În Android, clasa android.app.Service este utilizată pentru componente a căror funcționalitate implică procesări complexe, de lungă durată, necesitând acces la anumite resurse, fără a fi necesar să pună la dispoziție o interfață grafică sau un mecanism de interacțiune cu utilizatorul. Prin intermediul unui serviciu, se asigură faptul că aplicația Android continuă să se găsească în execuție, chiar și atunci când interfața grafică a acesteia nu este vizibilă.

Astfel, un serviciu nu trece prin evenimentele ce fac parte din ciclul de viață al unei activități. Totuși, un serviciu poate fi controlat (pornit, oprit) din contextul altor componente ale unei aplicații Android (activități, ascultători de intenții cu difuzare, alte servicii).

Serviciul este rulat pe firul de execuție principal al aplicației Android. De aceea, în situația în care operațiile pe care le realizează poate influența experiența utilizatorului, acestea trebuie transferate pe alte fire de execuție din fundal (folosind clasele HandlerThread sau AsyncTask).

Un serviciu continuă să se ruleze chiar și în situația în care componenta aplicației Android care l-a invocat prin intermediul unei intenții devine inactivă (nu mai este vizibilă) sau chiar este distrusă. Acest comportament este adecvat în situația în care serviciul realizează operații de intrare/ieșire intensive, interacționează cu diverse servicii accesibile prin intermediul rețelei sau cu furnizori de conținut.

În programarea Android, există două tipuri de servicii:

1. servicii pornite explicit (eng. started), lansate în execuție prin intermediul metodei startService(), invocată din contextul unei componente (activitate, serviciu, ascultător al unor mesaje cu difuzare); astfel de servicii nu furnizează un rezultat (către componenta care l-a apelat), fiind utilizate pentru a realiza o anumită operație la finalizarea căreia, de regulă, sunt terminate (apelându-se, în rutina lor, metoda stopSelf()); există posibilitatea ca o altă componentă să îl oprească explicit prin metoda stopService(); un serviciu de tip started continuă să ruleze chiar și în situația în care componenta care l-a invocat nu mai există;
2. servicii atașate unei (unor) componente (eng. bounded) sunt lansate în execuție prin intermediul metodei bindService(), invocată din contextul unei componente (activitate, serviciu, ascultător al unor mesaje cu difuzare) care interacționează cu acesta prin funcționalități pe care le expune; la un moment dat, pot exista mai multe componente atașate aceluiași serviciu; detașarea unei componente la un serviciu se realizează prin intermediul metodei unbindService(); atunci când nu mai există nici o componentă asociată serviciului, acesta se consideră încheiat.

Un serviciu poate avea, în același timp, ambele tipuri (started și bounded). Acesta va putea rula o perioadă de timp nedefinită (până în momentul în care procesarea pe care o realizează este încheiată), permițând totodată componentelor unei aplicații Android să interacționeze cu el prin intermediul unor metode pe care le expune.

Indiferent de modul în care este folosit un serviciu, invocarea sa este realizată, ca pentru orice componentă Android, prin intermediul unei intenții. În cazul serviciilor, se preferă să se utilizeze intenții explicite, în detrimentul intențiilor implicite, din motive de securitate.

Categoria în care se încadrează un anumit serviciu este determinată de metodele pe care acesta le implementează:

1. pentru un serviciu de tip started, va fi implementată metoda onStartCommand(), apelată în mod automat în momentul în care serviciul este pornit prin intermediul metodei startService();
2. pentru un serviciu de tip bounded, vor fi implementate metodele:
   • onBind(), apelată în mod automat în momentul în care o componentă este atașată serviciului, prin intermediul metodei bindService();
   • onUnbind(), apelată în mod automat în momentul în care o componentă este detașată de la serviciu, prin intermediul metodei unbindService().

Pentru a putea fi utilizat, orice serviciu trebuie să fie declarat în cadrul fișierului AndroidManifest.xml, prin intermediul etichetei <service> în cadrul elementului <application>. Eventual, se poate indica o permisiune necesară pentru pornirea și oprirea serviciului, astfel încât aceste operații să poată fi realizate numai de anumite aplicații Android.

AndroidManifest.xml

<manifest ...>
  <application ...>
    <service
      android:name="ro.pub.cs.systems.eim.lab05.SomeService"
      android:enabled="true"
      android:exported="true"
      android:permission="ro.pub.cs.systems.eim.lab05.SOME_SERVICE_PERMISSION" />
  </application>
</manifest>

Αtributul android:name este singurul obligatoriu în cadrul elementului <service>, desemnând clasa care gestionează operațiile specifice serviciului respectiv. Din momentul în care aplicația Android este publicată, această valoare nu mai poate fi modificată, întrucât poate avea un efect asupra componentelor care utilizează acest serviciu prin intermediul unei intenții explicite folosită la pornirea serviciului sau la asocierea componentei cu serviciul respectiv.

Atributul android:enabled indică dacă serviciul poate fi instanțiat de către sistemul de operare.

Atributul android:exported specifică posibilitatea ca alte componente (aparținând altor aplicații) să poată interacționa cu serviciul. În situația în care serviciul nu conține filtre de intenții, acesta poate fi invocat numai prin precizarea explicită a numelui clasei care îl gestionează (calificată complet), valoarea sa fiind false, fiind destinat invocării din contextul unor componente aparținând aceleiași aplicații Android ca și el. În cazul în care serviciul definește cel puțin un filtru de intenții, valoarea sa este true, fiind destinat invocării din contextul altor aplicații Android.

