harmony 鸿蒙ServiceExtensionAbility

  • 2022-12-13
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ServiceExtensionAbility

概述

ServiceExtensionAbility是SERVICE类型的ExtensionAbility组件，提供后台服务能力，其内部持有了一个ServiceExtensionContext，通过ServiceExtensionContext提供了丰富的接口供外部使用。

本文描述中称被启动的ServiceExtensionAbility为服务端，称启动ServiceExtensionAbility的组件为客户端。

ServiceExtensionAbility可以被其他组件启动或连接，并根据调用者的请求信息在后台处理相关事务。ServiceExtensionAbility支持以启动和连接两种形式运行，系统应用可以调用startServiceExtensionAbility()方法启动后台服务，也可以调用connectServiceExtensionAbility()方法连接后台服务，而三方应用只能调用connectServiceExtensionAbility()方法连接后台服务。启动和连接后台服务的差别：

  • 启动：AbilityA启动ServiceB，启动后AbilityA和ServiceB为弱关联，AbilityA退出后，ServiceB可以继续存在。

  • 连接：AbilityA连接ServiceB，连接后AbilityA和ServiceB为强关联，AbilityA退出后，ServiceB也一起退出。

此处有如下细节需要注意：

  • 若Service只通过connect的方式被拉起，那么该Service的生命周期将受客户端控制，当客户端调用一次connectServiceExtensionAbility()方法，将建立一个连接，当客户端退出或者调用disconnectServiceExtensionAbility()方法，该连接将断开。当所有连接都断开后，Service将自动退出。

  • Service一旦通过start的方式被拉起，将不会自动退出，系统应用可以调用stopServiceExtensionAbility()方法将Service退出。

说明：

  1. OpenHarmony当前不支持三方应用实现ServiceExtensionAbility。如果三方开发者想要实现后台处理相关事务的功能，可以使用后台任务，具体请参见后台任务。
  2. 三方应用的UIAbility组件可以通过Context连接系统提供的ServiceExtensionAbility。
  3. 三方应用需要在前台获焦的情况下才能连接系统提供的ServiceExtensionAbility。

生命周期

ServiceExtensionAbility提供了onCreate()、onRequest()、onConnect()、onDisconnect()和onDestroy()生命周期回调，根据需要重写对应的回调方法。下图展示了ServiceExtensionAbility的生命周期。

图1 ServiceExtensionAbility生命周期
ServiceExtensionAbility-lifecycle

  • onCreate 服务被首次创建时触发该回调，开发者可以在此进行一些初始化的操作，例如注册公共事件监听等。

说明： 如果服务已创建，再次启动该ServiceExtensionAbility不会触发onCreate()回调。

  • onRequest 当另一个组件调用startServiceExtensionAbility()方法启动该服务组件时，触发该回调。执行此方法后，服务会启动并在后台运行。每调用一次startServiceExtensionAbility()方法均会触发该回调。

  • onConnect 当另一个组件调用connectServiceExtensionAbility()方法与该服务连接时，触发该回调。开发者在此方法中，返回一个远端代理对象（IRemoteObject），客户端拿到这个对象后可以通过这个对象与服务端进行RPC通信，同时系统侧也会将该远端代理对象（IRemoteObject）储存。后续若有组件再调用connectServiceExtensionAbility()方法，系统侧会直接将所保存的远端代理对象（IRemoteObject）返回，而不再触发该回调。

  • onDisconnect 当最后一个连接断开时，将触发该回调。客户端死亡或者调用disconnectServiceExtensionAbility()方法可以使连接断开。

  • onDestroy 当不再使用服务且准备将其销毁该实例时，触发该回调。开发者可以在该回调中清理资源，如注销监听等。

实现一个后台服务（仅对系统应用开放）

开发准备

只有系统应用才允许实现ServiceExtensionAbility，因此开发者在开发之前需做如下准备：

  • 替换Full SDK：ServiceExtensionAbility相关接口都被标记为System-API，默认对开发者隐藏，因此需要手动从镜像站点获取Full SDK，并在DevEco Studio中替换，具体操作可参考替换指南。

  • 申请AllowAppUsePrivilegeExtension特权：只有具有AllowAppUsePrivilegeExtension特权的应用才允许开发ServiceExtensionAbility，具体申请方式可参考应用特权配置指南。

定义IDL接口

ServiceExtensionAbility作为后台服务，需要向外部提供可调用的接口，开发者可将接口定义在idl文件中，并使用IDL工具生成对应的proxy、stub文件。此处定义一个名为IIdlServiceExt.idl的文件作为示例：

interface OHOS.IIdlServiceExt {
  int ProcessData([in] int data);
  void InsertDataToMap([in] String key, [in] int val);
}

在DevEco Studio工程Module对应的ets目录下手动新建名为IdlServiceExt的目录，将IDL工具生成的文件复制到该目录下，并创建一个名为idl_service_ext_impl.ts的文件，作为idl接口的实现：

├── ets
│ ├── IdlServiceExt
│ │   ├── i_idl_service_ext.ts      # 生成文件
│ │   ├── idl_service_ext_proxy.ts  # 生成文件
│ │   ├── idl_service_ext_stub.ts   # 生成文件
│ │   ├── idl_service_ext_impl.ts   # 开发者自定义文件，对idl接口的具体实现
│ └
└

idl_service_ext_impl.ts实现如下：

import {processDataCallback} from './i_idl_service_ext';
import {insertDataToMapCallback} from './i_idl_service_ext';
import IdlServiceExtStub from './idl_service_ext_stub';

const ERR_OK = 0;
const TAG: string = "[IdlServiceExtImpl]";

