为什么service需要单独进程

为什么service需要单独进程,第1张

service有时会进行耗时 *** 作,或者在应用退出后要继续工作,比如你退出qq后仍然能接收到消息,就是后台运行了一个service。

如果不在后台新建进程运行它,它会占用主线程的时间,造成主线程堵塞,或是在应用结束后岁主进程一起被杀掉。所以service一般都会需要一个单独的进程来执行。

Linux系统能提供强大可靠的网络服务,并有管理程序对服务进行管理。例如我们熟悉的Web、FTP和电子邮件等,它们既可以单独运行,也可以被守护进程inetd调用,而且运行得都非常好。但我们不能仅停留在赞叹中,下面就给出两个服务程序程序和一个客户程序的例子,介绍服务程序和客户程序之间是如何沟通的。另外还要编辑配置一些文件,让服务程序也能接受服务管理程序管理。

这两个服务程序功能相同,但一个是独立服务程序,另一个是被inetd调用的服务程序。这是TCP/IP网络服务的两大类,这里将两个程序放在一起是为了比较程序结构和运行方式。两服务程序都在Red Hat Linux 7.1和TurboLinux 7.0上调试通过。

独立服务器

TCP和UDP是两大TCP/IP数据传输方式,套接口是建立服务器客户机连接的机制,首先介绍它们建立通信联系的过程,然后给出一个TCP服务程序例子。

1.TCP套接口通信方式

对于TCP服务器端,服务程序首先调用建立套接口的函数socket(),然后调用绑定服务IP地址和协议端口号函数bind()。绑定成功后调用被动监听函数listen()等待客户连接,还要调用获取连接请求函数accept(),并一直阻塞到客户连接请求的到达,这个函数获取客户机IP地址和协议端口号。

对于TCP客户端,客户程序启动后后调用建立套接口函数socket(),然后调用连接函数connect(),此函数与服务器通过三次握手建立连接。

服务器和客户机建立连接后,就可以使用读函数read()和写函数write()收发数据了。数据交换完成后便各自调用关闭套接口函数close()删除套接口。TCP套接口通信方式见图1所示。

图1 TCP套接口通信方式

2.UDP套接口通信方式

UDP程序与TCP的区别是无需建立连接。服务器首先启动,然后等待用户请求。客户机启动后便直接向服务器请求服务,服务器接到请求后给出应答。

对于UDP服务器端,服务程序首先调用套接口函数socket(),然后调用绑定IP地址和协议端口号函数bind()。之后调用函数recvfrom()接收客户数据,调用sendto()向客户发送数据。

对于UDP客户端,客户机程序启动后调用套接口函数socket(),然后调用sendto()向服务器发送数据,调用recvfrom()接收服务器数据。

双方数据交换成功后,各自调用关闭套接口函数close()关闭套接口。UDP套接口通信方式见图2所示。

图2 UDP套接口通信方式

下面给出独立服务程序的例子。这个程序虽然简单,但是与复杂程序有着相同的结构。

//程序名:server.c

//功能:服务器从客户机读入一个字符,并将排在此字符后面的字符回送客户机

//服务器端口:9000

#include "sys/types.h"

#include "sys/socket.h"

#include "stdio.h"

#include "netinet/in.h"

#include "arpa/inet.h"

#include "unistd.h"

int main()

{

int pid//用于存放fork()执行结果

int server_sockfd,client_sockfd//用于服务器和客户机套接口描述符

int bind_flag,listen_flag//用于存放bind()和listen()执行结果

int server_address_length,client_address_length//作为服务器客户机地址长变量

struct sockaddr_in server_address//作为服务器地址结构变量(含地址和端口)

struct sockaddr_in client_address//作为客户机地址结构变量(含地址和端口)

if((pid=fork())!=0) //用fork()产生新进程

exit(0)

setsid() //以子进程开始下面的程序

函数socket(),创建一个套接口,成功则返回套接口描述符。

server_sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0)

if(server_sockfd<0)

{

printf(“socket error /n”)

exit(1)

}

server_address.sin_family=AF_INET

函数htonl()用于将32位主机字节顺序转换为网络字节顺序,其中参数INADDR_ANY表示任何IP地址。

server_address.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY)