Atributul android:permission precizează denumirea unei permisiuni pe care entitatea trebuie să o dețină pentru a putea lansa în execuție un serviciu sau pentru a i se putea asocia. Aceasta trebuie indicată în cadrul intențiilor transmise ca argumente metodelor utilizate pentru a invoca serviciul respectiv (startService(), respectiv bindService()), altfel intenția respectivă nu va fi livrată către serviciu.

Alte atribute ale elementului <service> sunt: android:icon, android:isolatedProcess, android:label, android:process.

Un serviciu este o clasă derivată din android.app.Service (sau din subclasele sale), implementând o serie de metode din ciclul de viață al serviciului:

• onCreate() - realizând operațiile (unice) asociate construirii serviciului respectiv (legate de configurarea sa); această metodă este invocată doar atunci când este realizată o nouă instanță a serviciului; în situația în care serviciul este invocat, însă acesta există deja în memorie, metoda nu va mai fi apelată;
• onStartCommand() - apelată în mod automat, numai pentru serviciile de tip started, în momentul în care serviciul este invocat printr-un apel al metodei startService(); serviciul va fi executat imediat după această metodă; este responsabilitatea programatorului să oprească serviciul printr-un apel al uneiea dintre metodele stopSelf(), respectiv stopService(), altfel serviciul va rula pentru o perioadă de timp nedefinită; nu este necesar ca metoda să fie implementată, dacă serviciul este de tip bounded;
• onBind() - apelată în mod automat, numai pentru serviciile de tip bounded, în momentul în care o componentă a fost atașată unui serviciu printr-un apel al metodei bindService(); implementarea acestei metode trebuie să furnizeze un obiect ce implementează interfața ΙBinder, prin intermediul căruia serviciul să poată interacționa cu componenta care l-a invocat, punând la dispoziție o anumită funcționalitate, descrisă de metode publice; toate tipurile de serviciu trebuie să implementeze această metodă, însă pentru serviciile de tip started, valoarea întoarsă va fi null;
• onUnbind() - apelată în mod automat, numai pentru serviciile de tip bounded, în momentul în care toate componentele au fost detașate unui serviciu;
• onRebind() - apelată în mod automat, numai pentru serviciile de tip bounded, în momentul în care o componentă a fost atașată unui serviciu după ce acesta a fost notificat anterior că toate componentele care îi erau asociate au fost detașate (s-a apelat metoda οnUnbind()); o astfel de metodă va fi invocată numai dacă rezultatul întors de metoda οnUnbind() este true;
• onDestroy() - realizând operațiile asociate distrugerii serviciului respectiv, atunci când acesta nu mai este utilizat (a fost oprit sau sistemul de operare Android solicită memoria pe care o folosește); în cadrul acestei metode sunt eliberate resursele utilizate de serviciu (fire de execuție, obiecte, fluxuri de intrare / ieșire).

Se observă faptul că ciclul de viață al unui serviciu are loc între metodele onCreate() și onDestroy(). De cele mai multe ori, este necesar ca un serviciu să folosească unul sau mai multe fire de execuție (dedicate) astfel încât să nu influențeze responsivitatea aplicației Android. Într-o astfel de situație, firul de execuție va fi pornit pe metoda onCreate() și va fi oprit pe metoda onDestroy(). De asemenea, în cadrul metodei onCreate() au loc diferite operații de configurare (inițializări), în timp ce în cadrul metodei onDestroy() realizează eliberarea resurselor folosite. Metodele onCreate() și onDestroy() sunt invocate pentru toate tipurile de servicii, atât pentru cele de tip started, cât și pentru cele de tip bounded.

În cazul unui serviciu de tip started, perioada activă din ciclul de viață este cuprinsă între apelul metodei onStartCommand() (apelată în mod automat atunci când o componentă apelează metoda startService(), primind ca argument obiectul de tip Intent care a fost folosit la invocarea sa) și apelul metodei onDestroy() (apelat atunci când serviciul este oprit, prin intermediul uneia dintre metodele stopSelf() sau stopService()).

În cazul unui serviciu de tip bounded, perioada activă din ciclul de viață este cuprinsă între apelul metodei onBind() (apelată în mod automat atunci când o componentă apelează metoda bindService(), primind ca argument obiectul de tip Intent care a fost folosit la invocarea sa) și apelul metodei onUnbind() (apelată în mod automat atunci când toate componentele asociate serviciului au apelat metoda unbindService()).

În momentul în care este pornit (printr-un apel al metodei startService() din cadrul altei componente), un serviciu apelează în mod automat metoda onStartCommand(). În cadrul acestei metode trebuie realizată procesarea pe care o presupune serviciul respectiv. Pentru serviciile de tip started, este necesar ca serviciul să fie oprit explicit, fie din propriul său context, printr-un apel al metodei stopSelf(), fie de către o componentă (aceeași sau alta decât cea care l-a invocat), prin intermediul metodei stopService().

Metoda onStartCommand() este apelată în mod automat în momentul în care serviciul este pornit prin intermediul metodei startService() și primește ca parametrii:

• intenția care a invocat serviciul (argumentul transmis la apelul metodei startService()); acesta poate fi null în situația în care serviciul este repornit după ce procesul din care făcea parte a fost distrus;
• anumite valori prin care poate fi semnalat modul în care a fost pornit:
  • START_FLAG_REDELIVERY - serviciul a fost repornit ca urmare a distrugerii sale de către sistemul de operare înainte de se fi terminat corespunzător;
  • START_FLAG_RETRY - serviciul a fost repornit după o execuție anormală;
• un identificator unic prin care se poate face distincția între apeluri diferite ale aceluiași serviciu.

Având în vedere faptul că această metodă poate fi apelată de mai multe ori pe parcursul ciclului de viață al unui serviciu, tot aici trebuie implementat și comportamentul în cazul în care acesta este repornit.

