpl 对象 【 见流程2.2 】
}

2.2 CI.startService

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ContextImpl.java

@Override
public ComponentName startService(Intent service) {
    // 当 system 进程调用此方法时输出 warn 信息，system 进程建立调用 startServiceAsUser 方法
    warnIfCallingFromSystemProcess();
    return startServiceCommon(service, false, mUser);
}

private ComponentName startServiceCommon(Intent service, boolean requireForeground,
        UserHandle user) {
    try {
        // 检验 service，当 service 为空则 throw 异常
        validateServiceIntent(service);
        service.prepareToLeaveProcess(this);
        // ActivityManager.getService() 就是获取到的 Proxy 对象 【见 2.3】 【startService 见 2.3.1】
        ComponentName cn = ActivityManager.getService().startService(
            mMainThread.getApplicationThread(), service, service.resolveTypeIfNeeded(
                        getContentResolver()), requireForeground,
                        getOpPackageName(), user.getIdentifier());
        //...
        return cn;
    } catch (RemoteException e) {
        throw e.rethrowFromSystemServer();
    }
}

2.3 AM.getService

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ActivityManager.java

public static IActivityManager getService() {
    return IActivityManagerSingleton.get();
}

Singleton.java

@UnsupportedAppUsage
public final T get() {
    synchronized (this) {
        if (mInstance == null) {
            //首次调用 create() 来获取AMP对象
            mInstance = create();
        }
        return mInstance;
    }
}

ActivityManager.java

private static final Singleton<IActivityManager> IActivityManagerSingleton =
        new Singleton<IActivityManager>() {
            @Override
            protected IActivityManager create() {
                //获取名为 "activity" 的服务，服务都注册到 ServiceManager 来统一管理
                final IBinder b = ServiceManager.getService(Context.ACTIVITY_SERVICE);
                // IActivityManager 是 aidl，也就说明 Service 的启动过程是一个IPC的过程
                final IActivityManager am = IActivityManager.Stub.asInterface(b);
                return am;
            }
        };

IActivityManager.java

public static android.app.IActivityManager asInterface(android.os.IBinder obj){
    if ((obj==null)) {
        return null;
    }
    android.os.IInterface iin = obj.queryLocalInterface(DESCRIPTOR);
    if (((iin!=null)&&(iin instanceof android.app.IActivityManager))) {
        return ((android.app.IActivityManager)iin);
    }
    // 返回 Proxy 类
    return new android.app.IActivityManager.Stub.Proxy(obj);
}

create 方法返回的是 AIDL 生成的代理类，IActivityManager.Stub.Proxy， 那么下一步调用 IActivityManager.Stub.Proxy.startService 方法。

通过 Binder 通信过程中，

  • 提供了一个 IActivityManager 服务接口(继承于 android.os.IInterface)
  • IActivityManager.Stub.Proxy 类实现了 IActivityManager 接口
  • IActivityManager.Stub 继承 Binder 并且实现 IActivityManager 接口
  • ActivityManagerService 继承自 IActivityManager.Stub

这里可以看出 IActivityManager.Stub.Proxy 是 Binder 通信的客户端，ActivityManagerService 是 Binder 通信的服务端，那么IActivityManager.Proxy.startService() 最终调用的是 ActivityManagerService.startService()

2.3.1 IAM.Stub.Proxy.startService

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// 由于是 编译器生成的代码，排版可能比较乱    IActivityManager.java  

			@Override public android.content.ComponentName startService(android.app.IApplicationThread caller, android.content.Intent service, java.lang.String resolvedType, boolean requireForeground, java.lang.String callingPackage, java.lang.String callingFeatureId, int userId) throws android.os.RemoteException
      {
        android.os.Parcel _data = android.os.Parcel.obtain();
        android.os.Parcel _reply = android.os.Parcel.obtain();
        android.content.ComponentName _result;
        try {
          _data.writeInterfaceToken(DESCRIPTOR);
          _data.writeStrongBinder((((caller!=null))?(caller.asBinder()):(null)));
          if ((service!=null)) {
            _data.writeInt(1);
            service.writeToParcel(_data, 0);
          }
          else {
            _data.writeInt(0);
          }
          _data.writeString(resolvedType);
          _data.writeInt(((requireForeground)?(1):(0)));
          _data.writeString(callingPackage);
          _data.writeString(callingFeatureId);
          _data.writeInt(userId);
          //通过 Binder 传递数据 【见 2.3.2】
          boolean _status = mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_startService, _data, _reply, 0);
          if (!_status) {
            if (getDefaultImpl() != null) {
              return getDefaultImpl().startService(caller, service, resolvedType, requireForeground, callingPackage, callingFeatureId, userId);
            }
          }
          _reply.readException();
          if ((0!=_reply.readInt())) {
            _result = android.content.ComponentName.CREATOR.createFromParcel(_reply);
          }
          else {
            _result = null;
          }
        }
        finally {
          _reply.recycle();
          _data.recycle();
        }
        return _result;
      }

2.3.2 IAM.Stub.onTransact(Client -> Service)

到这里，借助 IAM 这个 AIDL ，便完成了从 Service 所在的进程（Client 的进程）到了 system_server 进程（服务进程）的调用过程。

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// 由于是 编译器生成的代码，排版可能比较乱    IActivityManager.java  

		@Override public boolean onTransact(int code, android.os.Parcel data, android.os.Parcel reply, int flags) throws android.os.RemoteException
    {
      switch (code)
      ...
        case TRANSACTION_startService:
        {
          data.enforceInterface(descriptor);
          //生成 IApplicationThread 的代理对象，即 IApplicationThread.Stub.Proxy 对象
          android.app.IApplicationThread _arg0;
          _arg0 = android.app.IApplicationThread.Stub.asInterface(data.readStrongBinder());
          android.content.Intent _arg1;
          if ((0!=data.readInt())) {
            _arg1 = android.content.Intent.CREATOR.createFromParcel(data);
          }
          else {
            _arg1 = null;
          }
          java.lang.String _arg2;
          _arg2 = data.readString();
          boolean _arg3;
          _arg3 = (0!=data.readInt());
          java.lang.String _arg4;
          _arg4 = data.readString();
          java.lang.String _arg5;
          _arg5 = data.readString();
          int _arg6;
          _arg6 = data.readInt();
          //调用 ActivityManagerService 的 startService() 方法 【见 2.4】
          android.content.ComponentName _result = this.startService(_arg0, _arg1, _arg2, _arg3, _arg4, _arg5, _arg6);
          reply.writeNoException();
          if ((_result!=null)) {
            reply.writeInt(1);
            _result.writeToParcel(reply, android.os.Parcelable.PARCELABLE_WRITE_RETURN_VALUE);
          }
          else {
            reply.writeInt(0);
          }
          return true;
        }
    }

