深入理解DirectBootAware

一、概述

DirectBootAware是Android 7.0引入的新特性，解決了在設備啟動的時候應用無法及時獲取重要信息的問題。它允許應用在設備啟動的時候就能夠訪問受保護的存儲。此外，在設備處於休眠狀態下，也可以使用DirectBootAware來保持設備保持響應。

二、如何使用DirectBootAware

在應用中使用DirectBootAware，我們需要做以下幾步：

1、創建BootCompletedReceiver。

public class BootCompletedReceiver extends BroadcastReceiver {
    @Override
    public void onReceive(Context context, Intent intent) {
        if (Intent.ACTION_BOOT_COMPLETED.equals(intent.getAction())) {
            Intent serviceIntent = new Intent(context, MyService.class);
            if (Build.VERSION.SDK_INT >= Build.VERSION_CODES.O) {
                context.startForegroundService(serviceIntent);
            } else {
                context.startService(serviceIntent);
            }
        }
    }
}

在onReceive()方法里，我們啟動自己的服務。注意，如果系統版本號大於等於26，也就是Android 8.0，我們需要使用startForegroundService()方法來啟動服務。

2、創建一個繼承自IntentService的服務。

public class MyService extends IntentService {
    public MyService() {
        super("MyService");
    }
    @Override
    protected void onHandleIntent(Intent intent) {
        Log.d("MyService", "Service started");
    }
}

onHandleIntent()是IntentService中的回調方法，它在服務被啟動的時候被調用。現在，我們已經可以使用DirectBootAware來啟動服務了。

3、使服務支持DirectBootAware。

public class MyService extends IntentService implements DirectBootAware {
    public MyService() {
        super("MyService");
    }
    @Override
    protected void onHandleIntent(Intent intent) {
        Log.d("MyService", "Service started");
    }

    @Override
    public void onCreate() {
        super.onCreate();
        if (Build.VERSION.SDK_INT >= Build.VERSION_CODES.N) {
            startForeground(1, new Notification());
        }
    }

    @Override
    public void onEnabled(Context context) {
        Log.d("MyService", "DirectBootAware onEnabled");
    }

    @Override
    public void onDisabled(Context context) {
        Log.d("MyService", "DirectBootAware onDisabled");
    }
}

我們實現了DirectBootAware接口，並重載了它的onEnabled()和onDisabled()方法，在Service被啟用和禁用的時候，這兩個方法就會被調用。此外，我們也重載了onCreate()方法，在Android 7.1及以上的版本中需要調用startForeground()方法，這樣可以在系統啟動之後讓服務一直運行。

三、DirectBootAware原理

1、異步消息模式

在Android 7.0中，系統啟動完成後，首先會創建一個名為com.android.server.SystemServer的進程，它是系統服務的管理者。SystemServer會啟動一個名為SystemServiceManager的服務來管理所有的系統服務，其中包含ActivityManagerService、PackageManagerService、WindowManagerService等等。SystemServiceManager會在SystemServer的一個子線程中對這些服務進行初始化，最終下載並運行對應的組件。

2、初始化DirectBootManagerService

public class SystemServiceManager {
    private SystemServiceManager() {
        ...
        registerService(Context.DIRECTBOOT_SERVICE, new DirectBootManagerService(context));
    }
}

在SystemServiceManager的初始化過程中，我們可以看到系統服務DirectBootManagerService的註冊過程。直接通過registerService()方法來進行註冊，這樣，就會有DirectBootManagerService這個系統服務了。

3、DirectBootManagerService實現原理

public class DirectBootManagerService extends IDirectBootService.Stub {
    private final Context mContext;
    private final KeyguardManager mKeyguardManager;
    private final IActivityManager mActivityManager;
    private final Object mLock = new Object();

    public DirectBootManagerService(Context context) {
        mContext = context;
        mKeyguardManager = (KeyguardManager) mContext.getSystemService(Context.KEYGUARD_SERVICE);
        mActivityManager = ActivityManagerNative.getDefault();
    }

    @Override
    public void startActivityAndShowWhenLocked(Intent intent) {
        synchronized (mLock) {
            ...
            mActivityManager.startActivityFromRecents(taskId, options.toBundle());
            ...
        }
    }
}

DirectBootManagerService在啟動的時候，會創建KeyguardManager、ActivityManager實例用來控制設備的狀態和管理應用程序的生命周期，同時也會創建一個鎖對象。

4、啟動應用的過程

當直接啟動應用時，會調用Intent.ACTION_MAIN和category.LAUNCHER兩個標誌來啟動應用程序：

Intent intent = new Intent(Intent.ACTION_MAIN);
intent.addCategory(Intent.CATEGORY_LAUNCHER);
intent.setComponent(new ComponentName(this, MainActivity.class));
startActivity(intent);

上述代碼會觸發ActivityManagerService進行處理。ActivityManagerService會先檢查Launcher是否可以在鎖屏狀態下喚醒，如果可以的話就會進行喚醒並開啟Activity。否則，就會記錄下來一個任務棧，並在解鎖後按順序依次開啟。

四、小結

總之，DirectBootAware是一個很有用的特性，使用該特性可以在設備啟動和休眠狀態下維持設備的響應和保護。通過理解DirectBootManagerService的實現原理，我們不僅可以更好地使用該特性，還可以在實際工作中針對特定問題進行更好的優化。