Comportamentul serviciului în situația în care este repornit poate fi controlată prin intermediul valorii întregi care este furnizată ca valoare întoarsă:

• Service.START_STICKY - mecanism standard, folosit de serviciile care își gestionează propriile stări și care sunt pornite și oprite în funcție de necesități (prin intermediul metodelor startService() și stopService()); prin aceasta, se indică faptul că metoda onStartCommand() va fi invocată de fiecare dată când serviciul este (re)pornit după ce a fost distrus de sistemul de operare Android (situație în care parametrul de tip Intent va avea valoarea null, dacă între timp serviciul nu a mai fost invocat);
• Service.START_NOT_STICKY - mecanism folosit de serviciile utilizate pentru a procesa anumite comenzi, care se opresc singure (printr-un apel al metodei stopSelf()) atunci când operațiile pe care trebuiau să le realizeze s-au terminat; serviciul este (re)pornit după ce a fost distrus de sistemul de operare Android numai în situația în care între timp au mai fost realizate apeluri ale metodei startService(), altfel nu este recreat; un astfel de comportament este adecvat pentru procese care sunt realizate periodic;
• Service.START_REDELIVER_INTENT - mecanism utilizat atunci când se dorește să se asigure faptul că procesările asociate serviciului sunt terminate; în situația în care serviciul a fost distrus de sistemul de operare Android, este (re)pornit apelând metoda onStartCommand() folosind ca parametru intenția originală, a cărei procesare nu a fost terminată corespunzător.

@Override
public int onStartCommand(Intent intent, int flags, int startId) {
  processInBackground(intent, startId);
  return startMode;
}

În toate aceste cazuri, oprirea serviciului trebuie realizată explicit, prin apelul metodelor:

• stopService() din contextul componentei care l-a pornit;
• stopSelf() din contextul serviciului.

Un serviciu este pornit printr-un apel al metodei startService(). Aceasta primește ca parametru un obiect de tip Intent care poate fi creat:

• explicit, pe baza denumirii clasei care implementează serviciul respectiv;

  Intent intent = new Intent(this, SomeService.class);
  startService(intent);

• implicit, indicând componenta care gestionează serviciul respectiv (se va indica atât denumirea pachetului cât și denumirea clasei ca argument al metodei setComponent() asociat intenției respective):

  Intent intent = new Intent();
  intent.setComponent(new ComponentName("SomePackage", "SomeService"));
  startService(intent);

Transmiterea de informații suplimentare către serviciu poate fi realizată prin intermediul metodelor putExtras(Bundle), putExtra(String, Parcelable) sau put<type>Extra(String, <type>).

Metoda startService() presupune livarea unui mesaj asincron la nivelul sistemului de operare Android, astfel încât aceasta se execută instantaneu. Fiecare apel al acestei metode invocarea, în mod automat, al metodei onStartCommand().

De regulă, comunicația dintre o componentă și un serviciu este unidirecțională, dintre componenta care invocă către serviciul invocat, prin intermediul datelor încapsulate în intenție. În situația în care se dorește ca serviciul să transmită date către componentă, se utilizează un obiect de tip PendingIntent, prin intermediul căruia pot fi transmise mesaje cu difuzare.

Un serviciu poate fi oprit:

• de către o componentă (aceeași care l-a pornit sau alta), printr-un apel al metodei stopService(), ce primește ca parametru un obiect de tip Intent care poate fi creat explicit sau implicit;

• chiar de el însuși, în momentul în care procesările pe care trebuie să le realizeze s-au terminat, printr-un apel al metodei stopSelf(), eliberând resursele pe care sistemul de operare le-ar fi folosit pentru a-l menține în execuție; metoda poate fi apelată:
  • fără parametri, pentru a forța oprirea imediată;
  • transmițând un parametru de tip întreg, reprezentând identificatorul instanței care rulează, pentru a se asigura faptul că procesarea a fost realizată pentru fiecare apel care a fost realizat; dacă între timp serviciul a mai fost invocat, identificatorul folosit nu va corespunde celui mai recent apel (transmis ca argument al metodei onStartCommand()) și metoda nu va avea nici un efect.

Pentru oprirea unui serviciu este suficient un singur apel al uneia dintre metodele stopSelf() sau stopService().

Recursul la clasa IntentService este adecvată în situația în care se dorește implementarea unor servicii care rulează în fundal, pe un fir de execuție dedicat realizând un set de operații la un moment dat de timp, atunci când sunt solicitate. În situația în care serviciul este accesat simultan de mai multe componente ale unei (unor) aplicații Android, procesarea acestora va fi realizată secvențial.

Un obiect de acest tip este lansat în execuție prin pornirea unui serviciu și transmiterea unui obiect de tip Intent care conține toți parametrii necesari pentru realizarea sarcinii respective. Toate operațiile solicitate sunt înregistrate într-o coadă de așteptare și executate succesiv, prin invocarea automată a metodei onHandleIntent(). După ce procesarea a fost finalizată, procesul se oprește singur (nu este necesar să se apeleze metodele stopSelf() sau stopService() explicit).

Prin urmare, o implementare presupune definirea unei clase derivată din IntentService care suprascrie metoda onHandleIntent(), ce primește ca parametru intenția conținând parametrii ce se doresc a fi procesați, execuția sa fiind realizată (în mod transparent) pe un fir de execuție ce rulează în fundal. De asemenea, trebuie furnizat și un constructor implicit.

import android.app.IntentService;
import android.content.Intent;
 
public class SomeStartedService extends IntentService {
 
  private final String name = "SomeStartedService";
 
  public SomeIntentService() {
    super(name);
    // ...
  }
 
  @Override
  protected void onHandleIntent(Intent intent) {
    // ...
  }
}

În situația în care este necesar să se suprascrie metodele onCreate(), onDestroy() sau onStartCommand(), este recomandat să se apeleze și metodele din clasa părinte, astfel încât ciclul de viață al firului de execuție pe care sunt realizate procesările să fie actualizat corespunzător.

