Android中bindService的使用及Service生命週期

Android中有兩種主要方式使用Service，通過呼叫Context的startService方法或呼叫Context的bindService方法，本文只探討純bindService的使用，不涉及任何startService方法呼叫的情況。如果想了解startService相關的使用，請參見《Android中startService的使用及Service生命週期》。

---

bindService啟動服務的特點

相比於用startService啟動的Service，bindService啟動的服務具有如下特點:
1. bindService啟動的服務在呼叫者和服務之間是典型的client-server的介面，即呼叫者是客戶端，service是服務端，service就一個，但是連線繫結到service上面的客戶端client可以是一個或多個。這裡特別要說明的是，這裡所提到的client指的是元件，比如某個Activity。
2. 客戶端client（即呼叫bindService的一方，比如某個Activity）可以通過IBinder介面獲取Service的例項，從而可以實現在client端直接呼叫Service中的方法以實現靈活的互動，並且可藉助IBinder實現跨程式的client-server的互動，這在純startService啟動的Service中是無法實現的。
3. 不同於startService啟動的服務預設無限期執行（可以通過Context的stopService或Service的stopSelf方法停止執行），bindService啟動的服務的生命週期與其繫結的client息息相關。當client銷燬的時候，client會自動與Service解除繫結，當然client也可以通過明確呼叫Context的unbindService方法與Service解除繫結。當沒有任何client與Service繫結的時候，Service會自行銷燬（通過startService啟動的除外）。
4. startService和bindService二者執行的回撥方法不同：startService啟動的服務會涉及Service的的onStartCommand回撥方法，而通過bindService啟動的服務會涉及Service的onBind、onUnbind等回撥方法。

---

bindService程式碼示例

使用bindService主要分兩種情形:
1. Service的呼叫者client與Service在同一個App中；
2. Service的呼叫者client是App1中的一個Activity，而Service是App2中的Service，client與service分屬兩個App，這種情形下主要用於實現跨程式的通訊。

為了簡單起見，本文只討論第一種情形，即Service的呼叫者client與Service在同一個App中，該情形也是我們在實際開發中用到最多的情形。如果想了解通過bindService在兩個不同的程式中讓客戶端與Service通訊，可參見另一篇博文《Android中通過Messenger與Service實現程式間雙向通訊》。

下面我們通過一個例子演示一下第一種情形下bindService的基本使用流程。

首先我們有一個TestService，該類繼承自Service，其是client-server介面中的server端。我們在其主要的生命週期回撥方法中都加入了輸出語句。TestService程式碼如下:

package com.ispring.startservicedemo;

import android.app.Service;
import android.content.Intent;
import android.os.Binder;
import android.os.IBinder;
import android.util.Log;

import java.util.Random;

public class TestService extends Service {

    public class MyBinder extends Binder{

        public TestService getService(){
            return TestService.this;
        }

    }

    //通過binder實現呼叫者client與Service之間的通訊
    private MyBinder binder = new MyBinder();

    private final Random generator = new Random();

    @Override
    public void onCreate() {
        Log.i("DemoLog","TestService -> onCreate, Thread: " + Thread.currentThread().getName());
        super.onCreate();
    }

    @Override
    public int onStartCommand(Intent intent, int flags, int startId) {
        Log.i("DemoLog", "TestService -> onStartCommand, startId: " + startId + ", Thread: " + Thread.currentThread().getName());
        return START_NOT_STICKY;
    }

    @Override
    public IBinder onBind(Intent intent) {
        Log.i("DemoLog", "TestService -> onBind, Thread: " + Thread.currentThread().getName());
        return binder;
    }

    @Override
    public boolean onUnbind(Intent intent) {
        Log.i("DemoLog", "TestService -> onUnbind, from:" + intent.getStringExtra("from"));
        return false;
    }

    @Override
    public void onDestroy() {
        Log.i("DemoLog", "TestService -> onDestroy, Thread: " + Thread.currentThread().getName());
        super.onDestroy();
    }

    //getRandomNumber是Service暴露出去供client呼叫的公共方法
    public int getRandomNumber(){
        return generator.nextInt();
    }
}

在該App中，除了TestService，還有兩個Activity: ActivityA和ActivityB，它們都是Service的呼叫者，即client-server介面中的client。

ActivityA是App的啟動介面，介面如下:

ActivityA的程式碼如下:

package com.ispring.startservicedemo;

import android.app.Activity;
import android.content.ComponentName;
import android.content.Intent;
import android.content.ServiceConnection;
import android.os.Bundle;
import android.os.IBinder;
import android.util.Log;
import android.view.View;
import android.widget.Button;


public class ActivityA extends Activity implements Button.OnClickListener {

    private TestService service = null;

    private boolean isBound = false;

    private ServiceConnection conn = new ServiceConnection() {
        @Override
        public void onServiceConnected(ComponentName name, IBinder binder) {
            isBound = true;
            TestService.MyBinder myBinder = (TestService.MyBinder)binder;
            service = myBinder.getService();
            Log.i("DemoLog", "ActivityA onServiceConnected");
            int num = service.getRandomNumber();
            Log.i("DemoLog", "ActivityA 中呼叫 TestService的getRandomNumber方法, 結果: " + num);
        }