在整个调用过程涉及两个进程，令 startService 的发起进程记为进程 A ，ServiceManagerService 记为进程 B ；那么进程 A 通过 Binder 机制（采用 IActivityManager 接口）向进程B发起请求服务，进程 B 则通过 Binder 机制(采用 IApplicationThread 接口)向进程 A 发起请求服务。也就是说进程 A 与进程 B 能相互间主动发起请求，进程通信。

2.4 AMS.startService

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@Override
public ComponentName startService(IApplicationThread caller, Intent service,
        String resolvedType, boolean requireForeground, String callingPackage, int userId)
        throws TransactionTooLargeException {
    // 当调用者是孤立进程，则抛出异常。
    enforceNotIsolatedCaller("startService");
    // Refuse possible leaked file descriptors
    if (service != null && service.hasFileDescriptors() == true) {
        throw new IllegalArgumentException("File descriptors passed in Intent");
    }

    if (callingPackage == null) {
        throw new IllegalArgumentException("callingPackage cannot be null");
    }

    if (DEBUG_SERVICE) Slog.v(TAG_SERVICE,
            "*** startService: " + service + " type=" + resolvedType + " fg=" + requireForeground);
    synchronized(this) {
        final int callingPid = Binder.getCallingPid();// 调用者 pid
        final int callingUid = Binder.getCallingUid();// 调用者 uid
        final long origId = Binder.clearCallingIdentity();
        ComponentName res;
        try {
            // 调用 ActiveServices 的 startServiceLocked() 方法 【见 2.5】
            res = mServices.startServiceLocked(caller, service,
                    resolvedType, callingPid, callingUid,
                    requireForeground, callingPackage, userId);
        } finally {
            Binder.restoreCallingIdentity(origId);
        }
        return res;
    }
}

参数说明

  • caller： IApplicationThread 类型，复杂处理
  • service： Intent 类型，包含需要运行的 service 信息
  • *resolvedType： * String 类型
  • callingPackage： String 类型，调用该方法的 package
  • userId： int 类型，用户的 id

2.5 AS.startServiceLocked

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ComponentName startServiceLocked(IApplicationThread caller, Intent service, String resolvedType,
        int callingPid, int callingUid, boolean fgRequired, String callingPackage, final int userId)
        throws TransactionTooLargeException {
    final boolean callerFg;
    if (caller != null) {
        final ProcessRecord callerApp = mAm.getRecordForAppLocked(caller);
        if (callerApp == null) {
            throw new SecurityException("");//抛出异常，此处省略异常字符串
        }
        callerFg = callerApp.setSchedGroup != ProcessList.SCHED_GROUP_BACKGROUND;
    } else {
        callerFg = true;
    }
    //检索服务信息
    ServiceLookupResult res = retrieveServiceLocked(service, resolvedType, callingPackage,
                callingPid, callingUid, userId, true, callerFg, false, false);
    if (res == null) {
        return null;
    }
    if (res.record == null) {
        return new ComponentName("!", res.permission != null ? res.permission : "private to package");
    }
    // 取出 ServiceRecord 对象，后面启动过程中都是使用的它
    ServiceRecord r = res.record;
    // 检查是否存在启动服务的 user
    if (!mAm.mUserController.exists(r.userId)) {
        Slog.w(TAG, "Trying to start service with non-existent user! " + r.userId);
        return null;
    }

    // ... 省略 判断和处理前台服务

    r.lastActivity = SystemClock.uptimeMillis();
    r.startRequested = true;// 启动服务标识置为 true
    r.delayedStop = false;
    r.fgRequired = fgRequired;
    r.pendingStarts.add(new ServiceRecord.StartItem(r, false, r.makeNextStartId(),
            service, neededGrants, callingUid));

    // ... 省略 对于非前台进程的调度
    
    // 调用 startServiceInnerLocked() 方法 【见 2.6】
    ComponentName cmp = startServiceInnerLocked(smap, service, r, callerFg, addToStarting);
    return cmp;
}

有一种重要的标记符 callerFg , 用于标记是前台还是后台:

  • 当发起方进程不等于 ProcessList.SCHED_GROUP_BACKGROUND ，或者发起方为空, 则 callerFg= true ；
  • 否则，callerFg= false；

2.6 AS.startServiceInnerLocked

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ComponentName startServiceInnerLocked(ServiceMap smap, Intent service, ServiceRecord r,
        boolean callerFg, boolean addToStarting) throws TransactionTooLargeException {
    ServiceState stracker = r.getTracker();
    if (stracker != null) {
        stracker.setStarted(true, mAm.mProcessStats.getMemFactorLocked(), r.lastActivity);
    }
    r.callStart = false;
    synchronized (r.stats.getBatteryStats()) {
        r.stats.startRunningLocked(); //用于耗电统计，开启运行的状态
    }
    // bringUpServiceLocked 【见 2.7】
    String error = bringUpServiceLocked(r, service.getFlags(), callerFg, false, false);
    if (error != null) {
        return new ComponentName("!!", error);
    }

    if (r.startRequested && addToStarting) {
        boolean first = smap.mStartingBackground.size() == 0;
        smap.mStartingBackground.add(r);
        r.startingBgTimeout = SystemClock.uptimeMillis() + mAm.mConstants.BG_START_TIMEOUT;
        if (DEBUG_DELAYED_SERVICE) {
            RuntimeException here = new RuntimeException("here");
            here.fillInStackTrace();
            Slog.v(TAG_SERVICE, "Starting background (first=" + first + "): " + r, here);
        } else if (DEBUG_DELAYED_STARTS) {
            Slog.v(TAG_SERVICE, "Starting background (first=" + first + "): " + r);
        }
        if (first) {
            smap.rescheduleDelayedStartsLocked();
        }
    } else if (callerFg || r.fgRequired) {
        smap.ensureNotStartingBackgroundLocked(r);
    }

    return r.name;
}

2.7 AS.bringUpServiceLocked

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private String bringUpServiceLocked(ServiceRecord r, int intentFlags, boolean execInFg,
        boolean whileRestarting, boolean permissionsReviewRequired)
        throws TransactionTooLargeException {
    // 已经启动，重复启动时，直接发送参数调动 onStartCommand() 方法
    if (r.app != null && r.app.thread != null) {
        // 调用 service.onStartCommand() 过程
        sendServiceArgsLocked(r, execInFg, false);
        return null;
    }

    if (!whileRestarting && mRestartingServices.contains(r)) {
        //等待延迟重启的过程，则直接返回
        return null;
    }

    // 启动 service 前，把 service 从重启服务队列中移除
    if (mRestartingServices.remove(r)) {
        clearRestartingIfNeededLocked(r);
    }

    // service 正在启动，将 delayed 设置为 false
    if (r.delayed) {
        if (DEBUG_DELAYED_STARTS) Slog.v(TAG_SERVICE, "REM FR DELAY LIST (bring up): " + r);
        getServiceMapLocked(r.userId).mDelayedStartList.remove(r);
        r.delayed = false;
    }

