Android GPS学习笔记—LMS初始化

    LocationManagerService（简称LMS）和Android Java Framework中的其他Service一样由SystemServer创建并运行在system_process进程中。LMS是系统Location模块的核心，我们来看一下它的初始化。

    目录：frameworks/base/services/core/java/com/android/server

1. SystemServer.java

    在SystemServer.java文件中，startOtherService函数创建LMS的代码如下，首先创建了LMS对象，并将LOCATION_SERVICE添加到ServiceManager中。

if (!disableLocation) {                try {                    Slog.i(TAG, "Location Manager");                    location = new LocationManagerService(context);                    ServiceManager.addService(Context.LOCATION_SERVICE, location);                } catch (Throwable e) {                    reportWtf("starting Location Manager", e);                }

同样是在startOtherService函数中，调用了LMS的systemRunning函数，代码如下：

           try {                    if (locationF != null) locationF.systemRunning();                } catch (Throwable e) {                    reportWtf("Notifying Location Service running", e);                }

2. LMS(LocationManagerService)

LMS的systemRunning函数实现如下：

public void systemRunning() {        synchronized (mLock) {            if (D) Log.d(TAG, "systemReady()");            // fetch package manager            mPackageManager = mContext.getPackageManager();            // fetch power manager            mPowerManager = (PowerManager) mContext.getSystemService(Context.POWER_SERVICE);            // prepare worker thread            mLocationHandler = new LocationWorkerHandler(BackgroundThread.get().getLooper());            // prepare mLocationHandler's dependents            // Android平台提供粗细两种精度的位置信息。其中，粗精度的位置信息由LocationFudger根据细精度的位置            // 信息进行一定的数学模糊处理后得到。            mLocationFudger = new LocationFudger(mContext, mLocationHandler);            // 系统有一个黑白名单用于禁止使用某些特定的LP，在黑白名单中，LP由其对应的java包名指定            mBlacklist = new LocationBlacklist(mContext, mLocationHandler);            mBlacklist.init();            //GeofenceManager为地理围栏对象。                        mGeofenceManager = new GeofenceManager(mContext, mBlacklist);            // prepare providers 关键函数            loadProvidersLocked();            // 根据设置中的开关情况，开启或者禁止某个LP。在此函数中，各LP实现的LocationProviderInterface接口的enable/disable函数被调用            updateProvidersLocked();        }        // listen for settings changes 监听设置数据库的变化，字段LOCATION_PROVIDERS_ALLOWED，当用户点击设置菜单按钮时，会改变数据库该字段的值        mContext.getContentResolver().registerContentObserver(                Settings.Secure.getUriFor(Settings.Secure.LOCATION_PROVIDERS_ALLOWED), true,                new ContentObserver(mLocationHandler) {                    @Override                    public void onChange(boolean selfChange) {                        synchronized (mLock) {                            updateProvidersLocked();                        }                    }                }, UserHandle.USER_ALL);        mPackageMonitor.register(mContext, mLocationHandler.getLooper(), true);        // 其他如监听用户切换，APK安装/卸载等事件在此不赘述        ... ...    }