        @Override
        public void onServiceDisconnected(ComponentName name) {
            isBound = false;
            Log.i("DemoLog", "ActivityA onServiceDisconnected");
        }
    };

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_a);
        Log.i("DemoLog", "ActivityA -> onCreate, Thread: " + Thread.currentThread().getName());
    }

    @Override
    public void onClick(View v) {
        if(v.getId() == R.id.btnBindService){
            //單擊了“bindService”按鈕
            Intent intent = new Intent(this, TestService.class);
            intent.putExtra("from", "ActivityA");
            Log.i("DemoLog", "----------------------------------------------------------------------");
            Log.i("DemoLog", "ActivityA 執行 bindService");
            bindService(intent, conn, BIND_AUTO_CREATE);
        }else if(v.getId() == R.id.btnUnbindService){
            //單擊了“unbindService”按鈕
            if(isBound){
                Log.i("DemoLog", "----------------------------------------------------------------------");
                Log.i("DemoLog", "ActivityA 執行 unbindService");
                unbindService(conn);
            }
        }else if(v.getId() == R.id.btnStartActivityB){
            //單擊了“start ActivityB”按鈕
            Intent intent = new Intent(this, ActivityB.class);
            Log.i("DemoLog", "----------------------------------------------------------------------");
            Log.i("DemoLog", "ActivityA 啟動 ActivityB");
            startActivity(intent);
        }else if(v.getId() == R.id.btnFinish){
            //單擊了“Finish”按鈕
            Log.i("DemoLog", "----------------------------------------------------------------------");
            Log.i("DemoLog", "ActivityA 執行 finish");
            this.finish();
        }
    }

    @Override
    protected void onDestroy() {
        super.onDestroy();
        Log.i("DemoLog", "ActivityA -> onDestroy");
    }
}

通過單擊ActivityA上的“start ActivityB”可以啟動ActivityB，ActivityB的介面如下:

ActivityB的程式碼如下:

package com.ispring.startservicedemo;

import android.app.Activity;
import android.content.ComponentName;
import android.content.Intent;
import android.content.ServiceConnection;
import android.os.Bundle;
import android.os.IBinder;
import android.util.Log;
import android.view.View;
import android.widget.Button;


public class ActivityB extends Activity implements Button.OnClickListener {

    private TestService service = null;

    private boolean isBound = false;

    private ServiceConnection conn = new ServiceConnection() {
        @Override
        public void onServiceConnected(ComponentName name, IBinder binder) {
            isBound = true;
            TestService.MyBinder myBinder = (TestService.MyBinder)binder;
            service = myBinder.getService();
            Log.i("DemoLog", "ActivityB onServiceConnected");
            int num = service.getRandomNumber();
            Log.i("DemoLog", "ActivityB 中呼叫 TestService的getRandomNumber方法, 結果: " + num);
        }

        @Override
        public void onServiceDisconnected(ComponentName name) {
            isBound = false;
            Log.i("DemoLog", "ActivityB onServiceDisconnected");
        }
    };

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_b);
    }

    @Override
    public void onClick(View v) {
        if(v.getId() == R.id.btnBindService){
            Intent intent = new Intent(this, TestService.class);
            intent.putExtra("from", "ActivityB");
            Log.i("DemoLog", "----------------------------------------------------------------------");
            Log.i("DemoLog", "ActivityB 執行 bindService");
            bindService(intent, conn, BIND_AUTO_CREATE);
        }else if(v.getId() == R.id.btnUnbindService){
            if(isBound){
                Log.i("DemoLog", "----------------------------------------------------------------------");
                Log.i("DemoLog", "ActivityB 執行 unbindService");
                unbindService(conn);
            }
        }else if(v.getId() == R.id.btnFinish){
            //單擊了“Finish”按鈕
            Log.i("DemoLog", "----------------------------------------------------------------------");
            Log.i("DemoLog", "ActivityB 執行 finish");
            this.finish();
        }
    }

    @Override
    public void onDestroy(){
        super.onDestroy();
        Log.i("DemoLog", "ActivityB -> onDestroy");
    }
}