    // 确保拥有该服务的 user 已经启动，否则停止；
    if (!mAm.mUserController.hasStartedUserState(r.userId)) {
        String msg = "Unable to launch app "
                + r.appInfo.packageName + "/"
                + r.appInfo.uid + " for service "
                + r.intent.getIntent() + ": user " + r.userId + " is stopped";
        Slog.w(TAG, msg);
        bringDownServiceLocked(r);
        return msg;
    }

    try {
        // 服务正在启动，设置 package 停止状态为 false
        AppGlobals.getPackageManager().setPackageStoppedState(
                r.packageName, false, r.userId);
    } catch (RemoteException e) {
    } catch (IllegalArgumentException e) {
        Slog.w(TAG, "Failed trying to unstop package " + r.packageName + ": " + e);
    }

    final boolean isolated = (r.serviceInfo.flags&ServiceInfo.FLAG_ISOLATED_PROCESS) != 0;
    final String procName = r.processName;
    String hostingType = "service";
    ProcessRecord app;

    if (!isolated) {
        // 根据进程名和 uid，查询 ProcessRecord
        app = mAm.getProcessRecordLocked(procName, r.appInfo.uid, false);
        if (DEBUG_MU) Slog.v(TAG_MU, "bringUpServiceLocked: appInfo.uid=" + r.appInfo.uid + " app=" + app);
        if (app != null && app.thread != null) {
            try {
                app.addPackage(r.appInfo.packageName, r.appInfo.longVersionCode, mAm.mProcessStats);
                // 调用 realStartServiceLocked() 方法 启动服务 【见 2.8】
                realStartServiceLocked(r, app, execInFg);
                return null;
            } catch (TransactionTooLargeException e) {
                throw e;
            } catch (RemoteException e) {
                Slog.w(TAG, "Exception when starting service " + r.shortName, e);
            }
        }
    } else {
        app = r.isolatedProc;
        if (WebViewZygote.isMultiprocessEnabled()
                && r.serviceInfo.packageName.equals(WebViewZygote.getPackageName())) {
            hostingType = "webview_service";
        }
    }
    // 对于进程没有启动的情况
    if (app == null && !permissionsReviewRequired) {
        // 启动 service 所要运行的进程 【见 2.7.1】
        if ((app=mAm.startProcessLocked(procName, r.appInfo, true, intentFlags,
                hostingType, r.name, false, isolated, false)) == null) {
            bringDownServiceLocked(r);// 进程启动失败
            return msg;
        }
        if (isolated) {
            r.isolatedProc = app;
        }
    }

    if (r.fgRequired) {
        mAm.tempWhitelistUidLocked(r.appInfo.uid,SERVICE_START_FOREGROUND_TIMEOUT, "fg-service-launch");
    }

    if (!mPendingServices.contains(r)) {
        mPendingServices.add(r);
    }

    if (r.delayedStop) {
        r.delayedStop = false;
        if (r.startRequested) {
            stopServiceLocked(r); //停止服务
        }
    }

    return null;
}
  • 当目标进程已存在，则直接执行 realStartServiceLocked()；
  • 当目标进程不存在，则先执行 startProcessLocked（过程待更新 Android四大组件与进程启动的关系） 创建进程， 经过层层调用最后会调用到 AMS.attachApplicationLocked, 然后再执行 realStartServiceLocked() 。

对于非前台进程调用而需要启动的服务，如果已经有其他的后台服务正在启动中，那么我们可能希望延迟其启动。这是用来避免启动同时启动过多的进程(非必须的)。

2.7.1 AMS.attachApplicationLocked

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private final boolean attachApplicationLocked(IApplicationThread thread, int pid) {
    ...
    thread.bindApplication(processName, appInfo, providers, app.instrumentationClass,
            profilerInfo, app.instrumentationArguments, app.instrumentationWatcher,
            app.instrumentationUiAutomationConnection, testMode, enableOpenGlTrace,
            isRestrictedBackupMode || !normalMode, app.persistent,
            new Configuration(mConfiguration), app.compat,
            getCommonServicesLocked(app.isolated),
            mCoreSettingsObserver.getCoreSettingsLocked());

    ...
    if (!badApp) {
        try {
            //寻找所有需要在该进程中运行的服务 【见 2.7.2】
            didSomething |= mServices.attachApplicationLocked(app, processName);
        } catch (Exception e) {
            badApp = true;
        }
    }
    ...
    return true;
}

2.7.2 AS.attachApplicationLocked

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boolean attachApplicationLocked(ProcessRecord proc, String processName)
        throws RemoteException {
    boolean didSomething = false;
    //启动 mPendingServices 队列中，等待在该进程启动的服务
    if (mPendingServices.size() > 0) {
        ServiceRecord sr = null;
        try {
            for (int i=0; i<mPendingServices.size(); i++) {
                sr = mPendingServices.get(i);
                if (proc != sr.isolatedProc && (proc.uid != sr.appInfo.uid
                        || !processName.equals(sr.processName))) {
                    continue;
                }

                mPendingServices.remove(i);
                i--;
                // 将当前服务的包信息加入到 proc
                proc.addPackage(sr.appInfo.packageName, sr.appInfo.longVersionCode,mAm.mProcessStats);
                // 启动服务，即将进入服务的生命周期 
                realStartServiceLocked(sr, proc, sr.createdFromFg);
                didSomething = true;
                if (!isServiceNeededLocked(sr, false, false)) {
                    bringDownServiceLocked(sr);
                }
            }
        } catch (RemoteException e) {
            Slog.w(TAG, "Exception in new application when starting service " + sr.shortName, e);
            throw e;
        }
    }
    // 对于正在等待重启并需要运行在该进程的服务，现在是启动它们的大好时机
    if (mRestartingServices.size() > 0) {
        ServiceRecord sr;
        for (int i=0; i<mRestartingServices.size(); i++) {
            sr = mRestartingServices.get(i);
            if (proc != sr.isolatedProc && (proc.uid != sr.appInfo.uid
                    || !processName.equals(sr.processName))) {
                continue;
            }
            mAm.mHandler.removeCallbacks(sr.restarter);
            mAm.mHandler.post(sr.restarter);
        }
    }
    return didSomething;
}
  • 当需要创建新进程,则创建后经历过 attachApplicationLocked，则会再调用 realStartServiceLocked()；
  • 当不需要创建进程，即在上一步中直接就进入了 realStartServiceLocked()；