函数htons()用于将16位主机字节顺序转换为网络字节顺序,其中的参数是绑定的端口号,读者可根据环境自行改动,目的是不与其它服务端口冲突。

server_address.sin_port=htons(9000)

server_address_length=sizeof(server_address)

函数bind()用于绑定本地地址和服务端口号,若调用成功返回值为0。

bind_flag=bind(server_sockfd,/

(struct sockaddr *)&server_address,/

server_address_length)

if(bind_flag<0)

{

printf(“bind error /n”)

exit(1)

}

函数listen(),指明服务器的队列长度,被动等待客户连接,调用成功返回值为0。

listen_flag=listen(server_sockfd,5)

if(listen_flag<0)

{

printf(“listen error /n”)

exit(1)

}

while(1)

{

char ch

函数accept()等待和获取用户请求,为每个新连接请求创建一个新的套接口,调用成功返回新套接口描述符。

client_sockfd=accept(server_sockfd,/

(struct sockaddr *)&client_address,/

&client_address_length)

函数read()和write()用于在服务器和客户机之间传送数据,调用成功返回读和写的字节数。

函数close(),用于程序使用完一个套接口后关闭套接口,调用成功返回值0。其中的参数为accept()创建的套接口的描述符client_sockfd。

read(client_sockfd,&ch,1)

printf(“cli_ch=%c”,ch)

ch++

write(client_sockfd,&ch,1)

close(client_sockfd)

}

}

程序完成后就可以使用命令进行编译。在命令行中输入“gcc -o server server.c”,将server.c编译成可执行程序server,这时便可用客户程序进行测试。在命令行执行“./server”启动服务程序,执行“netstat -na”查看有无server的服务端口。如果存在,则执行下面编写的客户程序“./client”。不过这仅是手工启动的方法,下面给出用服务管理程序管理server程序的方法。只要在目录/etc/rc.d/init.d下放入服务程序的脚本就能被服务程序读到。在命令行执行“touch server”创建文件server,并将文件属性改成可执行。在管理程序中并不能看到此服务名,脚本文件必须有一些结构才能被管理程序认为是服务程序脚本。

为了减少工作量,拷贝/etc/rc.d/init.d下脚本httpd,将拷贝脚本名命名为server,然后对其编辑。

(1)执行“cp httpd server”。

(2)用文本编辑器vi(其它编辑器亦可)将server打开进入编辑状态。首先用字符串server替换httpd。然后找到daemon server行,如果编写的程序放在变量PATH目录中,不需要修改此行;如果把服务程序放在其它目录中,就要写服务的全路径。例如程序在/root的目录中,就要写成daemon /root/server,还要删除“rm -f /var/run/server.pid”这一行。

(3)执行“chmod 755 server”,将server属性设定为可执行。

此时就可以用chkconfig、ntsysv等工具,在希望的运行级中增加这个新服务程序,然后测试客户机与服务器能否通信。

被xinetd调用的服务程序

在Linux系统中,有很多服务是被xinetd(较早版本使用的是inetd)超级守护服务器启动的。其实凡是基于TCP和UDP的服务都可使用超级守护进程启动,只是在服务量很大影响效率的情况下不被采用。

1.依赖xinetd启动的服务建立通信过程

为了与独立服务器程序比较,我们看一下依赖xinetd的服务器是如何启动的。

(1)xinetd启动时读取/etc/xinetd目录中的文件(早期版本为/etc/inetd文件),根据其中的内容给所有允许启动的服务创建一个指定类型的套接口,并将套接口放入select()中的描述符集合中。

(2)对每个套接口绑定bind(),所用的端口号和其它参数来自/etc/xinetd目录下每个服务的配置文件。

(3)如果是TCP套接口就调用函数listen(),等待用户连接。如果是UDP套接口,就不需调用此函数。

(4)所有套接口建立后,调用函数select()检查哪些套接口是活动的。

(5)若select()返回TCP套接口,就调用accept()接收这个连接。如果为UDP,就不需调用此函数。

(6)xinetd调用fork()创建子进程,由子进程处理连接请求。

◆ 子进程关闭所有其它描述符,只剩下套接口描述符。这个套接口描述符对于TCP是accept()返回的套接口,对于UDP为最初建立的套接口。然后子进程连续三次dup()函数,将套接口描述符复制到0、1和2,它们分别对应标准输入、标准输出和标准错误输出,并关闭套接口描述符。