@Override
public int onStartCommand(Intent intent, int flags, int startId) {
  // ...
  return super.onStartCommand(intent, flags, startId);
}

În situația în care este necesar ca serviciul să gestioneze mai multe solicitări concomitent, se implementează o clasă derivată din Service, definindu-se (intern) o clasă de tip fir de execuție (uzual, se folosește o instanță a clasei Handler, care permite transmiterea de mesaje) pe care vor fi realizate toate procesările.

SomeStartedService.java

public class SomeStartedService extends Service {
  private Looper looper;
  private ServiceHandler serviceHandler;
  private final static String handlerThreadName = "HandlerThread";
 
  private final class ServiceHandler extends Handler {
    public ServiceHandler(Looper looper) {
      super(looper);
    }
 
    @Override
    public void handleMessage(Message message) {
      // ...
      stopSelf(message.arg1);
    }
  }
 
  @Override
  public void onCreate() {
    HandlerThread handlerThread = new HandlerThread(handlerThreadName, Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND);
    handlerThread.start();
    looper = handlerThread.getLooper();
    serviceHandler = new ServiceHandler(looper);
  }
 
  @Override
  public int onStartCommand(Intent intent, int flags, int startId) {
    Message message = serviceHandler.obtainMessage();
    message.arg1 = startId;
    serviceHandler.sendMessage(message);
    return START_STICKY;
  }
 
  @Override
  public IBinder onBind(Intent intent) {
    return null;
  }
}

Procesarea este realizată în cadrul metodei handleMessage() a clasei de tip Handler. O instanță a acesteia este creată de fiecare dată când este invocată metoda sendMessage(), care are drept argument un obiect de tip Message. Prin intermediul mesajului (obținut ca rezultat al metodei obtainMessage() care furnizează o instanță dintr-o colecție globală), trebuie să se transmită și identificatorul cu care a fost invocat serviciul, astfel încât acesta să fie transmis către metoda stopSelf(), necesară pentru oprirea serviciului. Astfel, se asigură faptul că serviciul nu se termină până ce nu este tratată și cea mai recentă invocare a sa.

În situația în care este necesar, sistemul de operare Android poate solicita memoria utilizată de un anumit serviciu, în funcție de prioritatea pe care acesta o are.

Un serviciu de tip started are o prioritate mai mare decât o activitate inactivă, dar mai mică decât o activitate activă. Din acest motiv, este necesar ca programatorul să trateze cazurile în care serviciul este repornit, ca urmare a distrugerii sale de către sistemul de operare Android, în vederea satisfacerii necesarului de memorie.

Un serviciu de tip bounded are de obicei o prioritate similară cu a activității cu care interacționează, deși aceasta poate fi controlată prin intermediul unor parametrii transmiși în momentul în care este realizată legătura. Este puțin probabil ca un serviciu atașat unei activități active să fie distrus la fel cum este destul de probabil ca un serviciu pentru care toate activitățile atașate sunt inactive să fie distrus.

Un serviciu care rulează în prim-plan nu este aproape niciodată distrus.

În funcție de firul de execuție pe care rulează precum și de prioritatea care le este atribuită (în funcție de care sistemul de operare Android poate reclama resursele pe care acestea le utilizează), operațiile complexe pot fi realizate prin intermediul unor:

• servicii care rulează în prim-plan;
• procesări realizate în fundal.

În situația în care un serviciu interacționează cu utilizatorul (sau utilizatorul este conștient de existența sa), prioritatea acestuia trebuie mărită, astfel încât sistemul de operare Android să nu poată reclama resursele pe care le utilizează. Un astfel de serviciu trebuie să poată oferi o notificare în bara de stare, care nu poate fi ascunsă decât atunci când serviciul este distrus sau nu mai rulează în prim-plan.

Un astfel de comportament poate fi obținut prin marcarea serviciului ca rulând în prim-plan, prin invocarea metodei startForeground() care primește ca parametri:

• identificatorul unei notificări, care trebuie să fie diferit de zero;
• un obiect de tip Notification, care va fi afișată cât timp serviciul se află în prim-plan, întrucât se presupune că serviciul trebuie să aibă o reprezentare vizuală cu care utilizatorul să poată interacționa.

NotificationCompat.Builder notificationBuilder =
    new NotificationCompat.Builder(this)
    .setSmallIcon(R.drawable.notification_icon)
    .setContentTitle("...")
    .setContentText("...");
Intent intent = new Intent(this, SomeActivity.class);
PendingIntent pendingIntent = PendingIntent.getActivity(this, 0, intent, PendingIntent.FLAG_UPDATE_CURRENT);
notificationBuilder.setContentIntent(pendingIntent);
Notification notification = notificationBuilder.build();
startForeground(NOTIFICATION_ID, notification);

Este recomandat ca utilizatorii să poată dezactiva ei înșiși rularea serviciului în prim-plan, de regulă prin intermediul obiectului de tip Notification. Același lucru trebuie realizat și în momentul în care rularea serviciului în prim-plan nu mai este necesară. În acest sens, trebuie apelată metoda stopForeground(true) (argumentul metodei indică dacă se dorește și terminarea notificării), aceasta anulând în mod automat notificarea asociată.