2.8 AS.realStartServiceLocked

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private final void realStartServiceLocked(ServiceRecord r,
        ProcessRecord app, boolean execInFg) throws RemoteException {
    if (app.thread == null) {
        throw new RemoteException();
    }
   
    r.app = app;
    r.restartTime = r.lastActivity = SystemClock.uptimeMillis();

    final boolean newService = app.services.add(r);
    // 发送 delay 消息 【见 2.8.1】
    bumpServiceExecutingLocked(r, execInFg, "create");
    mAm.updateLruProcessLocked(app, false, null);
    updateServiceForegroundLocked(r.app, /* oomAdj= */ false);
    mAm.updateOomAdjLocked();

    boolean created = false;
    try {
        if (LOG_SERVICE_START_STOP) {
            String nameTerm;
            int lastPeriod = r.shortName.lastIndexOf('.');
            nameTerm = lastPeriod >= 0 ? r.shortName.substring(lastPeriod) : r.shortName;
            EventLogTags.writeAmCreateService(
                    r.userId, System.identityHashCode(r), nameTerm, r.app.uid, r.app.pid);
        }
        synchronized (r.stats.getBatteryStats()) {
            r.stats.startLaunchedLocked();
        }
        mAm.notifyPackageUse(r.serviceInfo.packageName,
                             PackageManager.NOTIFY_PACKAGE_USE_SERVICE);
        app.forceProcessStateUpTo(ActivityManager.PROCESS_STATE_SERVICE);
        // 服务进入 onCreate()，调用 ActivityThread 的 scheduleCreateService() 方法 【见 2.9】
        app.thread.scheduleCreateService(r, r.serviceInfo,
                mAm.compatibilityInfoForPackageLocked(r.serviceInfo.applicationInfo),
                app.repProcState);
        r.postNotification();
        created = true;
    } catch (DeadObjectException e) {
        mAm.appDiedLocked(app); // 应用死亡处理
        throw e;
    } finally {
        if (!created) {
            // Keep the executeNesting count accurate.
            final boolean inDestroying = mDestroyingServices.contains(r);
            serviceDoneExecutingLocked(r, inDestroying, inDestroying);
            if (newService) {
                app.services.remove(r);
                r.app = null;
            }

            // 尝试重新启动服务
            if (!inDestroying) {
                scheduleServiceRestartLocked(r, false);
            }
        }
    }

    if (r.whitelistManager) {
        app.whitelistManager = true;
    }
    requestServiceBindingsLocked(r, execInFg);
    updateServiceClientActivitiesLocked(app, null, true);

    // 如果是启动，并且需要调用 onStartCommand() 方法，给 pendingStarts 集合增加数据，
    // 因为 onStartCommand() 方法是否会调动是根据 pendingStarts 集合是否有数据来决定是否调用的。
    // 在后面说参数调用的时候就会知道，如果仅仅是绑定服务，就不会添加，这也就是为什么我们绑定服务时不会回调 onStartCommand() 方法的原因
    if (r.startRequested && r.callStart && r.pendingStarts.size() == 0) {
        r.pendingStarts.add(new ServiceRecord.StartItem(r, false, r.makeNextStartId(),null, null, 0));
    }
    // 服务 进入 onStartCommand() 【见 2.15】
    sendServiceArgsLocked(r, execInFg, true);

    if (r.delayed) {
        getServiceMapLocked(r.userId).mDelayedStartList.remove(r);
        r.delayed = false;
    }

    if (r.delayedStop) {
        r.delayedStop = false;
        if (r.startRequested) {
            stopServiceLocked(r); //停止服务
        }
    }
}

2.8.1 AS.bumpServiceExecutingLocked

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private final void bumpServiceExecutingLocked(ServiceRecord r, boolean fg, String why) {
    boolean timeoutNeeded = true;
    if ((mAm.mBootPhase < SystemService.PHASE_THIRD_PARTY_APPS_CAN_START)
            && (r.app != null) && (r.app.pid == android.os.Process.myPid())) {
        timeoutNeeded = false;
    }
    // ...
    if (r.executeNesting == 0) {
        // ...
    } else if (r.app != null && fg && !r.app.execServicesFg) {
        r.app.execServicesFg = true;
        if (timeoutNeeded) {
            scheduleServiceTimeoutLocked(r.app); // 【见 2.8.2】
        }
    }
    // ...
}

2.8.2 AS.scheduleServiceTimeoutLocked

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void scheduleServiceTimeoutLocked(ProcessRecord proc) {
    if (proc.executingServices.size() == 0 || proc.thread == null) {
        return;
    }
    Message msg = mAm.mHandler.obtainMessage(
            ActivityManagerService.SERVICE_TIMEOUT_MSG);
    msg.obj = proc;
    // 当超时后仍没有 remove 该 SERVICE_TIMEOUT_MSG 消息，则执行 service Timeout 流程
    mAm.mHandler.sendMessageDelayed(msg,
            proc.execServicesFg ? SERVICE_TIMEOUT : SERVICE_BACKGROUND_TIMEOUT);
}

发送延时消息 `SERVICE_TIMEOUT_MSG 延时时长：

  • 对于前台服务，则超时为 SERVICE_TIMEOUT，即 timeout=20s；
  • 对于后台服务，则超时为 SERVICE_BACKGROUND_TIMEOUT，即 timeout=200s；

2.9 IAT.Stub.Proxy.scheduleCreateService

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@Override public void scheduleCreateService(android.os.IBinder token, android.content.pm.ServiceInfo info, android.content.res.CompatibilityInfo compatInfo, int processState) throws android.os.RemoteException
{
  android.os.Parcel _data = android.os.Parcel.obtain();
  try {
    _data.writeInterfaceToken(DESCRIPTOR);
    _data.writeStrongBinder(token);
    if ((info!=null)) {
      _data.writeInt(1);
      info.writeToParcel(_data, 0);
    }
    else {
      _data.writeInt(0);
    }
    if ((compatInfo!=null)) {
      _data.writeInt(1);
      compatInfo.writeToParcel(_data, 0);
    }
    else {
      _data.writeInt(0);
    }
    _data.writeInt(processState);
    //【见 2.9.1】
    boolean _status = mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_scheduleCreateService, _data, null, android.os.IBinder.FLAG_ONEWAY);
    if (!_status) {
      if (getDefaultImpl() != null) {
        getDefaultImpl().scheduleCreateService(token, info, compatInfo, processState);
        return;
      }
    }
  }
  finally {
    _data.recycle();
  }
}

2.9.1 IAT.Stub.onTransact (Service -> Client)

到这里，借助 IAT 这个 AIDL ，便完成了从 system_server 进程（服务进程）到了 Service 所在的进程（Client 的进程）的调用过程。

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@Override public boolean onTransact(int code, android.os.Parcel data, android.os.Parcel reply, int flags) throws android.os.RemoteException
  {
    switch (code)
    ...
      case TRANSACTION_scheduleCreateService:
      {
        data.enforceInterface(descriptor);
        android.os.IBinder _arg0;
        _arg0 = data.readStrongBinder();
        android.content.pm.ServiceInfo _arg1;
        if ((0!=data.readInt())) {
          _arg1 = android.content.pm.ServiceInfo.CREATOR.createFromParcel(data);
        }
        else {
          _arg1 = null;
        }
        android.content.res.CompatibilityInfo _arg2;
        if ((0!=data.readInt())) {
          _arg2 = android.content.res.CompatibilityInfo.CREATOR.createFromParcel(data);
        }
        else {
          _arg2 = null;
        }
        int _arg3;
        _arg3 = data.readInt();
        //调用 ActivityThread.ApplicationThread 的 scheduleCreateService() 方法 【见 2.9.2】
        this.scheduleCreateService(_arg0, _arg1, _arg2, _arg3);
        return true;
      }
  }