◆ 子进程查看/etc/xinetd下文件中的用户,如果不是root用户,就用调用命令setuid和setgid将用户ID和组ID改成文件中指定的用户。

(7)对于TCP套接口,与用户交流结束后父进程需要关闭已连接套接口。父进程重新处于select()状态,等待下一个可读的套接口。

最后调用配置文件中指定的外部服务程序,外部程序启动后就可与用户进行信息传递了。

2.为xinetd编写专门的服务程序

除了独立服务程序能被xinetd启动外,还可以为xinetd编写专门的程序。此处的例子程序与上面server.c功能相同。不过两者的程序区别是很大的,此例的代码仅相当于上面传输数据的部分。我们还将程序名定为server.c,所以不能放在相同目录中,同名仅是为了和上面程序对照。

#include "unistd.h"

int main()

{

char ch

read(0,&ch,1)

ch++

write(1,&ch,1)

}

将程序编译成可执行文件,并做些设置就可被xinetd启动。注意不要和上面的独立服务程序server一起启动,因为客户程序写得比较简单,访问的是固定端口,服务器都设成了相同的端口号。

(1)编辑/etc/services文件,在行末增加一条记录:

server 9000/tcp

(2)在目录/etc/xinetd.d下编写文件server,内容为:

service server

{

disable = no

socket_type = stream

protocol = tcp

wait = no

user = root

server = /home/test/server (此处设置成自己程序所在的目录)

}

如果使用的是较早版本,则需在/etc/inetd.conf文件中添加下面的行:

server tcp nowait root /path/to/yourdirectory/server

(3)执行/etc/rc.d/initd.d/xinetd restart重新启动xinetd服务器。早期版本执行/etc/rc.d/initd.d/inetd restart重新启动inetd。

(4)执行netstat -an查看有没有server程序使用的端口号,如果有就可使用下面客户机程序进行测试了。

客户机程序

下面就客户机函数做一简单介绍。

//程序名client.c

/*功能:从客户的控制台输入一个字符,然后将这个字符送到服务器,并将服务器返回的字符显示出来*/

#include "sys/types.h"

#include "sys/socket.h"

#include "stdio.h"

#include "netinet/in.h"

#include "arpa/inet.h"

#include "unistd.h"

int main()

{

int sockfd//

int address_len

int connect_flag

struct sockaddr_in address

int connect_result

char client_ch,server_ch

函数socket()用于建立一个套接口,创建成功返回套接口描述符。

sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0)

if(sockfd<0)

{

printf(“sockfd error /n”)

}

address.sin_family=AF_INET

address.sin_addr.s_addr=inet_addr(“192.168.0.1”)/*读者根据自己环境改成服务器地址*/

address.sin_port=htons(9000)

address_len=sizeof(address)

函数connect()用于与服务器建立一个主动连接,调用成功返回值为0。

connect_flag=connect(sockfd,(struct sockaddr *)&address,address_len)

if(connect_flag==-1)

{

perror(“client”)

exit(1)

}

printf(“Input a character :”)

函数scanf()用于从控制台输入一个字符,并将字符存入client_ch的地址。函数write()和read()用于传输数据。函数printf()在客户机屏幕上显示服务器传回的字符。函数close()关闭套接口。

scanf(“%c”,&client_ch)

write(sockfd,&client_ch,1)

read(sockfd,&server_ch,1)

printf(“character from server : %c/n”,server_ch)

close(sockfd)

exit(0)

}

执行命令“gcc -o client client.c”,将client.c编译成client。执行“./client”,在程序提示下输入一个字符,就能看到服务器传回的字符。

以上介绍的仅是简单的例子。平时见到的服务程序远比它复杂,而且很多是多协议服务程序或是多协议多服务程序。多协议服务程序就是在main()中分别创建供服务的TCP和UDP套接口。为每个服务分别写出相应程序好处是便于控制,但是这样每个服务都启动两个服务器,而它们的算法响应是一样的,就要耗费不必要的资源,并且出了问题排错也较困难。多服务是将不同的服务集成在一起由一个程序完成,可用一个数组表示服务,数组中的每一项表示某协议某服务的一种,这样很容易扩展程序的服务功能。