Întrucât responsivitatea aplicației Android reprezintă un criteriu foarte important, asigurarea unei experiențe corespunzătoare a utilizatorului poate fi obținută prin transferul operațiilor complexe de procesare și a operațiilor de intrare / ieșire în fundal, pe un alt fir de execuție. Acest lucru este necesar datorită faptului că pe firul de execuție principal sunt rulate mai multe componente ale aplicației Android (activități, servicii, ascultători ai intențiilor cu difuzare), astfel încât interacțiunea cu utilizatorul poate fi blocată în situația în care procesarea realizată de servicii nu este transferată în fundal.

De regulă, sunt plasate pe fire de execuție dedicate operații cu fișiere (scrieri, citiri), căutări în rețea, tranzacții cu baza de date, calcule complexe.

Android oferă mai multe mecanisme pentru gestiunea serviciilor care rulează în fundal:

1. utilizarea clasei AsyncTask permite definirea unei operații care va fi realizată pe un fir de execuție separat, oferind metode care oferă informații cu privire la progres, ce pot fi consultate de alte fire de execuție;
2. definirea unei clase derivate din Loader;
3. utilizarea clasei Handler;
4. implementarea unui fir de execuție definit de utilizator, transmiterea valorilor către interfața grafică fiind realizat prin intermediul clasei Handler.

Prin intermediul clasei AsyncTask se permite mutarea operațiilor costisitoare din punct de vedere al utilizării procesorului și al memoriei pe fire de execuție rulate în fundal, oferind sincronizarea cu firul de execuție ce randează interfața grafică, acesta fiind notificat cu privire la progresul realizat cât și cu privire la momentul în care procesarea a fost terminată.

O implementare a clasei AsyncTask poate fi parametrizată cu tipurile de date care sunt folosite pentru intrare, pentru raportarea progresului și pentru ieșire (rezultate).

Este necesară suprascrierea următoarelor metode:

• doInBackground() - metoda care va fi executată pe firul de execuție dedicat, care primește parametrii de intrare de tipul specificat; acesta trebuie să conțină procesările complexe care se doresc a fi realizate fără a interacționa însă cu firul de execuție principal; notificările sunt realizate:
  • prin intermediul metodei publishProgress(), care primește ca parametru progresul realizat, valorile fiind transmise metodei onProgressUpdate();
  • prin întoarcerea unui rezultat, atunci când procesarea este terminată, valoarea fiind transmisă metodei onPostExecute();
• onProgressUpdate() - folosită pentru actualizarea interfeței grafice, cu valorile primite de la metoda publishProgress(); metoda este sincronizată cu firul de execuție principal (care randează interfața grafică), astfel încât diferitele controale pot fi accesate de aici;
• onPreExecute() - apelată în contextului firului de execuție al interfeței grafice, înainte de metoda doInBackground();
• onPostExecute() - apelată în momentul în care procesarea este terminată, primind ca parametru rezultatul întors de metoda doInBackground(); metoda este sincronizată cu firul de execuție principal (care randează interfața grafică), astfel încât diferitele controale pot fi accesate de aici.

private class SomeAsyncTask extends AsyncTask<String, Integer, String> {
  @Override
  protected String doInBackground(String... parameter) {
    String result = new String();
    int progress = 0;
    for (int step = 1; step <= parameter[0].length(); step++) {
      progress = step;
      result += parameter[0].charAt(parameter[0].length() - step);
      try {
        Thread.sleep(100);
      } catch (InterruptedException interruptedException) {
        Log.e(Constants.TAG, "An exception has occurred: " + interruptedException.getMessage());
      }
      publishProgress(progress);
    }
    return result;
  }
 
  @Override
  protected void onProgressUpdate(Integer... progress) {
    progressTextView.setText(progress[0].toString());
  }
 
  @Override
  protected void onPreExecute() {
    // ...
  }
 
  @Override
  protected void onPostExecute(String result) {
    progressTextView.setText(result);
  }
}

Rularea unui obiect de tip AsyncTask se face prin invocarea metodei execute() care primește ca parametru informațiile care se doresc a fi procesate.

Clasa abstractă Loader implementează practicile recomandate pentru încărcarea asincronă a informațiilor în cadrul unor controale grafice din interfața cu utilizatorul (afișate în activități sau fragmente).

O astfel de abordare este utilizată pentru:

• a încărca date asincron;
• a monitoriza sursele din care sunt încărcate datele, oferind informații cu privire la rezultatele obținute.

De regulă, se folosește o implementare a clasei AsyncTaskLoader.

Clasa Handler gestionează transmiterea de mesaje sau execuția unor rutine asociate unor fire de execuție prin intermediul unei cozi de așteptare (de tipul MessageQueue). Un obiect de acest tip este asociat unui singur fir de execuție. Acesta este creat în momentul în care este realizată instanța, cătrea cesta fiind transmise toate mesajele, secvențial.

Prin intermediul acestui obiect, se permite:

• planificarea mesajelor spre a fi procesate la un moment fix din viitor (metodele de tip send…(): sendEmptyMessage(), sendMessage(), sendMessageAtTime(), sendMessageDelayed());
• încapsularea unei acțiuni care va fi executată pe un alt fir de execuție decât firul de execuție al interfeței grafice (metodele de tip post…(): post(), postAtTime(), postDelayed()).

Folosirea unor fire de execuție definite de utilizator și sincronizarea manuală cu interfața grafică poate fi necesară în situația în care trebuie realizată o gestiune mai complexă decât cea oferită de clasele AsyncTask, Handler sau Loader.