我們暫時不點選上面的按鈕，先看一下TestService和ActivityA的程式碼。

呼叫者（客戶端client）要想和Service進行互動，那麼Service和呼叫者必須都要做好準備。

我們先看Service要做的工作。
使用bindService將client與server聯絡在一起的關鍵是binder，在TestService中，我們在其中寫了一個內部類MyBinder，該類有個公共方法getService，通過該方法我們可以獲取包含MyBinder的TestService。如果想要自己的Service支援bindService啟動方式，就必須在Service的onBind中返回一個IBinder型別的例項。在示例中，我們例項化了一個MyBinder的例項binder作為TestService的欄位，並且將其作為onBind的返回值。
我們總結一下如果想讓Service支援bindService呼叫方式，Service需要做以下事情:
1. 在Service的onBind方法中返回IBinder型別的例項。
2. onBind方法返回的IBinder的例項需要能夠返回Service例項本身或者通過binder暴露出Service公共方法。通常情況下，最簡單明瞭的做法就是將binder弄成Service的內部類，然後在binder中加入類似於getService之類的方法返回包含binder的Service，這樣client可以通過該方法得到Service例項。

我們已經知道了Service需要做的事情，我們接下來看一下呼叫者需要做的工作。
在我們的示例中，呼叫者（也就是客戶端client）是ActivityA，我們在其中初始化了一個ServiceConnection型別的例項，需要重寫其onServiceConnected方法以及onServiceDisconnected方法。我們需要將這個ServiceConnection型別的例項作為引數傳給bindService方法，當Service還沒有建立的時候，Android會先建立Service的例項，然後執行Service的onBind方法，得到IBinder型別的例項，將該方法作為引數傳入client端的ServiceConnection的onServiceConnected方法中，onServiceConnected方法的執行表明client端可以獲取到Service的IBinder型別的例項，然後將IBinder轉換為自己實際的Binder型別，然後可以通過其直接獲取Service的例項或者通過Binder直接執行公共方法，這取決於Service中Binder的具體實現。在本例中，在onServiceConnected方法中，呼叫者ActivityA通過binder的getService方法獲取到了與其對應的Service，然後我們就可以直接呼叫Service的公共方法以達到使用Service的目的，這樣client與Service之間就通過IBinder建立了連線，從而進行互動。當client與Service失去連線時會觸發onServiceDisconnected方法。
我們總結一下client端要做的事情:
1. 建立ServiceConnection型別的例項，並重寫其onServiceConnected方法和onServiceDisconnected方法。
2. 當Android執行onServiceConnected回撥方法時，我們可以通過IBinder例項得到Service的例項物件或直接呼叫binder的公共方法，這樣就實現了client與Service的連線。
3. 當Android執行onServiceDisconnected回撥方法時，表示client與Service之間斷開了連線，我們在此處要寫一些斷開連線後需要做的處理。

在知道了如何讓client與Service進行互動之後，我們執行我們的App，觀察各個回撥方法的執行過程，我們有三個測試流程。

---

測試流程A

該測試涉及到ActivityA，但不涉及ActivityB.
首先我們點選ActivityA中的“bindService”按鈕，然後點選”unbindService”按鈕，輸出結果如下所示:

首先，通過上面的程式碼我們可以看到Service中執行的回撥方法都是執行在主執行緒中的。
當我們呼叫bindService方法時，我們需要將Intent、ServiceConnection等例項傳入，Intent包含了我們要繫結的Service，ServiceConnection我們在上面提到過，實現了其onServiceConnected方法和onServiceDisconnected方法。 在呼叫了bindService之後，由於Service此時還不存在，那麼Android就會首先建立一個TestService的例項，並執行其onCreate回撥方法，onCreate方法在其生命週期中只會被呼叫一次。然後會呼叫Service的onBind方法，該方法只有在第一次bindService呼叫後才會執行，onBind執行後會返回一個IBinder型別的例項，此時Android會將該IBinder例項存起來，這個IBinder例項是對所有client共享的。當下次其他的client執行bindService的時候，不會再執行onBind方法，因為我們之前已經得到了一個IBinder例項，Android會直接使用這個IBinder例項。 在得到了IBinder例項之後，Android會執行client端ServiceConnection中的onServiceConnected方法，在該方法中我們會得到IBinder例項，並通過該IBinder例項得到了TestService例項，這樣我們的客戶端ActivityA就通過IBinder與TestService建立了連線，我們就可以呼叫TestService的公共方法，比如呼叫其getRandomNumber方法獲得隨機數。

總結一下呼叫bindService之後發生的事情:
client 執行 bindService ->
如果Service不存在，Service 執行 onCreate ->
如果沒有執行過onBind，Service 執行 onBind ->
client的例項ServiceConnection 執行 onServiceConnected

在執行了bindService之後，一共有一個client連線到了TestService，即ActivityA，每次client在呼叫了unbindService方法之後，該client會與Service解除繫結，在與某個client解除繫結之後，Service會檢測是否還有其他的client與其連線繫結，如果沒有其他任何client與其處於連線狀態，那麼Service會執行onUnbind方法，然後執行onDestroy方法，最終銷燬自己。當ActivityA執行unbindService的時候，唯一的一個client與TestService解除了繫結的關係，TestService就執行了onUnbind方法，進而執行onDestroy方法。

