Android(安卓)service 实现过程

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 <utils.h>

#include <utils/RefBase.h>

#include <utils/IInterface.h>

#include <utils/Parcel.h>

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 <utils/IServiceManager.h>

#include <utils/IPCThreadState.h>

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 <sys/types.h>

#include <unistd.h>

#include <grp.h>

#include <utils/IPCThreadState.h>

#include <utils/ProcessState.h>

#include <utils/IServiceManager.h>

#include <utils/Log.h>

#include <private/android_filesystem_config.h>

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

using namespace android;

int main(int argc, char** argv)

{

sp<ProcessState> proc(ProcessState::self());

sp<IServiceManager> 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 <utils/IServiceManager.h>

#include <utils/IPCThreadState.h>

#include "Add.h"

namespace android {

sp<IBinder> 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<IServiceManager> 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 <jni.h>

/* 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

然后实现相应函数。

com_hello_Service_MySer.cpp 文件：

#include <jni.h>

#include <JNIHelp.h>

#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：

http://android.kernel.org/pub/android-toolchain-20081019.tar.bz2 。如果下载了完整的 Android 项目的源代码，则可以在“ <your_android>/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 http://www.codesourcery.com/gnu_toolchains/arm/download.html 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“ <your_android>/build/tools/apriori ”

strip 工具也没有采用常用的 strip ，而是“ <your_android>/prebuilt/linux-x86/toolchain/arm-eabi-4.2.1/bin ”目录下的 arm-eabi-strip ，而是位于 <your_android>/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 |

原文地址 http://micklongen.blog.163.com/blog/static/1624491502010480218654/

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