În acest sens, este folosită o implementare a clasei Thread, procesarea pe un fir de execuție separat fiind realizată în cadrul metodei run().

private void executeOnDedicatedThread() {
  Thread dedicatedThread = new Thread(new Runnable() {
    @Override
    public void run() {
      // ...
    }
  });
  dedicatedThread.start();
}

Dacă se dorește actualizarea controalelor din cadrul interfeței grafice, este necesar ca firele de execuție care rulează în fundal să fie sincronizate cu firul de execuție principal anterior acestei operații. Acest lucru poate fi realizat:

1. folosind metoda Activity.runOnUiThread() care forțează codul transmis să fie executat pe același fir de execuție care redă interfața grafică:

   runOnUiThread(new Runnable() {
     @Override
     public void run() {
       // ...
     }
   });

2. utilizând un obiect de tip Handler pentru a realiza actualizări în contextul firului de execuție în care acesta a fost creat, utilizând metoda post():

   private Handler handler = new Handler(); // created on the main thread
    
   private void executeOnSeparateThread() {
     Thread separateThread = new Thread(new Runnable() {
       @Override
       public void run() {
         // do some background processing here
         handler.post(new Runnable() {
           @Override
           public void run() {
             // access the graphical user interface here
           }
         });
       }
     });
     separateThread.start();
   }

   Clasa Handler pune la dispoziție și metode pentru a executa anumite metode la un moment dat de timp:

• postDelayed() - realizează o modificare la nivelul interfeței grafice cu o întârziere specificată ca parametru (exprimat în milisecunde);
• postAtTime() - realizează o modificare la nivelul interfeței grafice la un moment de timp specificat ca parametru (exprimat ca număr de milisecunde ce au trecut de la 1 ianuarie 1970.

• Listare servicii din acest laborator

   adb shell dumpsys activity services | grep lab05 

  , doar cele pornite sunt afișate

• Listare pachete

   adb shell pm list packages -f | grep lab05

• Oprire forțată a unui serviciu

  am force-stop ro.pub.cs.systems.eim.lab05.startedservice

• Pornire

  am startservice ro.pub.cs.systems.eim.lab05.startedservice/.service.StartedService 

• Pornire în oreo

  am start-foreground-service ro.pub.cs.systems.eim.lab05.startedservice/.service.StartedService 

• Utilitarul MyAndroidTools (preinstalat în genymotion) listează activitățile și serviciile unei aplicații. Pentru servicii sunt două coloane: servicii pornite (albastru) si servicii disponibile(negru).
• În Android Studio/Tool/Android/Android Device Monitor - se deschide perspectiva DDMS care oferă control asupra proceselor și thread-urilor care rulează în emulator/telefon.

1. În contul Github personal, să se creeze un depozit denumit 'Laborator05'. Inițial, acesta trebuie să fie gol (nu trebuie să bifați nici adăugarea unui fișier README.md, nici a fișierului .gitignore sau a a fișierului LICENSE).

2. Să se cloneze în directorul de pe discul local conținutul depozitului la distanță de la https://www.github.com/eim-lab/Laborator05. În urma acestei operații, directorul Laborator05 va trebui să se conțină un director labtasks ce va deține proiectele AndroidStudio, fișierul README.md și un fișier .gitignore care indică tipurile de fișiere (extensiile) ignorate.

student@eim:~$ git clone https://www.github.com/eim-lab/Laborator05.git

3. Să se încarce conținutul descărcat în cadrul depozitului 'Laborator05' de pe contul Github personal.

student@eim:~$ cd Laborator05
student@eim:~/Laborator05$ git remote add Laborator05_perfectstudent https://github.com/perfectstudent/Laborator05
student@eim:~/Laborator05$ git push Laborator05_perfectstudent master

4. Să se încarce în mediul integrat de dezvoltare Android Studio proiectele StartedService respectiv StartedServiceActivity din directorul labtasks/StartedService.

• Proiectul StartedService conține codul sursă pentru un serviciu de tip started care transmite mai multe valori, de diferite tipuri (șir de caractere, întreg, vector), temporizate la un anumit interval (dată de valoarea SLEEP_TIME din interfața Constants). Aceste valori sunt transmise prin intermediul unor intenții cu difuzare (eng. broadcast intents), la nivelul întregului sistem de operare Android.
• Proiectul StartedServiceActivity conține codul sursă pentru o aplicație Android care utilizează un ascultător pentru intenții cu difuzare (eng. BroadcastReceiver), pentru tipurile de mesaje propagate la nivelul sistemului de operare de către serviciu, pe care le afișează în interfața grafică, prin intermediul unui câmp text.

5. În proiectul StartedService, în clasa StartedService din pachetul ro.pub.cs.systems.eim.lab05.startedservice.service, să se completeze metoda onStartCommand() astfel încât aceasta să pornească un fir de execuție în cadrul căruia să fie propagate 3 intenții cu difuzare la nivelul sistemului de operare Android.

Pentru fiecare intenție, se vor specifica:

• acțiunea, care va avea valorile definite în interfața Constants (Constants.ACTION_STRING, Constants.ACTION_INTEGER, Constants.ACTION_ARRAY_LIST); se va utiliza metoda setAction();
• informațiile transmise, plasate în câmpul extra (având cheia Constants.DATA și valoarea dată de Constants.STRING_DATA, Constants.INTEGER_DATA, Constants.ARRAY_LIST_DATA); se va utiliza metoda putExtra() care primește ca argumente cheia și valoarea.

Transmiterea propriu-zisă a intenției se face prin intermediul metodei sendBroadcast().

