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Android service 启动篇之 startForegroundService


2021-05-05 11:57:06 (2085)


前言:


在官方文档 Android 8.0 行为变更 中有这样一段话:


Android 8.0 有一项复杂功能;系统不允许后台应用创建后台服务。 因此,Android 8.0 引入了一种全新的方法,即 Context.startForegroundService(),以在前台启动新服务。


在系统创建服务后,应用有五秒的时间来调用该服务的 startForeground() 方法以显示新服务的用户可见通知。


如果应用在此时间限制内未调用 startForeground(),则系统将停止服务并声明此应用为 ANR。


 


Android service 启动篇之 startService 中对整个start 过程进行了梳理,其中startService 和startForegroundService 最终调用调用的接口时一样的,只是其中要求foreground 启动service。基于上一篇博文,这里对于前台服务进行详细的解析。


 


1 startServiceLocked


流程同Android service 启动篇之 startService ,最终调用接口为ActivieServices 中startServiceLocked:


        r.lastActivity = SystemClock.uptimeMillis();

        r.startRequested = true;

        r.delayedStop = false;

        r.fgRequired = fgRequired;

        r.pendingStarts.add(new ServiceRecord.StartItem(r, false, r.makeNextStartId(),

                service, neededGrants, callingUid));

初始化ServiceRecord,其中fgRequired 为true。


然后将需要start 的service 添加到pendingStarts 中,Android service 启动篇之 startService 中知道最后会在bringUpServiceLocked的函数中进行最终启动。


 


对于前台服务 sendServiceArgsLocked() 函数中会拉起一个timeout,时长为 5 秒,也就是说5s 后会抛出ANR的异常。


详细看下面第 4 点。


 


从这里我们知道在Context.startForegroundService() 之后必须要调用Service.startForeground,也就是说在foreground 的启动接口调用后的 5 秒内必须要在service 中调用startForeground() 接口来解除timeout。


 


2 startFroeground


来看下是否是这样设计的,来看下startFroeground():


    public final void startForeground(int id, Notification notification) {

        try {

            mActivityManager.setServiceForeground(

                    new ComponentName(this, mClassName), mToken, id,

                    notification, 0);

        } catch (RemoteException ex) {

        }

    }

在函数的上面有段注释:


     * @param id The identifier for this notification as per

     * {@link NotificationManager#notify(int, Notification)

     * NotificationManager.notify(int, Notification)}; must not be 0.

     * @param notification The Notification to be displayed.

     * 

     * @see #stopForeground(boolean)

     */

一共 5 个参数,其中id 和notification 是需要通过service 传入的。id 是用于notification notify 使用。


 


3 setServiceForegroundInnerLocked


3.1 取消timeout


接着来看AMS 中的接口,最终调用的是ActiveServices 中的setServiceForegroundInnerLocked():


            if (r.fgRequired) {

                if (DEBUG_SERVICE || DEBUG_BACKGROUND_CHECK) {

                    Slog.i(TAG, "Service called startForeground() as required: " + r);

                }

                r.fgRequired = false;

                r.fgWaiting = false;

                mAm.mHandler.removeMessages(

                        ActivityManagerService.SERVICE_FOREGROUND_TIMEOUT_MSG, r);

            }

fgRequired 在这里会被置成false,意味了这个请求已经被安全处理。


这里看到会取消掉foreground 的timeout,但是,前提条件是:


        if (id != 0) {

            if (notification == null) {

                throw new IllegalArgumentException("null notification");

            }

要求startFroeground() 中的id 不能为0,而且notification不能为null。


 


注意:


上面提到sendServiceArgsLocked() 的时候会schedule 一个timeout,时长为5秒,5秒过了之后会出现ANR。那需要注意的是函数sendServiceArgsLocked() 是在onCreate() 之后,并且是在onStartCommand() 之前调用的,这就给了我们取消的空间。虽然说都是异步的操作,但是为了正常流程考虑,一般会将startFroeground() 加到onStartCommand() 中执行。


 


3.2 隐藏notification


            if (r.foregroundId != id) {

                cancelForegroundNotificationLocked(r);

                r.foregroundId = id;

            }

code 中在foreground 的id 发生变化的时候,会将原来的notification 隐藏掉。


那有种可能,有可能两个service 公用一个notification,这个时候不需要将notification cancel。


    private void cancelForegroundNotificationLocked(ServiceRecord r) {

        if (r.foregroundId != 0) {

            // First check to see if this app has any other active foreground services

            // with the same notification ID.  If so, we shouldn't actually cancel it,

            // because that would wipe away the notification that still needs to be shown

            // due the other service.

            ServiceMap sm = getServiceMapLocked(r.userId);

            if (sm != null) {

                for (int i = sm.mServicesByName.size()-1; i >= 0; i--) {

                    ServiceRecord other = sm.mServicesByName.valueAt(i);

                    if (other != r && other.foregroundId == r.foregroundId

                            && other.packageName.equals(r.packageName)) {

                        // Found one!  Abort the cancel.

