Android的Java层系统服务(AndroidService)

Android系统服务上接Framework框架层，下接HAL硬件抽象层，作为APP和硬件通信的中间管道之一，起着承上启下的重要作用，研究系统服务对APP层开发，ROM开发以及底层开发都有着不可替代的作用。本片文章主要介绍的有以下几个方面：

系统服务简介
系统服务的启动流程
ActivityManagerService启动APP
Binder通信
APP绑定系统服务

系统服务简介

作为Android中重要的一环，系统服务是最接近Linux内核，设备驱动程序(HAL)层的，在这里我们默认把HAL作为Linux的驱动部分解释为Linux的一部分，所以可以说系统服务上接APP，下接Linux内核。系统服务按照开发的语言和运行层次不同，可以分为Java层系统服务和Native系统服务两中：

Java层系统服务，该层的系统服务主要由Java语言编写，在这里我们称为Android系统服务（AndroidService），在APP中一般可以通过Context句柄获得对应的系统服务对象，主要包括AudioService，LocationManagerService，WindowManagerService，ActivityManagerService等。
Native系统服务，该层系统服务主要由C/C++语言编写，在这里我们称为Native系统服务（NativeService），用于启动上层服务或者向上层系统服务提供基础运行环境，例如ServiceManager。

系统服务的启动流程

系统服务在Android开机的时候跟随系统启动，这个时期同时启动的系统服务有几十个，按照“硬件->bootloader->Linux内核->驱动->init->zygote->DalvikVM->SystemService->Framework->APP”这样的开机流程，其中从硬件到驱动的流程属于核心态的初始化，从init到APP的部分属于用户态的初始化，其中在系统服务中，最先启动的系统服务为SeriviceManager，该服务属于最先启动的最重要的系统服务，其他的系统服务都需要由该系统服务的帮助来启动。我们直接把AudioService的代码拿出来看一下：

ServiceManager.addService(Context.AUDIO_SERVICE,new AudioService(context));

可以看到ServiceManager的静态方法把创建出来的对象添加到了系统服务的启动列表中。

ActivityManagerService启动APP

系统启动完成之后，zygote会调用select()函数开启多路复用的IO模式，启动socket通信，并进入到一个Loop循环之中，等待在zygote的子进程发送消息，当ActivityManagerService要启动一个APP的时候，会通过socket发送消息到zygote，那么zygote就会调用fork函数创建子进程，该子进程就是APP要运行的进程，该进程通过JNI调用ActivitThread的main函数来启动ActivityThread，该线程就是APP所运行的主线程，有时我们也称为UI线程。也就是说不论运行了多少个APP，ActivityManagerService系统服务都只有一个，而且每个APP的进程都使用Binder的方式和ActivityManagerService进行IPC通信。

Binder通信

系统服务和APP之间都是通过Binder的方式进行IPC通信的，Binder的驱动程序在内核态被加载，在注册系统服务的时候会把系统服务的指针存到Binder驱动中，每一个系统服务如果想要和APP进行IPC通信，都要实现一个IBinder接口，APP通过该接口调用系统服务的函数，然后由系统服务操作Linux内核或者硬件完成任务，IBinder是Binder的一个父类接口。系统服务只需要继承Binder，实现对应的属于自身服务的特殊方法，APP从而可以调用到系统服务的方法。

APP绑定系统服务

APP如果需要使用系统服务，先要对系统服务进行绑定，绑定的时候需要使用到ServiceManager，由ServiceManager来协助APP进行绑定，例如我们需要使用AudioService，则绑定的代码为：

IBinder binder = ServiceManager.getService(Context.AUDIO_SERVICE);

当然该代码不需要我们APP来写，Context中已经进行了实现。绑定之后，ServiceManager就会从Binder驱动中找到对应的系统服务的指针。

Android的Java层系统服务