Service(服务)一个运行在后台执行长时间运行的 *** 作组件,它不提供任何用户界面,作为与Activity同级的组件,它依旧是运行在主线程中。

其它组件可以启动一个Service,当这个Service启动之后便会在后台执行,这里需要注意,由于是在主线程中,所以我们需要另外开启一个线程来执行我们的耗时 *** 作。

此外,一个组件还可以与一个Service进行绑定来实现组件之间的交互,甚至可以执行IPC(Inter-Process Communication)进程间通信。

Service可以在后台执行很多任务,比如处理网络事务,播放音乐,文件读写或者与一个内容提供者交互,等等。

本地服务(Local)

该服务依附在主进程上而不是独立的进程,这样在一定程度上节约了资源,另外本地服务因为是在同一进程因此不需要IPC,也不需要AIDL。相应bindService会方便很多,当主进程被Kill后,服务便会终止。一般使用在音乐播放器播放等不需要常驻的服务。

远程服务(Remote Service)

该服务是独立的进程,对应进程名格式为所在包名加上你指定的android:process字符串。一般定义方式 android:process=":service" 由于是独立的进程,因此在Activity所在进程被Kill的时候,该服务依然在运行,不受其他进程影响,有利于为多个进程提供服务具有较高的灵活性。由于是独立的进程,会占用一定资源,并且使用AIDL进行IPC比较麻烦。一般用于系统的Service,这种Service是常驻的。

startService启动的服务

用于启动一个服务执行后台任务,不与组件进行通信,停止服务使用stopService。 当一个应用组件比如activity通过调用startService()来启动一个服务的时候,服务便处于启动状态。一旦启动,服务可以在后台无限期地运行下去,即使当启动它的组件已经销毁。通常情况下,一个启动的service执行一个单一的 *** 作并且不会返回任何结果给调用者。

bindService启动的服务

用于启动的服务需要进行通信。停止服务使用unbindService。 当一个应用组件通过调用bindService()来与一个服务绑定时,服务便处于绑定状态。一个绑定的服务提供了一个客户端-服务器端接口来允许组件与服务进行交互,发送请求,得到结果甚至通过IPC进程间通信来完成 *** 作。只有当其它组件与服务进行绑定时,服务才会处于绑定状态。多个组件可以同时与服务绑定,但是当他们全部都解除绑定时,服务就会销毁。

2.BindService:

如果一个Service在某个Activity中被调用bindService方法启动,不论bindService被调用几次,Service的 onCreate 方法只会执行一次,同时 onStartCommand 方法始终不会调用。当建立连接后,Service会一直运行,除非调用unbindService来接触绑定、断开连接或调用该Service的Context不存在了(如Activity被Finish——即通过bindService启动的Service的生命周期依附于启动它的Context),系统在这时会自动停止该Service。

3.StartService AND BindService:

当一个Service在被启动(startService 的同时又被绑定(bindService ),该Service将会一直在后台运行,并且不管调用几次, onCreate 方法始终只会调用一次, onStartCommand 的调用次数与startService 调用的次数一致(使用bindService 方法不会调用 onStartCommand )。同时,调用unBindService 将不会停止Service,必须调用stopService 或Service自身的stopSelf 来停止服务。

4.停止Service:

当一个服务被终止(stopService 、stopSelf 、unbindService )时, onDestory 方法将会被调用——所以我们需要在该方法中清除一些工作(依附该Service生命周期上的,比如:停止在Service中创建并运行的线程)。

1.创建服务

如果你才用的是 startService的方式那么 onBind方法可以忽略

2.注册服务

3.开启服务

start:

bind

绑定服务,一般涉及到组件或进程之间的通信,既然需要通信,那么我们肯定需要一个连接,这里ServiceConnection就是我们所需要的连接,通过Ibinder的传递,我们可以获取到Service的Ibinder对象,从而进行相关 *** 作。

关于粘性服务,这里需要提到 Service的onStartCommand返回值

andorid:name

adroid:exported

android:enabled

android:label

android:process

android:icon

android:permission

关于服务,当我们在应用开发中,如果需要长时间的在后台运行,独立完成某一些事情的情况下,请使用Service!

此文综合: http://www.jianshu.com/p/1e49e93c3ec8 以及自己的一些问题看法,用作学习,回顾之用。

Service 前台服务

请参看 紫豪http://www.jianshu.com/p/5505390503fa


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