Android Service最全面的解析

Service是Android中一個類，它是Android四大元件之一，使用Service可以在後臺執行長時間的操作（ perform long-running operations in the background ），Service並不與使用者產生UI互動。其他的應用元件可以啟動Service，即便使用者切換了其他應用，啟動的Service仍可在後臺執行。一個元件可以與Service繫結並與之互動，甚至是跨程式通訊（IPC）。例如，一個Service可以在後臺執行網路請求、播放音樂、執行檔案讀寫操作或者與 content provider互動 等。

本文將介紹Services的定義、建立、啟動、繫結、前臺Service等相關內容，如需訪問官方原文，您可以點選這個連結：《Services》

Services

Services有兩種啟動形式：

• Started：其他元件呼叫startService()方法啟動一個Service。一旦啟動，Service將一直執行在後臺（run in the background indefinitely）即便啟動Service的元件已被destroy。通常，一個被start的Service會在後臺執行單獨的操作，也並不給啟動它的元件返回結果。比如說，一個start的Service執行在後臺下載或上傳一個檔案的操作，完成之後，Service應自己停止。
• Bound：其他元件呼叫bindService()方法繫結一個Service。通過繫結方式啟動的Service是一個client-server結構，該Service可以與繫結它的元件進行互動。一個bound service僅在有元件與其繫結時才會執行（A bound service runs only as long as another application component is bound to it），多個元件可與一個service繫結，service不再與任何元件繫結時，該service會被destroy。

當然，service也可以同時在上述兩種方式下執行。這涉及到Service中兩個回撥方法的執行：onStartCommand()（通過start方式啟動一個service時回撥的方法）、onBind()（通過bind方式啟動一個service回撥的方法）。

無論通過那種方式啟動service（start、bind、start&bind），任何元件（甚至其他應用的元件）都可以使用service。並通過Intent傳遞引數。當然，您也可以將Service在manifest檔案中配置成私有的，不允許其他應用訪問。

！請注意：Service執行在主執行緒中（A service runs in the main thread of its hosting process），Service並不是一個新的執行緒，也不是新的程式。也就是說，若您需要在Service中執行較為耗時的操作（如播放音樂、執行網路請求等），需要在Service中建立一個新的執行緒。這可以防止ANR的發生，同時主執行緒可以執行正常的UI操作。

使用Service還是使用Thread？

Service是一個執行在後臺的元件，並不與使用者互動。您僅在需要的時候建立Service（ create a service only if that is what you need）。
當使用者正在與UI互動時，需要執行一些主執行緒無法完成的工作，應當建立一個執行緒。例如當activity正在執行時，需要播放音樂，此時需要在Activity的onCreate()中建立執行緒並在onStart()中開啟。最後在onStop()中停止。您也可以考慮使用AsyncTask 或 HandlerThread來替代Thread建立執行緒。

Service基礎（The Basics）

為了建立Service，需要繼承Service類。並重寫它的回撥方法，這些回撥方法反應了Service的生命週期，並提供了繫結Service的機制。最重要的Service的生命週期回撥方法如下所示：

• onStartCommand()：當其他元件呼叫startService()方法請求啟動Service時，該方法被回撥。一旦Service啟動，它會在後臺獨立執行。當Service執行完以後，需呼叫stopSelf()或 stopService()方法停止Service。（若您只希望bind Service，則無需呼叫這些方法）
• onBind()：當其他元件呼叫bindService()方法請求繫結Service時，該方法被回撥。該方法返回一個IBinder介面，該介面是Service與繫結的元件進行互動的橋樑。若Service未繫結其他元件，該方法應返回null。
• onCreate()：當Service第一次建立時，回撥該方法。該方法只被回撥一次，並在onStartCommand() 或onBind()方法被回撥之前執行。若Service處於執行狀態，該方法不會回撥。
• onDestroy()：當Service被銷燬時回撥，在該方法中應清除一些佔用的資源，如停止執行緒、接觸繫結註冊的監聽器或broadcast receiver 等。該方法是Service中的最後一個回撥。

如果某個元件通過呼叫startService()啟動了Service（系統會回撥onStartCommand()方法），那麼直到在Service中手動呼叫stopSelf()方法、或在其他元件中手動呼叫stopService()方法，該Service才會停止。