2.9.2 AT.scheduleCreateService

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public final void scheduleCreateService(IBinder token,
        ServiceInfo info, CompatibilityInfo compatInfo, int processState) {
    updateProcessState(processState, false);
    CreateServiceData s = new CreateServiceData();// 准备服务创建所需的数据
    s.token = token;
    s.info = info;
    s.compatInfo = compatInfo;
		// 给 Handler 类 H 发送 CREATE_SERVICE  【见 2.10】 
    sendMessage(H.CREATE_SERVICE, s);
}

final H mH = new H();

H 是 ActivityThread 的内部类，继承 Handler

2.10 AT.H.handleMessage

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void sendMessage(int what, Object obj) {
    sendMessage(what, obj, 0, 0, false);
}

private void sendMessage(int what, Object obj, int arg1, int arg2, boolean async) {
    Message msg = Message.obtain();
    msg.what = what;
    msg.obj = obj;
    msg.arg1 = arg1;
    msg.arg2 = arg2;
    if (async) {
        msg.setAsynchronous(true);
    }

    mH.sendMessage(msg);
}

class H extends Handler {
    // ...
    public void handleMessage(Message msg) {
        switch (msg.what) {
            case CREATE_SERVICE:
                handleCreateService((CreateServiceData)msg.obj);
                break;
            case BIND_SERVICE:
                handleBindService((BindServiceData)msg.obj);
                break;
            case UNBIND_SERVICE:
                handleUnbindService((BindServiceData)msg.obj);
                break;
            case SERVICE_ARGS:
                handleServiceArgs((ServiceArgsData)msg.obj);
                break;
            case STOP_SERVICE:
                handleStopService((IBinder)msg.obj);
                break;
        }
        //...
    }
}

2.11 AT.handleCreateService

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private void handleCreateService(CreateServiceData data) {
    // 当应用处于后台即将进行 GC，而此时被调回到活动状态，则跳过本次 gc。
    unscheduleGcIdler();
    LoadedApk packageInfo = getPackageInfoNoCheck(data.info.applicationInfo, data.compatInfo);
    // 通过反射创建目标服务对象
    Service service = null;
    try {
        // 使用类加载器通过反射的形势创建 Service 对象
        java.lang.ClassLoader cl = packageInfo.getClassLoader();
      	// packageInfo.getAppFactory()【见 2.11.1】
      	// instantiateService 【见 2.12】
        service = packageInfo.getAppFactory().instantiateService(cl, data.info.name, data.intent);
    } catch (Exception e) {
        //...
    }

    try {
        // 创建 ContextImpl 对象
        ContextImpl context = ContextImpl.createAppContext(this, packageInfo);
        context.setOuterContext(service);
        // 创建 Application 对象
        Application app = packageInfo.makeApplication(false, mInstrumentation);
        // Serivce 的 attach() 回调，并建立 Service 和 ContextImpl 之间的联系 【见 2.13】
        service.attach(context, this, data.info.name, data.token, app,ActivityManager.getService());
        // 调用服务 onCreate() 方法 【见 2.13】
        service.onCreate();
        // 将Service保存到集合中   final ArrayMap<IBinder, Service> mServices = new ArrayMap<>();
        mServices.put(data.token, service);
        try {
            // 调用服务创建完成 【见 2.14】
            ActivityManager.getService().serviceDoneExecuting(data.token, SERVICE_DONE_EXECUTING_ANON, 0, 0);
        } catch (RemoteException e) {
            //...
        }
    } catch (Exception e) {
        //...
    }
}

2.11.1 packageInfo.getAppFactory()

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public AppComponentFactory getAppFactory() {
    return mAppComponentFactory;
}

// 给 mAppComponentFactory 赋值
private AppComponentFactory createAppFactory(ApplicationInfo appInfo, ClassLoader cl) {
    if (appInfo.appComponentFactory != null && cl != null) {
        try {
            return (AppComponentFactory) cl.loadClass(appInfo.appComponentFactory)
                    .newInstance();
        } catch (InstantiationException | IllegalAccessException | ClassNotFoundException e) {
            Slog.e(TAG, "Unable to instantiate appComponentFactory", e);
        }
    }
    return AppComponentFactory.DEFAULT;
}

2.12 ACF.instantiateService

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public @NonNull Service instantiateService(@NonNull ClassLoader cl,
        @NonNull String className, @Nullable Intent intent)
        throws InstantiationException, IllegalAccessException, ClassNotFoundException {
    // 通过反射创建 Service
    return (Service) cl.loadClass(className).newInstance();
}

2.13 Service.attach/onCreate

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public abstract class Service extends ContextWrapper implements ComponentCallbacks2 {

    public final void attach(
            Context context,
            ActivityThread thread, String className, IBinder token,
            Application application, Object activityManager) {
        attachBaseContext(context);
        mThread = thread;          
        mClassName = className;
        mToken = token;
        mApplication = application;
        mActivityManager = (IActivityManager)activityManager;
        mStartCompatibility = getApplicationInfo().targetSdkVersion
                < Build.VERSION_CODES.ECLAIR;
    }
  
    public void onCreate(){    }
}

最终调用 Service.onCreate() 方法，对于目标服务都是继承于 Service ，并覆写该方式，调用目标服务的 onCreate() 方法。拨云见日，到此总算是进入了 Service 的生命周期。

2.14 AMS.serviceDoneExecuting

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public void serviceDoneExecuting(IBinder token, int type, int startId, int res) {
    synchronized(this) {
        //...
        mServices.serviceDoneExecutingLocked((ServiceRecord)token, type, startId, res);
    }
}

由 2.8.1 的 bumpServiceExecutingLocked 发送一个延时消息 SERVICE_TIMEOUT_MSG

2.14.1 AS.serviceDoneExecutingLocked

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void serviceDoneExecutingLocked(ServiceRecord r, int type, int startId, int res) {
    boolean inDestroying = mDestroyingServices.contains(r);
    if (r != null) {
        //...
        final long origId = Binder.clearCallingIdentity();
      	// 【见 2.14.2】
        serviceDoneExecutingLocked(r, inDestroying, inDestroying);
        Binder.restoreCallingIdentity(origId);
    } else {
        //...
    }
}