總結一下呼叫unbindService之後發生的事情:
client 執行 unbindService ->
client 與 Service 解除繫結連線狀態 ->
Service 檢測是否還有其他client與其連線，如果沒有 ->
Service 執行onUnbind ->
Service 執行onDestroy

---

測試流程B

我們在測試完第一種流程後，關掉App，重啟App，進行第二種測試流程。
該測試也只涉及ActivityA，不涉及ActivityB。首先先點選ActivityA中的“bindService”按鈕，然後點選”Finish”按鈕，輸出結果如下圖所示:

在該測試中，我們首先通過點選”bindService”按鈕，使得ActivityA繫結了TestService，但是我們沒有呼叫unbindService，而是直接通過呼叫“Finish”按鈕讓ActivityA直接銷燬，通過上面的輸出結果我們可以看到，在ActivityA銷燬的時候，執行了ActivityA的onDestroy回撥方法，之後TestService依次執行了onUnbind、onDestroy回撥方法，TestService銷燬。client與Service通過bindService連線起來之後，如果client銷燬，那麼client會自動與Service解除繫結，相當於在destroy之前會執行unbindService，在ActivityA銷燬之後，ActivityA與Service解除了繫結，此時再沒有client與Service處於連線繫結狀態，這樣Service就會執行onUnbind回撥方法，表示沒有client和我玩了，最後執行onDestroy回撥方法。

---

測試流程C

我們在之前的兩次測試流程中都只涉及ActivtityA，本測試流程會同時涉及ActivityA以及ActivityB。
首先關掉App，重啟App，按照以下步驟測試:
1. 點選ActivityA中的”bindService”按鈕
2. 點選ActivityA中的”start ActivityB”按鈕，介面切換到ActivityB
3. 點選ActivityB中的”bindService”按鈕
4. 點選ActivityB中的”unbindService”按鈕
5. 點選ActivityB中的”Finish”按鈕
6. 點選ActivityA中的”unbindService”按鈕

LogCat輸出結果如下:

下面我們依次分析每一步產生的影響，以便於完整地理解通過bindService啟動的Service的生命週期:

1. 點選ActivityA中的”bindService”按鈕
   由於初始情況下TestService例項不存在，也就是TestService沒有執行。第一次呼叫bindService會例項化TestService，然後會執行其onBind方法，得到IBinder型別的例項，然後將其作為引數傳入ActivityA的ServiceConnection的onServiceConnected方法中，標誌著ActivityA與TestService建立了繫結連線，此時只有ActivityA這一個客戶端client與TestService繫結。

2. 點選ActivityA中的”start ActivityB”按鈕，介面切換到ActivityB

3. 點選ActivityB中的”bindService”按鈕
   由於TestService已經處於執行狀態，所以ActivityB呼叫bindService時，不會重新建立TestService的例項，所以也不會執行TestService的onCreate回撥方法，由於在ActivityA執行bindService的時候就已經執行了TestService的onBind回撥方法而獲取IBinder例項，並且該IBinder例項在所有的client之間是共享的，所以當ActivityB執行bindService的時候，不會執行其onBind回撥方法，而是直接獲取上次已經獲取到的IBinder例項。並將其作為引數傳入ActivityB的ServiceConnection的onServiceConnected方法中，標誌著ActivityB與TestService建立了繫結連線，此時有兩個客戶單client（ActivityA和ActivityB）與TestService繫結。

4. 點選ActivityB中的”unbindService”按鈕
   ActivityB執行了unbindService之後，ActivityB就與TestService解除了繫結。當沒有任何client與Service處於繫結連線狀態的時候，TestService才會執行onUnbind方法、onDestroy方法。但是由於此時還有ActivityA這個client與TestService處於繫結連線中，所以不會執行Service的onBind及onDestroy回撥方法。

5. 點選ActivityB中的”Finish”按鈕
   執行了ActivityB的finish方法後，ActivityB銷燬了，介面返回到ActivityA

6. 點選ActivityA中的”unbindService”按鈕
   ActivityA執行unbindService之後，ActivityA與TestService就解除繫結了，這樣就沒有客戶端client與TestService相連，這時候Android會銷燬TestService，在銷燬前會先執行TestService的onUnbind方法，然後才會執行其onDestroy方法，這樣TestService就銷燬了。

---

bindService生命週期流程圖

這裡特別要說明的是，本文所提到的client指的是元件Component，比如某個Activity。如果在某一個Activity中，多次呼叫bindService方法連線Service，那麼對於Service來說，這個Activity也只是一個client，而不是多個client。

最後我們將bindService啟動的Service的生命週期總結為如下的流程圖:

希望本文對大家瞭解bindService的使用有所幫助。