如果某個元件通過呼叫bindService()繫結了Service（系統不會回撥onStartCommand()方法），只要該元件與Service處於繫結狀態，Service就會一直執行，當Service不再與元件繫結時，該Service將被destroy。

當系統記憶體低時，系統將強制停止Service的執行；若Service繫結了正在與使用者互動的activity，那麼該Service將不大可能被系統kill（ less likely to be killed）。如果建立的是前臺Service，那麼該Service幾乎不會被kill（almost never be killed）。否則，當建立了一個長時間在後臺執行的Service後，系統會降低該Service在後臺任務棧中的級別——這意味著它容易被kill（lower its position in the list of background tasks over time and the service will become highly susceptible to killing），所以在開發Service時，需要使Service變得容易被restart，因為一旦Service被kill，再restart它需要其資源可用時才行（restarts it as soon as resources become available again ），當然這也取決於onStartCommand()方法返回的值，這將在後續介紹。

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在manifest檔案中註冊service（Declaring a service in the manifest）

在manifest檔案中註冊service的方式如下：

除此之外，在<service>標籤中還可以配置其他屬性，比如，需要啟動該service所需的許可權、該service應執行在哪個程式中 等（ permissions required to start the service and the process in which the service should run）。android:name屬性是唯一不可預設的，它指定了Service的全限定類名。一旦釋出了應用，該類名將不可更改。

！請注意：為了保證應用的安全，請使用顯式Intent啟動或繫結一個Service，請不要在<service>標籤中配置intent-filter。

若不確定該啟動哪個Service，那麼可以在<service>中配置intent-filter，並在Intent中排除該Service（supply intent filters for your services and exclude the component name from the Intent），但必須呼叫Intent的setPackage()方法，來為啟動的service消除歧義（provides sufficient disambiguation for the target service）。

注：setPackage()方法傳入一個String引數，代表一個包名。該方法表示該Intent物件只能在傳入的這個包名下尋找符合條件的元件，若傳入null，則表示可以在任意包下尋找。

將android:exported屬性設為false，表示不允許其他應用程式啟動本應用的元件，即便是顯式Intent也不行（even when using an explicit intent）。這可以防止其他應用程式啟動您的service元件。

使用start方式啟動Service（Creating a Started Service）

其他元件呼叫startService()方法可以啟動一個Service，接著，Service會回撥onStartCommand()生命週期方法。startService()方法中傳入一個Intent引數，用於顯式指定目標Service的名字，並攜帶data以供Service使用，該Intent引數將回傳至onStartCommand()方法中。
比如說，Activity需要向線上資料庫中上傳資料，那麼可以呼叫startService()啟動一個Service，並將資料傳入Intent的data中，接著，onStartCommand()方法會接收這個Intent並開啟一個執行緒將資料上傳至網路，當資料上傳完成後，該Service將停止並被destroy。

一般使用如下兩種方式建立一個start Service：

• 繼承Service類：請務必在Service中開啟執行緒來執行耗時操作，因為Service執行在主執行緒中。

• 繼承IntentService類：IntentService繼承於Service，若Service不需要同時處理多個請求，那麼使用IntentService將是最好選擇：您只需要重寫onHandleIntent()方法，該方法接收一個回傳的Intent引數，您可以在方法內進行耗時操作，因為它預設開啟了一個子執行緒，操作執行完成後也無需手動呼叫stopSelf()方法，onHandleIntent()會自動呼叫該方法。

繼承IntentService類（Extending the IntentService class）

在大多數情況下，start Service並不會同時處理多個請求（don’t need to handle multiple requests simultaneously），因為處理多執行緒較為危險（a dangerous multi-threading scenario），所以繼承IntentService類帶建立Service是個不錯選擇。

使用IntentService的要點如下：

• 預設在子執行緒中處理回傳到onStartCommand()方法中的Intent；
• 在重寫的onHandleIntent()方法中處理按時間排序的Intent佇列，所以不用擔心多執行緒（multi-threading）帶來的問題。
• 當所有請求處理完成後，自動停止service，無需手動呼叫stopSelf()方法；
• 預設實現了onBind()方法，並返回null；
• 預設實現了onStartCommand()方法，並將回傳的Intent以序列的形式傳送給onHandleIntent()，您只需重寫該方法並處理Intent即可。