2.14.2 AS.serviceDoneExecutingLocked

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private void serviceDoneExecutingLocked(ServiceRecord r, boolean inDestroying,boolean finishing) {
    r.executeNesting--;
    if (r.executeNesting <= 0) {
        if (r.app != null) {
            r.app.execServicesFg = false;
            r.app.executingServices.remove(r);
            if (r.app.executingServices.size() == 0) {
                // 移除服务启动超时的消息
                mAm.mHandler.removeMessages(ActivityManagerService.SERVICE_TIMEOUT_MSG, r.app);
            } else if (r.executeFg) {
                // ...
            }
            if (inDestroying) {
                mDestroyingServices.remove(r);
                r.bindings.clear();
            }
            mAm.updateOomAdjLocked(r.app, true);
        }
        r.executeFg = false;
        // ...
        if (finishing) {
            if (r.app != null && !r.app.persistent) {
                r.app.services.remove(r);
                if (r.whitelistManager) {
                    updateWhitelistManagerLocked(r.app);
                }
            }
            r.app = null;
        }
    }
}

handleCreateService() 执行后便会移除服务启动超时的消息 SERVICE_TIMEOUT_MSG。Service 启动过程出现 ANR ，”executing service [发送超时serviceRecord信息]”， 这往往是 service 的 onCreate() 回调方法执行时间过长。

在 2.8 AS.realStartServiceLocked 方法在完成 onCreate 操作,解析来便是进入 onStartCommand 方法.

2.15 AS.sendServiceArgsLocked

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private final void sendServiceArgsLocked(ServiceRecord r, boolean execInFg,
        boolean oomAdjusted) throws TransactionTooLargeException {
    final int N = r.pendingStarts.size();
    if (N == 0) {
        return;
    }
    ArrayList<ServiceStartArgs> args = new ArrayList<>();
    while (r.pendingStarts.size() > 0) {
        ServiceRecord.StartItem si = r.pendingStarts.remove(0);
        if (si.intent == null && N > 1) {
            continue;
        }
        si.deliveredTime = SystemClock.uptimeMillis();
        r.deliveredStarts.add(si);
        si.deliveryCount++;
        if (si.neededGrants != null) {
            mAm.grantUriPermissionUncheckedFromIntentLocked(si.neededGrants,
                    si.getUriPermissionsLocked());
        }
        mAm.grantEphemeralAccessLocked(r.userId, si.intent,
                r.appInfo.uid, UserHandle.getAppId(si.callingId));
        // 标记启动开始 【见 2.8.1】
        bumpServiceExecutingLocked(r, execInFg, "start");
        if (!oomAdjusted) {
            oomAdjusted = true;
            mAm.updateOomAdjLocked(r.app, true);
        }
        if (r.fgRequired && !r.fgWaiting) {
            //...
        }
        int flags = 0;
        if (si.deliveryCount > 1) {
            flags |= Service.START_FLAG_RETRY;
        }
        if (si.doneExecutingCount > 0) {
            flags |= Service.START_FLAG_REDELIVERY;
        }
        args.add(new ServiceStartArgs(si.taskRemoved, si.id, flags, si.intent));
    }

    ParceledListSlice<ServiceStartArgs> slice = new ParceledListSlice<>(args);
    slice.setInlineCountLimit(4);
    Exception caughtException = null;
    try {
        //该过程类似 [流程 2.9 ~ 2.10]，只是服务端调用不同客户端的方法，最终会调用  AT.handleServiceArgs -> onStartCommand
        r.app.thread.scheduleServiceArgs(r, slice);
    } catch (Exception e) {
        caughtException = e;
    }

    if (caughtException != null) {
        final boolean inDestroying = mDestroyingServices.contains(r);
        for (int i = 0; i < args.size(); i++) {
            serviceDoneExecutingLocked(r, inDestroying, inDestroying);
        }
        if (caughtException instanceof TransactionTooLargeException) {
            throw (TransactionTooLargeException)caughtException;
        }
    }
}

三、bindService 源码

图片来源于网络

3.1 CW.bindService

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ContextWrapper.java

@Override
public boolean bindService(Intent service, ServiceConnection conn,
        int flags) {
    return mBase.bindService(service, conn, flags);
}

3.2 CI.bindService

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ContextImpl.java

@Override
public boolean bindService(Intent service, ServiceConnection conn,
        int flags) {
    warnIfCallingFromSystemProcess();
    return bindServiceCommon(service, conn, flags, mMainThread.getHandler(), getUser());
}

3.3 CI.bindServiceCommon

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private boolean bindServiceCommon(Intent service, ServiceConnection conn, int flags,
        String instanceName, Handler handler, Executor executor, UserHandle user) {
    IServiceConnection sd;
    if (conn == null) {
        throw new IllegalArgumentException("connection is null");
    }
    if (handler != null && executor != null) {
        throw new IllegalArgumentException("Handler and Executor both supplied");
    }
  	// mPackageInfo 为 LoadedApk
    if (mPackageInfo != null) {
        if (executor != null) {
            sd = mPackageInfo.getServiceDispatcher(conn, getOuterContext(), executor, flags);
        } else {
          	// handler 不为 null，将 ServiceConnection 封装成 IServiceConnection
    				// IServiceConnection 就是 LoadedApk.ServiceDispatcher.InnerConnection 类
    				// 将 conn 保持到InnerConnection中，handler 为主线程 Handler，也就是 ActivityThread 的内部类 H 对象
          	// 【见 4.1】
            sd = mPackageInfo.getServiceDispatcher(conn, getOuterContext(), handler, flags);
        }
    } else {
        throw new RuntimeException("Not supported in system context");
    }
    validateServiceIntent(service);
    try {
        IBinder token = getActivityToken();
        if (token == null && (flags&BIND_AUTO_CREATE) == 0 && mPackageInfo != null
                && mPackageInfo.getApplicationInfo().targetSdkVersion
                < android.os.Build.VERSION_CODES.ICE_CREAM_SANDWICH) {
            flags |= BIND_WAIVE_PRIORITY;
        }
        service.prepareToLeaveProcess(this);
        // 调用 AMS 的 bindIsolatedService() 方法 【见 3.4】
        int res = ActivityManager.getService().bindIsolatedService(
            mMainThread.getApplicationThread(), getActivityToken(), service,
            service.resolveTypeIfNeeded(getContentResolver()),
            sd, flags, instanceName, getOpPackageName(), user.getIdentifier());
        if (res < 0) {
            throw new SecurityException("Not allowed to bind to service " + service);
        }
        return res != 0;
    } catch (RemoteException e) {
        throw e.rethrowFromSystemServer();
    }
}

注意：在这里需要注意以上注释的地方，因为绑定 Service 最终客户端要回调 ServiceConnection 对象的 onServiceConnected() 方法，mPackageInfo.getServiceDispatcher() 就是将我们调用 bindService() 方法传递的 ServiceConnection 对象封装成 IServiceConnection(实现类为LoadedApk.ServiceDispatcher.InnerConnection) 。这是一个 aidl 接口，这是因为 Service 启动和绑定时跨进程的，普通的 ServiceConnection 是不能款进程传输的，所以需要进行封装与转换成 aidl 类型。

ActivityManager.getService().bindIsolatedService 这里不做过多讲解，上面已经讲过了，最终调用的是 AMS 的 bindIsolatedService