Cele trei mesaje vor fi temporizate la intervalul indicat de valoarea Constants.SLEEP_TIME (propagarea mesajelor va fi intercalată de apeluri Thread.sleep().

a) De ce este necesar ca serviciul să realizeze operațiile pe un fir de execuție dedicat?

b) Ce alternativă s-ar fi putut folosi pentru a se evita o astfel de abordare? Ce avantaj și ce dezavantaj prezintă această alternativă?

Monitorizați ciclurile din Thread.run() in logcat:

Log.d(Constants.TAG, "Thread.run() was invoked, PID: " + android.os.Process.myPid() + " TID: " + android.os.Process.myTid());

6. În proiectul StartedServiceActivity, să se pornească serviciul, printr-un apel al metodei startService(); intenția care va fi transmisă ca argument metodei startService() trebuie să refere explicit serviciul care urmează a fi pornit, din motive de securitate (se folosește metoda setComponent(), care indică atât pachetul corespunzător aplicației Android care conține serviciul, cât și clasa corespunzătoare acestuia - calificată complet).

Intent intent = new Intent();
intent.setComponent(new ComponentName("ro.pub.cs.systems.eim.lab05.startedservice", "ro.pub.cs.systems.eim.lab05.startedservice.service.StartedService"));
startService(intent);

a) Să se ruleze aplicațiile. Se va rula aplicația StartedService care instalează serviciul pe dispozitivul mobil. Ulterior se va rula aplicația StartedServiceActivity. Verificați faptul că serviciul a fost pornit și oprit corespunzător prin mesajele afișate în consolă.

b) Monitorizați în DDMS procesele asociate activității și serviciului. Ce se întâmplă dacă activitatea este eliminată (onDestroy())?

c) Explicați ce se întâmplă dacă repornim activitatea (monitorizați în DDMS si logcat).

7. În proiectul StartedServiceActivity, să se implementeze un ascultător pentru intenții cu difuzare, în clasa StartedServiceBroadcastReceiver din pachetul ro.pub.cs.systems.eim.lab05.startedserviceactivity.view. Acesta extinde clasa BroadcastReceiver și implementează metoda onReceive(), având ca argumente contextul din care a fost invocată și intenția prin intermediul căreia a fost transmis mesajul respectiv. Astfel, datele extrase din intenție (având cheia indicată de Constants.DATA) vor fi afișate într-un câmp text (messageTextView) din cadrul interfeței grafice.

8. În proiectul StartedServiceActivity, în cadrul metodei onCreate() a activității StartedServiceActivity (din pachetul ro.pub.cs.systems.eim.lab05.startedserviceactivity), să se realizeze următoarele operații:

a) să se creeze o instanță a ascultătorului pentru intenții cu difuzare;

startedServiceBroadcastReceiver = new StartedServiceBroadcastReceiver(messageTextView);

b) să se creeze o instanță a unui obiect de tipul IntentFilter, la care să se adauge toate acțiunile corespunzătoare intențiilor cu difuzare propagate de serviciu; se va folosi metoda addAction();

startedServiceIntentFilter = new IntentFilter();
startedServiceIntentFilter.addAction(Constants.ACTION_STRING);
// ...

c) să se atașeze, respectiv să se detașeze ascultătorul de intenții cu difuzare, astfel încât acesta să proceseze mesajele primite de la serviciu doar în situația în care activitatea este vizibilă pe suprafața de afișare; în acest sens, vor fi utilizate metodele registerReceiver(), respectiv unregisterReceiver(), apelate pe metodele de callback ale activității corespunzătoare stării în care aceasta este vizibilă pe suprafața de afișare (onResume(), respectiv onPause()).

@Override
protected void onResume() {
  super.onResume();
  registerReceiver(startedServiceBroadcastReceiver, startedServiceIntentFilter);
}
 
@Override
protected void onPause() {
  unregisterReceiver(startedServiceBroadcastReceiver);
  super.onPause();
}

d) Să se oprească serviciul printr-un apel al metodei stopService(). Unde ar putea fi plasată aceasta? Care sunt avantajele și dezavantajele unei astfel de abordări?

9. Rulați din nou aplicația, întrerupând temporar activitatea (printr-o apăsare a tastei Home) în timp ce sunt procesate intențiile cu difuzare transmise de serviciu. Ce observați la revenirea în activitate?

Modificați modul de implementare al ascultătorului de intenții cu difuzare astfel încât în momentul în care se primește un mesaj, să repornească activitatea (dacă este cazul), asigurându-se astfel faptul că nu se mai pierde nici o informație transmisă de serviciu dacă aceasta nu este vizibilă pe suprafața de afișare.

@Override
public void onReceive(Context context, Intent intent) {
  String action = intent.getAction();
  String data = null;
  if (Constants.ACTION_STRING.equals(action)) {
    data = intent.getStringExtra(Constants.DATA);
  }
  // ...
  Intent startedServiceActivityIntent = new Intent(context, StartedServiceActivity.class);
  startedServiceActivityIntent.putExtra(Constants.MESSAGE, data);
  startedServiceActivityIntent.addFlags(Intent.FLAG_ACTIVITY_NEW_TASK|Intent.FLAG_ACTIVITY_SINGLE_TOP);
  context.startActivity(startedServiceActivityIntent);
}

@Override
protected void onNewIntent(Intent intent) {
  super.onNewIntent(intent);
  String message = intent.getStringExtra(Constants.MESSAGE);
  if (message != null) {
    messageTextView.setText(messageTextView.getText().toString() + "\n" + message);
  }
}

10. [Opțional] Să se încarce în mediul integrat de dezvoltare Android Studio proiectul BoundedServiceActivity din directorul labtasks/BoundedService. Se dorește să se implementeze un serviciu de tip bounded care poate interacționa cu o activitate prin intermediul unei metode care furnizează un șir de caractere ales aleator dintr-o listă de valori.