綜上所述，您只需重寫onHandleIntent()方法即可，當然，還需要建立一個構造方法，示例如下：

如果您還希望在IntentService的 繼承類中重寫其他生命週期方法，如onCreate()、onStartCommand() 或 onDestroy()，那麼請先呼叫各自的父類方法以保證子執行緒能夠正常啟動。

比如，要實現onStartCommand()方法，需返回其父類方法：

除onHandleIntent()外，onBind()方法也無需呼叫其父類方法。

繼承Service類（Extending the Service class）

如果您需要在Service中執行多執行緒而不是處理一個請求佇列（perform multi-threading instead of processing start requests through a work queue），那麼需要繼承Service類，分別處理每個Intent。

在Service中執行操作時，處理每個請求都需要開啟一個執行緒，並且同一時刻一個執行緒只能處理一個請求（ for each start request, it uses a worker thread to perform the job and processes only one request at a time）。

注意到onStartCommand()返回一個整形變數，該變數必須是下列常量之一：

• START_NOT_STICKY：若執行完onStartCommand()方法後，系統就kill了service，不要再重新建立service，除非系統回傳了一個pending intent。這避免了在不必要的時候執行service，您的應用也可以restart任何未完成的操作。
• START_STICKY：若系統在onStartCommand()執行並返回後kill了service，那麼service會被recreate並回撥onStartCommand()。dangerous不要重新傳遞最後一個Intent（do not redeliver the last intent）。相反，系統回撥onStartCommand()時回傳一個空的Intent，除非有 pending intents傳遞，否則Intent將為null。該模式適合做一些類似播放音樂的操作。
• START_REDELIVER_INTENT：若系統在onStartCommand()執行並返回後kill了service，那麼service會被recreate並回撥onStartCommand()並將最後一個Intent回傳至該方法。任何 pending intents都會被輪流傳遞。該模式適合做一些類似下載檔案的操作。

啟動服務（Starting a Service）

若需要啟動Service，見下面所示：

startService(intent)方法將立即返回，並回撥onStartCommand()（請不要手動呼叫該方法），若該Service未處於執行狀態，系統將首先回撥onCreate()，接著再回撥onStartCommand()。若您希望Service可以返回結果，那麼需要通過呼叫getBroadcast 返回的PendingIntent啟動Service（將PendingIntent包裝為Intent），service可使用broadcast 傳遞結果。

多個啟動Service的請求可能導致onStartCommand()多次呼叫，但只需呼叫stopSelf() 、stopService()這兩個方法之一，就可停止該服務。

停止服務（Stopping a service）

一個啟動的Service必須管理自己的生命週期。系統不會主動stop或destroy一個執行的Service，除非系統記憶體緊張，否則，執行完onStartCommand()方法後，Service依然執行。停止Service必須手動呼叫stopSelf()（在Service中）或呼叫stopService()（在啟動元件中）。

一旦呼叫了上述兩種方法之一，系統會盡快destroy該Service（as soon as possible）。

若系統正在處理多個呼叫onStartCommand()請求，那麼在啟動一個請求時，您不應當在此時停止該Service（you shouldn’t stop the service when you’re done processing a start request）。為了避免這個問題，您可以呼叫stopSelf(int)方法，以確保請求停止的Service時最新的啟動請求（ your request to stop the service is always based on the most recent start request）。這就是說，當呼叫stopSelf(int)方法時，傳入的ID代表啟動請求（該ID會傳遞至onStartCommand()），該ID與請求停止的ID一致。則如果在呼叫stopSelf(int)之前，Service收到一個新的Start請求，ID將無法匹配，Service並不會停止。

為了節省記憶體和電量，當Service完成其工作後將其stop很有必要。如有必要，可以在其他元件中呼叫stopService()方法，即便Service處於繫結狀態，只要它回撥過onStartCommand()，也應當主動停止該Service。

建立繫結Service（Creating a Bound Service）

通過其他元件呼叫bindService()方法可以繫結一個Service以保持長連線（long-standing connection），這時一般不允許其他元件呼叫startService()啟動Service。