3.4 AMS.bindIsolatedService

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public int bindIsolatedService(IApplicationThread caller, IBinder token, Intent service,
        String resolvedType, IServiceConnection connection, int flags, String instanceName,
        String callingPackage, int userId) throws TransactionTooLargeException {
    // ...
    
    synchronized(this) {
    		// 调用 ActiveServices 的 bindServiceLocked() 方法 【见 3.5】
        return mServices.bindServiceLocked(caller, token, service,
                resolvedType, connection, flags, instanceName, callingPackage, userId);
    }
}

3.5 AS.bindServiceLocked

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int bindServiceLocked(IApplicationThread caller, IBinder token, Intent service,
        String resolvedType, final IServiceConnection connection, int flags,
        String instanceName, String callingPackage, final int userId)
        throws TransactionTooLargeException {
// ... 省略 
  	ServiceLookupResult res =
        retrieveServiceLocked(service, instanceName, resolvedType, callingPackage,
                callingPid, callingUid, userId, true,
                callerFg, isBindExternal, allowInstant);
    ServiceRecord s = res.record;
    try {
		// 绑定服务时，调用 ServiceRecord 的 retrieveAppBindingLocked() 方法，
				// 在该方法中给 ServiceRecord的 bindings 添加绑定记录
        AppBindRecord b = s.retrieveAppBindingLocked(service, callerApp);
        ConnectionRecord c = new ConnectionRecord(b, activity,
                connection, flags, clientLabel, clientIntent,
                callerApp.uid, callerApp.processName, callingPackage);

        IBinder binder = connection.asBinder();
        s.addConnection(binder, c);
        b.connections.add(c);
        if (activity != null) {
            activity.addConnection(c);
        }
        b.client.connections.add(c);
        c.startAssociationIfNeeded();
        // ... 省略 
        if ((flags&Context.BIND_AUTO_CREATE) != 0) {
            s.lastActivity = SystemClock.uptimeMillis();
          	// 【见 3.6】
            if (bringUpServiceLocked(s, service.getFlags(), callerFg, false,
                    permissionsReviewRequired) != null) {
                return 0;
            }
        }
		// ... 省略 
    } finally {
        Binder.restoreCallingIdentity(origId);
    }

    return 1;
}

注意，上面注释部分，绑定服务时，我们将连接对象保存到了 ServiceRecord 中。

3.6 AS.bringUpServiceLocked

绑定服务到这里，后面调用 attach() 和 onCreate() 方法就和启动服务时一样的了 见 startService 2.7 ，在 bringUpServiceLocked() 中 调用
realStartServiceLocked() 方法，接着继续往下调用。

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private String bringUpServiceLocked(ServiceRecord r, int intentFlags, boolean execInFg,
        boolean whileRestarting, boolean permissionsReviewRequired)
        throws TransactionTooLargeException {
    // ...
    // 调用 realStartServiceLocked() 方法 启动服务 【见 3.7】
    realStartServiceLocked(r, app, execInFg);
                
		// ...
    return null;
}

3.7 AS.realStartServiceLocked

这一步，和启动 Service 不一样的是，在 realStartServiceLocked() 方法中会调用 requestServiceBindingsLocked() 方法，处理绑定服务的过程 (其他过程请看 startService 2.8)

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private final void realStartServiceLocked(ServiceRecord r,
        ProcessRecord app, boolean execInFg) throws RemoteException {
  	//...
    // 【见 3.14】
    requestServiceBindingsLocked(r, execInFg);
  	//...
    // 服务 进入 onStartCommand() 【见 2.15】
    sendServiceArgsLocked(r, execInFg, true);
  	//...
}

流程图中 [8 -13] 对应 startService 中的 [9 - 14]

这里省略 3.8 - 3.13

3.14 AS.requestServiceBindingsLocked

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private final void requestServiceBindingsLocked(ServiceRecord r, boolean execInFg)
        throws TransactionTooLargeException {
    // 根据 ServiceRecord 的 bindings 是否有数据调用 requestServiceBindingLocked() 方法，在上一步给它添加了数据 【见 3.15】
    for (int i=r.bindings.size()-1; i>=0; i--) {
        IntentBindRecord ibr = r.bindings.valueAt(i);
        if (!requestServiceBindingLocked(r, ibr, execInFg, false)) {
            break;
        }
    }
}

根据是否有连接对象判断是否需要调用 ActiveServices 中的requestServiceBindingLocked() 方法(和当前方法差了个 s,bindings)，绑定 Service 在 ActiveServices 中的 bindServiceLocked() 方法中添加了，所以集合肯定不会为空

3.15 AS.requestServiceBindingLocked

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private final boolean requestServiceBindingLocked(ServiceRecord r, IntentBindRecord i,
        boolean execInFg, boolean rebind) throws TransactionTooLargeException {
    
    if ((!i.requested || rebind) && i.apps.size() > 0) {
        try {
            bumpServiceExecutingLocked(r, execInFg, "bind");
            r.app.forceProcessStateUpTo(ActivityManager.PROCESS_STATE_SERVICE);
            // 调用 ActivityThread 的 scheduleBindService() 方法 【见 3.18】
            r.app.thread.scheduleBindService(r, i.intent.getIntent(), rebind, r.app.getReportedProcState());
            if (!rebind) {
                i.requested = true;
            }
            i.hasBound = true;
            i.doRebind = false;
        } catch (TransactionTooLargeException e) {
            final boolean inDestroying = mDestroyingServices.contains(r);
            serviceDoneExecutingLocked(r, inDestroying, inDestroying);
            throw e;
        } catch (RemoteException e) {
            final boolean inDestroying = mDestroyingServices.contains(r);
            serviceDoneExecutingLocked(r, inDestroying, inDestroying);
            return false;
        }
    }
    return true;
}

[15 - 17] 就是 Service 端到 Client 端的调用，类似 startService 的 [2.9 - 2.10]

这里省略 3.16 - 3.17

3.18 AT.handleBindService

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private void handleBindService(BindServiceData data) {
    Service s = mServices.get(data.token);
    
    if (s != null) {
        try {
            data.intent.setExtrasClassLoader(s.getClassLoader());
            data.intent.prepareToEnterProcess();
            try {
                if (!data.rebind) {
                  	// 调用 Service 的 onBind() 方法 【见 3.19】
                    IBinder binder = s.onBind(data.intent);
                  	// 这里调用 ActivityManagerService 的 publishService() 方法 【见 4.2】
                    ActivityManager.getService().publishService(
                            data.token, data.intent, binder);
                } else {
                  	// 如果是重新绑定，就调用 Service 的 onRebind() 方法  【见 3.19】
                    s.onRebind(data.intent);
                    ActivityManager.getService().serviceDoneExecuting(
                            data.token, SERVICE_DONE_EXECUTING_ANON, 0, 0);
                }
            } catch (RemoteException ex) {
                throw ex.rethrowFromSystemServer();
            }
        } catch (Exception e) {
            if (!mInstrumentation.onException(s, e)) {
            }
        }
    }
}