                        return;

                    }

                }

            }

            r.cancelNotification();

        }

    }

 


3.3 将service 设为前台服务


    if (!r.isForeground) {

        final ServiceMap smap = getServiceMapLocked(r.userId);

        if (smap != null) {

            ActiveForegroundApp active = smap.mActiveForegroundApps.get(r.packageName);

            if (active == null) {

                active = new ActiveForegroundApp();

                active.mPackageName = r.packageName;

                active.mUid = r.appInfo.uid;

                active.mShownWhileScreenOn = mScreenOn;

                if (r.app != null) {

                    active.mAppOnTop = active.mShownWhileTop =

                            r.app.uidRecord.curProcState

                                    <= ActivityManager.PROCESS_STATE_TOP;

                }

                active.mStartTime = active.mStartVisibleTime

                        = SystemClock.elapsedRealtime();

                smap.mActiveForegroundApps.put(r.packageName, active);

                requestUpdateActiveForegroundAppsLocked(smap, 0);

            }

            active.mNumActive++;

        }

        r.isForeground = true;

    }

 


4 异常处理


4.1 ANR


上面已经说过,如果在 5 秒内没有调用startForeground(),timeout 就会触发,会报出ANR:


    void serviceForegroundTimeout(ServiceRecord r) {

        ProcessRecord app;

        synchronized (mAm) {

            if (!r.fgRequired || r.destroying) {

                return;

            }

 

            if (DEBUG_BACKGROUND_CHECK) {

                Slog.i(TAG, "Service foreground-required timeout for " + r);

            }

            app = r.app;

            r.fgWaiting = false;

            stopServiceLocked(r);

        }

 

        if (app != null) {

            mAm.mAppErrors.appNotResponding(app, null, null, false,

                    "Context.startForegroundService() did not then call Service.startForeground()");

        }

    }

log 如下:


11-06 02:01:59.616  3877  3893 E ActivityManager: ANR in com.shift.phonemanager.permission.accesslog

11-06 02:01:59.616  3877  3893 E ActivityManager: PID: 1369

11-06 02:01:59.616  3877  3893 E ActivityManager: Reason: Context.startForegroundService() did not then call Service.startForeground()

11-06 02:01:59.616  3877  3893 E ActivityManager: Load: 0.0 / 0.0 / 0.0

11-06 02:01:59.616  3877  3893 E ActivityManager: CPU usage from 7945ms to 0ms ago (2007-11-06 02:01:51.418 to 2007-11-06 02:01:59.363):

11-06 02:01:59.616  3877  3893 E ActivityManager:   60% 3877/system_server: 35% user + 25% kernel / faults: 3744 minor 6 major

11-06 02:01:59.616  3877  3893 E ActivityManager:   25% 1042/com.android.launcher3: 20% user + 4.9% kernel / faults: 11190 minor 9 major

11-06 02:01:59.616  3877  3893 E ActivityManager:   18% 1149/android.process.media: 13% user + 5.3% kernel / faults: 6130 minor

11-06 02:01:59.616  3877  3893 E ActivityManager:   15% 1420/adbd: 3.6% user + 11% kernel / faults: 5074 minor

11-06 02:01:59.616  3877  3893 E ActivityManager:   9.7% 255/logd: 2.7% user + 6.9% kernel / faults: 5 minor

11-06 02:01:59.616  3877  3893 E ActivityManager:   9.2% 3814/surfaceflinger: 4.4% user + 4.8% kernel / faults: 658 minor

 


4.2 crash


上面看到如果timeout 触发,会报出ANR,但是code 中也有另外一个地方限制,要求service 一旦startForegroundService() 启动,必须要在service 中startForeground(),如果在这之前stop 或stopSelf,那就会用crash 来代替ANR。


详细看bringDownServiceLocked()。


        if (r.fgRequired) {

            Slog.w(TAG_SERVICE, "Bringing down service while still waiting for start foreground: "

                    + r);

            r.fgRequired = false;

            r.fgWaiting = false;

            mAm.mHandler.removeMessages(

                    ActivityManagerService.SERVICE_FOREGROUND_TIMEOUT_MSG, r);

            if (r.app != null) {

                Message msg = mAm.mHandler.obtainMessage(

                        ActivityManagerService.SERVICE_FOREGROUND_CRASH_MSG);

                msg.obj = r.app;

                mAm.mHandler.sendMessage(msg);

            }

        }

这里的r.fgRequired 必须要处理掉,不然stop 的时候会触发bringDown,然后会将timeout 的remove,换成了crash。


log 如下:


--------- beginning of crash

11-06 02:06:05.307  3106  3106 E AndroidRuntime: FATAL EXCEPTION: main

11-06 02:06:05.307  3106  3106 E AndroidRuntime: Process: com.shift.phonemanager.permission.accesslog, PID: 3106

11-06 02:06:05.307  3106  3106 E AndroidRuntime: android.app.RemoteServiceException: Context.startForegroundService() did not then call Service.startForeground()

11-06 02:06:05.307  3106  3106 E AndroidRuntime: at android.app.ActivityThread$H.handleMessage(ActivityThread.java:1771)

11-06 02:06:05.307  3106  3106 E AndroidRuntime: at android.os.Handler.dispatchMessage(Handler.java:106)

11-06 02:06:05.307  3106  3106 E AndroidRuntime: at android.os.Looper.loop(Looper.java:164)

11-06 02:06:05.307  3106  3106 E AndroidRuntime: at android.app.ActivityThread.main(ActivityThread.java:6518)

11-06 02:06:05.307  3106  3106 E AndroidRuntime: at java.lang.reflect.Method.invoke(Native Method)

11-06 02:06:05.307  3106  3106 E AndroidRuntime: at com.android.internal.os.RuntimeInit$MethodAndArgsCaller.run(RuntimeInit.java:438)

11-06 02:06:05.307  3106  3106 E AndroidRuntime: at com.android.internal.os.ZygoteInit.main(ZygoteInit.java:807)

11-06 02:06:05.320  3118  3118 D ExtensionsFactory: No custom extensions.

 


5 总结


8.0 以后不希望后台应用运行后台服务,除非特殊条件

一旦通过startForegroundService() 启动前台服务,必须在service 中有startForeground() 配套,不然会出现ANR 或者crash

startForeground() 中的id 和notification 不能为0 和 null


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