a) În clasa BoundedService din pachetul ro.pub.cs.systems.eim.lab05.boundedserviceactivity.service, să se implementeze o clasă internă publică, derivată din interfața IBinder, care oferă o referință către serviciu prin intermediul metodei publice getService(). Instanța acestei clase interne va fi furnizată ca rezultat al metodei onBind().

public class BoundedService extends Service {
 
  final private IBinder boundedServiceBinder = new BoundedServiceBinder();
 
  public class BoundedServiceBinder extends Binder {
    public BoundedService getService() {
      return BoundedService.this;
    }
  }
 
  @Override
  public IBinder onBind(Intent intent) {
    return boundedServiceBinder;
  }
}

b) În clasa BoundedService din pachetul ro.pub.cs.systems.eim.lab05.boundedserviceactivity.service, să se implementeze o metodă care întoarce o valoare aleatoare din tabloul de constante Constants.MESSAGES. Aceasta va avea identificatorul de acces public, astfel încât să poată fi accesată din cadrul activității.

c) În clasa BoundedServiceActivity din pachetul ro.pub.cs.systems.eim.lab05.boundedserviceactivity.view, să se instanțieze un obiect de tipul ServiceConnection, care va fi utilizat pentru asocierea serviciului la activitate.

Vor fi suprascrise metodele:

• onServiceConnected() - se creează referința la serviciu prin intermediul argumentului de tipul IBinder (prin intermediul metodei getService()) și se actualizează variabila care reține starea legăturii dintre serviciu și activitate;
• onServiceDisconnected() - se distruge referința la serviciu și se actualizează variabila care reține starea legăturii dintre serviciu și activitate.

private ServiceConnection serviceConnection = new ServiceConnection() {
  @Override
  public void onServiceConnected(ComponentName className, IBinder service) {
    BoundedService.BoundedServiceBinder binder = (BoundedService.BoundedServiceBinder)service;
    boundedService = binder.getService();
    boundedServiceStatus = Constants.SERVICE_STATUS_BOUND;
  }
 
  @Override
  public void onServiceDisconnected(ComponentName className) {
    boundedService = null;
    boundedServiceStatus = Constants.SERVICE_STATUS_UNBOUND;
  }
};

d) Să se atașeze, respectiv să se detașeze activitatea la / de serviciu, în cadrul metodelor de callback corespunzătoare stării în care aceasta poate interacționa cu utilizatorul.

• pe metoda onStart() se apelează metoda bindService(), utilizându-se un obiect de tip Intent explicit (care primește ca argument clasa care urmează să fie invocată);
• pe metoda onStop() se apelează metoda unbindService(); se actualizează variabila care reține starea legăturii dintre serviciu și activitate.

@Override
protected void onStart() {
  super.onStart();
  Intent intent = new Intent(this, BoundedService.class);
  bindService(intent, serviceConnection, Context.BIND_AUTO_CREATE);
}
 
@Override
protected void onStop() {
  super.onStop();
  if (boundedServiceStatus == Constants.SERVICE_STATUS_BOUND) {
    unbindService(serviceConnection);
    boundedServiceStatus = Constants.SERVICE_STATUS_UNBOUND;
  }
}

e) Să se implementeze o clasă ascultător pentru evenimentul de tip apăsare corespunzător controlului grafic de tip buton. În cadrul metodei de tratare a evenimentului, să se apeleze metoda din cadrul serviciului care furnizează un mesaj aleator și să se afișeze acest mesaj în cadrul câmpului text, împreună cu data și ora la care a fost furnizat.

private class GetMessageFromServiceButtonListener implements View.OnClickListener {
  @Override
  public void onClick(View view) {
    if (boundedService != null && boundedServiceStatus == Constants.SERVICE_STATUS_BOUND) {
      messageFromServiceTextView.setText("[" + new Timestamp(System.currentTimeMillis()) + "] " + boundedService.getMessage() + "\n" + messageFromServiceTextView.getText().toString());
    }
  }
}

f) Să se afișeze mesaje sugestive pe metodele de callback ale activității și ale serviciului și să se observe care este momentul în care acesta este creat, respectiv este distrus. Ce se întâmplă în momentul în care se apasă tasta Home?

11. Să se încarce modificările realizate în cadrul depozitului 'Laborator05' de pe contul Github personal, folosind un mesaj sugestiv.

student@eim:~/Laborator05$ git add labtasks/*
student@eim:~/Laborator05$ git commit -m "implemented taks for laboratory 05"
student@eim:~/Laborator05$ git push Laborator05_perfectstudent master

Services
Bound Services
Android Service and Broadcast Receiver Example
Android Services - Tutorial
Dave MacLEAN, Satya KOMATINENI, Grant ALLEN, Pro Android 5 - capitolele 16 (BroadcastReceivers and Long-Running Services) și 17 (Exploring the Alarm Manager)
Marko GARGENTA, Masumi NAKAMURA, Learning Android, 2nd Edition - capitolele 10 (Services) și 13 (Broadcast Receivers)
Reto MEIER, Android 4 Application Development, capitolul 5 (Intents and Broadcast Receivers)
Joseph ANNUZZI, Jr, Lauren DARCEY, Shane CONDER, Introduction to Android Application Development - Developer's Library, 4th Edition, Addison-Wesley, 2013 - capitolul 4, subcapitolele Working with Services, Receiving and Broadcasting Intents
Bill PHILLIPS, Brian HARDY, Android Programming. The Big Nerd Ranch Guide, Pearson Technology Group, 2013 - capitolele 29 (Background Services), 30 (Broadcast Intents)

Services
AsyncTask
Broadcasts