3.19 onBind/onRebind

在上面的方法中我们已经看到了 Service 的 onBind() 或者 onRebind() 方法已经被调用了，那么对于Service类来说已经执行完成了。但是我们绑定Service，客户端需要拿到 IBinder 对象，这个对象是在 ServiceConnection 对象的回调 onServiceConnected() 方法取到的，所以我们继续看看这个过程是怎样的。

四、bindService 回调

4.1 LA.getServiceDispatcher

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@UnsupportedAppUsage
public final IServiceConnection getServiceDispatcher(ServiceConnection c,
        Context context, Handler handler, int flags) {
    return getServiceDispatcherCommon(c, context, handler, null, flags);
}

private IServiceConnection getServiceDispatcherCommon(ServiceConnection c,
        Context context, Handler handler, Executor executor, int flags) {
    synchronized (mServices) {
        LoadedApk.ServiceDispatcher sd = null;
        ArrayMap<ServiceConnection, LoadedApk.ServiceDispatcher> map = mServices.get(context);
        if (map != null) {
            if (DEBUG) Slog.d(TAG, "Returning existing dispatcher " + sd + " for conn " + c);
            sd = map.get(c);
        }
        if (sd == null) {
            if (executor != null) {
                sd = new ServiceDispatcher(c, context, executor, flags);
            } else {
                sd = new ServiceDispatcher(c, context, handler, flags);
            }
            if (DEBUG) Slog.d(TAG, "Creating new dispatcher " + sd + " for conn " + c);
            if (map == null) {
                map = new ArrayMap<>();
                mServices.put(context, map);
            }
            map.put(c, sd);
        } else {
            sd.validate(context, handler, executor);
        }
        return sd.getIServiceConnection();
    }
}

4.2 AMS.publishService

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public void publishService(IBinder token, Intent intent, IBinder service) {
    synchronized(this) {
        if (!(token instanceof ServiceRecord)) {
            throw new IllegalArgumentException("Invalid service token");
        }
       	// 调用 ActiveServices 的 publishServiceLocked() 方法
        mServices.publishServiceLocked((ServiceRecord)token, intent, service);
    }
}

4.3 AS.publishServiceLocked

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void publishServiceLocked(ServiceRecord r, Intent intent, IBinder service) {
    final long origId = Binder.clearCallingIdentity();
    try {
       
        if (r != null) {
            Intent.FilterComparison filter = new Intent.FilterComparison(intent);
            IntentBindRecord b = r.bindings.get(filter);
            if (b != null && !b.received) {
                b.binder = service;
                b.requested = true;
                b.received = true;
              	// 从 ServiceRecord 的 connections 集合中取出数据
                ArrayMap<IBinder, ArrayList<ConnectionRecord>> connections = r.getConnections();
                for (int conni = connections.size() - 1; conni >= 0; conni--) {
                    ArrayList<ConnectionRecord> clist = connections.valueAt(conni);
                    for (int i=0; i<clist.size(); i++) {
                        ConnectionRecord c = clist.get(i);
                        if (!filter.equals(c.binding.intent.intent)) {
                            continue;
                        }
                        try {
                          	// c.conn 为 IServiceConnection 对象
        										// 实际就是 LoadedApk.ServiceDispatcher.InnerConnection 类
                            c.conn.connected(r.name, service, false);
                        } catch (Exception e) {
                            //...
                        }
                    }
                }
            }

            serviceDoneExecutingLocked(r, mDestroyingServices.contains(r), false);
        }
    } finally {
        Binder.restoreCallingIdentity(origId);
    }
}

4.4 LA.ServiceDispatcher.InnerConnection

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   // LoadedApk 内部类 InnerConnection 的 connected() 方法，也就是上面的 c.conn.connected() 方法  
private static class InnerConnection extends IServiceConnection.Stub {
         @UnsupportedAppUsage(maxTargetSdk = Build.VERSION_CODES.R, trackingBug = 170729553)
         final WeakReference<LoadedApk.ServiceDispatcher> mDispatcher;

         InnerConnection(LoadedApk.ServiceDispatcher sd) {
             mDispatcher = new WeakReference<LoadedApk.ServiceDispatcher>(sd);
         }

         public void connected(ComponentName name, IBinder service, boolean dead)
                 throws RemoteException {
             LoadedApk.ServiceDispatcher sd = mDispatcher.get();
             if (sd != null) {
               	// 调用 LoadedApk.ServiceDispatcher 的 connected() 方法
                 sd.connected(name, service, dead);
             }
         }
     }

4.5 LA.ServiceDispatcher.connected

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public void connected(ComponentName name, IBinder service, boolean dead) {
    if (mActivityExecutor != null) {
        mActivityExecutor.execute(new RunConnection(name, service, 0, dead));
    } else if (mActivityThread != null) {
      	// 由 ContextImpl.bindServiceCommon() 方法中可知，mActivityThread 就是 ActivityThread 的 H 对象（主线程的Handler），不为null
		// RunConnection 的 run方法中调用 doConnected() 方法
		// 因为是通过主线程的 Handler 调用的方法，所以客户端的 ServiceConnection.onServiceConnected() 运行在主线程
        mActivityThread.post(new RunConnection(name, service, 0, dead));
    } else {
        doConnected(name, service, dead);
    }
}

4.6LA.ServiceDispatcher.RunConnection

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private final class RunConnection implements Runnable {
    RunConnection(ComponentName name, IBinder service, int command, boolean dead) {
        mName = name;
        mService = service;
        mCommand = command;
        mDead = dead;
    }

    public void run() {
        if (mCommand == 0) {
          	// 调用 doConnected() 方法
            doConnected(mName, mService, mDead);
        } else if (mCommand == 1) {
            doDeath(mName, mService);
        }
    }

    final ComponentName mName;
    final IBinder mService;
    final int mCommand;
    final boolean mDead;
}

4.7 LA.ServiceDispatcher.doConnected

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public void doConnected(ComponentName name, IBinder service, boolean dead) {
    ServiceDispatcher.ConnectionInfo old;
    ServiceDispatcher.ConnectionInfo info;

  	 //...
     // 由 ContextImpl.bindServiceCommon() 方法中可知，mConnection 就是客户端的 ServiceConnection 对象，回调它的 onServiceConnected() 方法，完成绑定过程
    if (service != null) {
        mConnection.onServiceConnected(name, service);
    } else {
        // The binding machinery worked, but the remote returned null from onBind().
        mConnection.onNullBinding(name);
    }
}

mConnection 就是客户端的 ServiceConnection 对象，在前面 ContextImpl 的 bindServiceCommon() 方法说明时有注释进行说明了。

五、解绑 Service

图片来源于网络

六、停止 Service

图片来源于网络

startService启动过程分析

Android Service 流程分析

ActivityManagerService 通信浅析