當其他元件需要與Service互動或者需要跨程式通訊時，可以建立一個bound Service。

為建立一個bound Service，必須重寫onBind()回撥，該方法返回一個IBinder介面。該介面時元件與Service通訊的橋樑。元件呼叫bindService()與Service繫結，該元件可獲取IBinder介面，一旦獲取該介面，就可以呼叫Service中的方法。一旦沒有元件與Service繫結，系統將destroy它，您不必手動停止它。

為建立一個bound Service，必須定義一個介面 ，該介面指定元件與Service如何通訊。定義的介面在元件與Service之間，且必須實現IBinder介面。這正是onBind()的返回值。一旦元件接收了IBinder，元件與Service便可以開始通訊。

多個元件可同時與Service繫結，當元件與Service互動結束後，可呼叫unbindService()方法解綁。bound Service比start Service要複雜，故我將在後續單獨翻譯。

向使用者傳送通知（Sending Notifications to the User）

執行中的Service可以通過Toast Notifications 或 Status Bar Notifications 向使用者傳送通知。Toast是一個可以短時間彈出的提醒框。二Status Bar是頂部狀態列中出現的太有圖示的資訊，使用者可以通過下拉狀態列獲得具體資訊並執行某些操作（如啟動Activity）。

通常，Status Bar用於通知某些操作已經完成，如下載檔案完成。當使用者下拉狀態列後，點選該通知，可獲取詳細內容，如檢視該下載的檔案。

執行前臺Service（Running a Service in the Foreground）

前臺Service用於動態通知訊息，如天氣預報。該Service不易被kill。前臺Service必須提供status bar，只有前臺Service被destroy後，status bar才能消失。

舉例來說，一個播放音樂的Service必須是前臺Service，只有這樣使用者才能確知其執行狀態。為前臺Service提供的status bar可以顯示當前音樂的播放狀態，並可以啟動播放音樂的Activity。

呼叫startForeground()可以啟動前臺Service。該方法接收兩個引數，引數一是一個int型變數，使用者指定該通知的唯一性標識，而引數而是一個Notification用於配置status bar，示例如下：

！注意：為startForeground()設定的ID必須是0。

呼叫stopForeground()來移除（remove）前臺Service。該方法需傳入一個boolean型變數，表示是否也一併清除status bar上的notification（indicating whether to remove the status bar notification as well）。該方法並不停止Service，如果停止正在前臺執行的Service，那麼notification 也一併被清除。

Service生命週期（Managing the Lifecycle of a Service）

從Service的啟動到銷燬，有兩種路徑：

• A started service：需手動停止
• A bound service：可自動停止

如下圖所示 ：

這兩條路徑並不是毫不相干的：當呼叫startService() start一個Service後，您仍可以bind該Service。比如，當播放音樂時，需呼叫startService()啟動指定播放的音樂，當需要獲取該音樂的播放進度時，有需要呼叫bindService()，在這種情況下，知道Service被unbind ，呼叫stopService() 或stopSelf()都不能停止該Service。

實現Service的生命週期回撥（Implementing the lifecycle callbacks）

這些生命週期方法在使用時無需呼叫各自的父類方法。

在兩條生命週期路徑中，都包含了兩個巢狀的生命週期：

• 完整生命週期（ entire lifetime）：從onCreate()被呼叫到onDestroy()返回。與Activity類似，一般在onCreate()中做一些初始化工作，而在onDestroy()做一些資源釋放工作。如，若Service在後臺播放一個音樂，就需要在onCreate()方法中開啟一個執行緒啟動音樂，並在onDestroy()中結束執行緒。-

無論是startService() 還是 bindService()啟動Service，onCreate() 和 onDestroy()均會被回撥。

• 活動生命週期（active lifetime）：從onStartCommand() 或onBind()回撥開始。由相應的startService() 或 bindService()呼叫。
  若是Start Service，那麼Service的活動生命週期結束就意味著其完整生命週期結束 （the active lifetime ends the same time that the entire lifetime ends），即便onStartCommand()返回後，Service仍處於活動狀態；若是bound Service，那麼當onUnbind()返回時，Service的活動生命週期結束。
  ！請注意：針對Start Service，由於Service中沒有類似onStop()的回撥，所以在呼叫stopSelf() 或 stopService()後，只有onDestroy()被回撥標誌著Service已停止。