深入理解DirectBootAware

一、概述

DirectBootAware是Android 7.0引入的新特性，解决了在设备启动的时候应用无法及时获取重要信息的问题。它允许应用在设备启动的时候就能够访问受保护的存储。此外，在设备处于休眠状态下，也可以使用DirectBootAware来保持设备保持响应。

二、如何使用DirectBootAware

在应用中使用DirectBootAware，我们需要做以下几步：

1、创建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，我们启动自己的服务。注意，如果系统版本号大于等于26，也就是Android 8.0，我们需要使用startForegroundService()方法来启动服务。

2、创建一个继承自IntentService的服务。

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

onHandleIntent()是IntentService中的回调方法，它在服务被启动的时候被调用。现在，我们已经可以使用DirectBootAware来启动服务了。

3、使服务支持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");
    }
}

我们实现了DirectBootAware接口，并重载了它的onEnabled()和onDisabled()方法，在Service被启用和禁用的时候，这两个方法就会被调用。此外，我们也重载了onCreate()方法，在Android 7.1及以上的版本中需要调用startForeground()方法，这样可以在系统启动之后让服务一直运行。

三、DirectBootAware原理

1、异步消息模式

在Android 7.0中，系统启动完成后，首先会创建一个名为com.android.server.SystemServer的进程，它是系统服务的管理者。SystemServer会启动一个名为SystemServiceManager的服务来管理所有的系统服务，其中包含ActivityManagerService、PackageManagerService、WindowManagerService等等。SystemServiceManager会在SystemServer的一个子线程中对这些服务进行初始化，最终下载并运行对应的组件。

2、初始化DirectBootManagerService

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

在SystemServiceManager的初始化过程中，我们可以看到系统服务DirectBootManagerService的注册过程。直接通过registerService()方法来进行注册，这样，就会有DirectBootManagerService这个系统服务了。

3、DirectBootManagerService实现原理

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在启动的时候，会创建KeyguardManager、ActivityManager实例用来控制设备的状态和管理应用程序的生命周期，同时也会创建一个锁对象。

4、启动应用的过程

当直接启动应用时，会调用Intent.ACTION_MAIN和category.LAUNCHER两个标志来启动应用程序：

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

上述代码会触发ActivityManagerService进行处理。ActivityManagerService会先检查Launcher是否可以在锁屏状态下唤醒，如果可以的话就会进行唤醒并开启Activity。否则，就会记录下来一个任务栈，并在解锁后按顺序依次开启。

四、小结

总之，DirectBootAware是一个很有用的特性，使用该特性可以在设备启动和休眠状态下维持设备的响应和保护。通过理解DirectBootManagerService的实现原理，我们不仅可以更好地使用该特性，还可以在实际工作中针对特定问题进行更好的优化。