systemRunning中的内容较多，我们看其中的关键函数：loadProvidersLocked()，该函数用于创建及加载系统中所有的LP，其代码如下：

private void loadProvidersLocked() {                //创建PassiveProvider,这个LP始终是enable的。passive译为被动，它自己不能更新位置信息，而是靠其他LP来触发        //位置更新，PassiveProvider的位置更新是由LMS接收到其他LP的位置更新通知后，主动调用PassiveProvider的        //updateLocation函数来完成的        PassiveProvider passiveProvider = new PassiveProvider(this);        //LMS将保存所有的LP        addProviderLocked(passiveProvider);        //PassiveProvider永远处于启用状态。mEnabledProviders用于保存那些被启用的LP                mEnabledProviders.add(passiveProvider.getName());        mPassiveProvider = passiveProvider;                //创建GPSLP实例         GpsLocationProvider gpsProvider = new GpsLocationProvider(mContext, this,                mLocationHandler.getLooper());        if (GpsLocationProvider.isSupported()) {            mGpsStatusProvider = gpsProvider.getGpsStatusProvider();            mNetInitiatedListener = gpsProvider.getNetInitiatedListener();            //保存GPSLP            addProviderLocked(gpsProvider);            //GPSLP是真实的位置提供者，将它保存在mRealProviders中                       mRealProviders.put(LocationManager.GPS_PROVIDER, gpsProvider);        }        mGpsMeasurementsProvider = gpsProvider.getGpsMeasurementsProvider();        mGpsNavigationMessageProvider = gpsProvider.getGpsNavigationMessageProvider();         Resources resources = mContext.getResources();        ArrayList<String> providerPackageNames = new ArrayList<String>();        //config_locationProviderPackageNames存储了第三方LP的java包名。Android原生代码中该值为        //"com.android.location.fused"。FusedLP对应的源码路径为frameworks/base/packages/FusedLocation        String[] pkgs = resources.getStringArray(                com.android.internal.R.array.config_locationProviderPackageNames);        if (D) Log.d(TAG, "certificates for location providers pulled from: " +                Arrays.toString(pkgs));        if (pkgs != null) providerPackageNames.addAll(Arrays.asList(pkgs));        //加载应用程序的实现的LP服务时，LMS将检查它们的签名信息以及版本信息        ensureFallbackFusedProviderPresentLocked(providerPackageNames);        // 加载NetworkLP        LocationProviderProxy networkProvider = LocationProviderProxy.createAndBind(                mContext,                LocationManager.NETWORK_PROVIDER,                NETWORK_LOCATION_SERVICE_ACTION,                com.android.internal.R.bool.config_enableNetworkLocationOverlay,                com.android.internal.R.string.config_networkLocationProviderPackageName,                com.android.internal.R.array.config_locationProviderPackageNames,                mLocationHandler);        if (networkProvider != null) {            //NetworkLP属于真实的LP            mRealProviders.put(LocationManager.NETWORK_PROVIDER, networkProvider);            //应用程序实现的LP保存在mProxyProviders中            mProxyProviders.add(networkProvider);            addProviderLocked(networkProvider);        } else {            Slog.w(TAG,  "no network location provider found");        }        // 加载FusedLP        LocationProviderProxy fusedLocationProvider = LocationProviderProxy.createAndBind(                mContext,                LocationManager.FUSED_PROVIDER,                FUSED_LOCATION_SERVICE_ACTION,                com.android.internal.R.bool.config_enableFusedLocationOverlay,                com.android.internal.R.string.config_fusedLocationProviderPackageName,                com.android.internal.R.array.config_locationProviderPackageNames,                mLocationHandler);        if (fusedLocationProvider != null) {            addProviderLocked(fusedLocationProvider);            mProxyProviders.add(fusedLocationProvider);            //FusedLP默认处于启用的状态            mEnabledProviders.add(fusedLocationProvider.getName());            mRealProviders.put(LocationManager.FUSED_PROVIDER, fusedLocationProvider);        } else {            Slog.e(TAG, "no fused location provider found",                    new IllegalStateException("Location service needs a fused location provider"));        }        // 加载Geocoder        mGeocodeProvider = GeocoderProxy.createAndBind(mContext,                com.android.internal.R.bool.config_enableGeocoderOverlay,                com.android.internal.R.string.config_geocoderProviderPackageName,                com.android.internal.R.array.config_locationProviderPackageNames,                mLocationHandler);        if (mGeocodeProvider == null) {            Slog.e(TAG,  "no geocoder provider found");        }        ... ...            }

在LMS的初始化函数中，loadProvidersLocked用于创建和加载系统中所有的LP如下：

1. PassiveProvider：提供被动式的位置数据更新服务，其位置数据来源于其他LP

2. GpsLocationProvider：由LMS创建并加载，运行在LMS所在的进程system_process中，属于系统提供的LP服务

3. NetworkLocationProvider：该LP服务是由应用程序提供的

4. FusedLocationProvider：由FusedLocation.apk服务，属于系统提供的应用程序。其内部将使用其他的LP

5. GeocodeProvider：由第三方应用程序提供，一般和NetworkLP位于同一个应用程序中。

其中GpsLocationProvider是重点，在下一篇文章中将介绍它的初始化。我们先来看一下LMS是如何与应用进程中的LP交互的。

3. LocationProviderProxy.java

    由loadProvidersProxy.java代码可知，LMS通过LocationProviderProxy的createAndBind函数来加载应用进程中的LP。

public static LocationProviderProxy createAndBind(            Context context, String name, String action,            int overlaySwitchResId, int defaultServicePackageNameResId,            int initialPackageNamesResId, Handler handler) {        LocationProviderProxy proxy = new LocationProviderProxy(context, name, action,                overlaySwitchResId, defaultServicePackageNameResId, initialPackageNamesResId,                handler);        if (proxy.bind()) {            return proxy;        } else {            return null;        }    }

上述函数中有两个重要函数，一个是LocationProviderProxy的构造函数，另一个是bind函数。我们先来看一下其构造函数：

private LocationProviderProxy(Context context, String name, String action,            int overlaySwitchResId, int defaultServicePackageNameResId,            int initialPackageNamesResId, Handler handler) {        mContext = context;        mName = name;        mServiceWatcher = new ServiceWatcher(mContext, TAG + "-" + name, action, overlaySwitchResId,                defaultServicePackageNameResId, initialPackageNamesResId,                mNewServiceWork, handler);    }

其中ServiceWatcher是LocationProviderProxy中最重要的对象。在Android LMS架构中，应用程序实现的LP服务是通过Service提供的。ServiceWatcher是LocationProviderProxy中用来连接和监视应用程序实现的LP服务的。

再来看一下bind函数：

private boolean bind () {        return mServiceWatcher.start();    }

bind函数直接调用了ServiceWatcher的start函数，我们直接来看start函数：

public boolean start() {        synchronized (mLock) {        //关键函数bindBestPackageLocked        if (!bindBestPackageLocked(mServicePackageName)) return false;        }        // 监听用户切换        IntentFilter intentFilter = new IntentFilter();        intentFilter.addAction(Intent.ACTION_USER_SWITCHED);        mContext.registerReceiverAsUser(new BroadcastReceiver() {            @Override            public void onReceive(Context context, Intent intent) {                String action = intent.getAction();                if (Intent.ACTION_USER_SWITCHED.equals(action)) {                    switchUser();                }            }        }, UserHandle.ALL, intentFilter, null, mHandler);        // 监听应用程序的安装，卸载，更新等广播事件        if (mServicePackageName == null) {            mPackageMonitor.register(mContext, null, UserHandle.ALL, true);        }        return true;    }

其中的重要函数是bindBestPackageLocked，它的工作主要有以下内容：

1. 检查目标应用程序的签名

2. 根据createAndBind第三个参数查找该目标应用程序实现的Service。以NetworkLP为例，目标应用程序必须提供一个名为"com.android.location.service.v2.NetworkLocationProvider"的服务

3. 绑定到该服务上，并获取一个类型为ILocationProvider的实例。通过该实例，LocationProviderProxy可与应用程序中的LP服务交互

bindBestPackageLocked中最重要的函数是bindToPackageLocked，其代码如下：

private void bindToPackageLocked(String packageName, int version, boolean isMultiuser) {        unbindLocked();        Intent intent = new Intent(mAction);        intent.setPackage(packageName);        mPackageName = packageName;        mVersion = version;        mIsMultiuser = isMultiuser;        if (D) Log.d(mTag, "binding " + packageName + " (version " + version + ") ("                + (isMultiuser ? "multi" : "single") + "-user)");        mContext.bindServiceAsUser(intent, this, Context.BIND_AUTO_CREATE | Context.BIND_NOT_FOREGROUND                | Context.BIND_NOT_VISIBLE, mIsMultiuser ? UserHandle.OWNER : UserHandle.CURRENT);    }

bindServiceAsUser函数绑定了第三方应用程序的LP服务，参数intent中传入的mAction是在ServiceWatcher的构造函数中赋值的，从LocationProviderProxy的代码中可以看出，这个action是在createAndBind函数中传入的，即在LMS中定义了此Action:

private static final String NETWORK_LOCATION_SERVICE_ACTION =            "com.android.location.service.v3.NetworkLocationProvider"

绑定成功后，ServiceWatcher的onServiceConnected函数将被调用：

public void onServiceConnected(ComponentName name, IBinder binder) {        synchronized (mLock) {            String packageName = name.getPackageName();            if (packageName.equals(mPackageName)) {                if (D) Log.d(mTag, packageName + " connected");                mBinder = binder;                if (mHandler !=null && mNewServiceWork != null) {                    mHandler.post(mNewServiceWork);                }            } else {                Log.w(mTag, "unexpected onServiceConnected: " + packageName);            }        }    }

mNewServiceWork由LocationProviderProxy提供，是一个Runnable对象，其代码如下：

    private Runnable mNewServiceWork = new Runnable() {        @Override        public void run() {            if (D) Log.d(TAG, "applying state to connected service");            boolean enabled;            ProviderProperties properties = null;            ProviderRequest request;            WorkSource source;            ILocationProvider service;            synchronized (mLock) {                enabled = mEnabled;                request = mRequest;                source = mWorksource;                service = getService();            }            if (service == null) return;            try {                // 获取LP的属性信息，这些属性统一封装在类型为ProviderProperties的对象中                properties = service.getProperties();                if (properties == null) {                    Log.e(TAG, mServiceWatcher.getBestPackageName() +                            " has invalid locatino provider properties");                }                // apply current state to new service                if (enabled) {                    service.enable();//启动这个LP                    if (request != null) {//如果客户端有请求，则将该请求发送给LP                        service.setRequest(request, source);                    }                }            } catch (RemoteException e) {                Log.w(TAG, e);            } catch (Exception e) {                // never let remote service crash system server                Log.e(TAG, "Exception from " + mServiceWatcher.getBestPackageName(), e);            }            synchronized (mLock) {                mProperties = properties;            }        }    };

参考文献：《深入理解Android:WiFi、NFC和GPS卷》