// 开发者需要在这个类型里对接口进行实现
export default class ServiceExtImpl extends IdlServiceExtStub {
  processData(data: number, callback: processDataCallback): void {
    // 开发者自行实现业务逻辑
    console.info(TAG, `processData: ${data}`);
    callback(ERR_OK, data + 1);
  }

  insertDataToMap(key: string, val: number, callback: insertDataToMapCallback): void {
    // 开发者自行实现业务逻辑
    console.info(TAG, `insertDataToMap, key: ${key}  val: ${val}`);
    callback(ERR_OK);
  }
}

创建ServiceExtensionAbility

在DevEco Studio工程中手动新建一个ServiceExtensionAbility，具体步骤如下：

  1. 在工程Module对应的ets目录下，右键选择“New > Directory”，新建一个目录并命名为ServiceExtAbility。

  2. 在ServiceExtAbility目录，右键选择“New > TypeScript File”，新建一个TypeScript文件并命名为ServiceExtAbility.ts。

    ├── ets
│ ├── IdlServiceExt
│ │   ├── i_idl_service_ext.ts      # 生成文件
│ │   ├── idl_service_ext_proxy.ts  # 生成文件
│ │   ├── idl_service_ext_stub.ts   # 生成文件
│ │   ├── idl_service_ext_impl.ts   # 开发者自定义文件，对idl接口的具体实现
│ ├── ServiceExtAbility
│ │   ├── ServiceExtAbility.ts
└

  3. 在ServiceExtAbility.ts文件中，增加导入ServiceExtensionAbility的依赖包，自定义类继承ServiceExtensionAbility并实现生命周期回调，在onConnect生命周期回调里，需要将之前定义的ServiceExtImpl对象返回。

   import ServiceExtensionAbility from '@ohos.app.ability.ServiceExtensionAbility';
   import ServiceExtImpl from '../IdlServiceExt/idl_service_ext_impl';
   import Want from '@ohos.app.ability.Want';
   import rpc from '@ohos.rpc';
   
   const TAG: string = "[ServiceExtAbility]";
   
   export default class ServiceExtAbility extends ServiceExtensionAbility {
     serviceExtImpl: ServiceExtImpl = new ServiceExtImpl("ExtImpl");

     onCreate(want: Want) {
       console.info(TAG, `onCreate, want: ${want.abilityName}`);
     }
   
     onRequest(want: Want, startId: number) {
       console.info(TAG, `onRequest, want: ${want.abilityName}`);
     }
   
     onConnect(want: Want) {
       console.info(TAG, `onConnect, want: ${want.abilityName}`);
       // 返回ServiceExtImpl对象，客户端获取后便可以与ServiceExtensionAbility进行通信
       return this.serviceExtImpl as rpc.RemoteObject;
     }
   
     onDisconnect(want: Want) {
       console.info(TAG, `onDisconnect, want: ${want.abilityName}`);
     }
   
     onDestroy() {
       console.info(TAG, `onDestroy`);
     }
   }
  1. 在工程Module对应的module.json5配置文件中注册ServiceExtensionAbility，type标签需要设置为“service”，srcEntry标签表示当前ExtensionAbility组件所对应的代码路径。
   {
     "module": {
       ...
       "extensionAbilities": [
         {
           "name": "ServiceExtAbility",
           "icon": "$media:icon",
           "description": "service",
           "type": "service",
           "exported": true,
           "srcEntry": "./ets/ServiceExtAbility/ServiceExtAbility.ts"
         }
       ]
     }
   }

启动一个后台服务（仅对系统应用开放）

系统应用通过startServiceExtensionAbility()方法启动一个后台服务，服务的onRequest()回调就会被调用，并在该回调方法中接收到调用者传递过来的want对象。后台服务启动后，其生命周期独立于客户端，即使客户端已经销毁，该后台服务仍可继续运行。因此，后台服务需要在其工作完成时通过调用ServiceExtensionContext的terminateSelf()来自行停止，或者由另一个组件调用stopServiceExtensionAbility()来将其停止。

说明： ServiceExtensionContext的startServiceExtensionAbility()、stopServiceExtensionAbility()和terminateSelf()为系统接口，三方应用不支持调用。

  1. 在系统应用中启动一个新的ServiceExtensionAbility。示例中的context的获取方式请参见获取UIAbility的上下文信息。
   import common from '@ohos.app.ability.common';
   import Want from '@ohos.app.ability.Want';
   import { BusinessError } from '@ohos.base';

   let context: common.UIAbilityContext = ...; // UIAbilityContext
   let want: Want = {
     deviceId: "",
     bundleName: "com.example.myapplication",
     abilityName: "ServiceExtAbility"
   };
   context.startServiceExtensionAbility(want).then(() => {
     console.info('Succeeded in starting ServiceExtensionAbility.');
   }).catch((err: BusinessError) => {
     console.error(`Failed to start ServiceExtensionAbility. Code is ${err.code}, message is ${err.message}`);
   })
  1. 在系统应用中停止一个已启动的ServiceExtensionAbility。
   import common from '@ohos.app.ability.common';
   import Want from '@ohos.app.ability.Want';
   import { BusinessError } from '@ohos.base';

   let context: common.UIAbilityContext = ...; // UIAbilityContext
   let want: Want = {
     deviceId: "",
     bundleName: "com.example.myapplication",
     abilityName: "ServiceExtAbility"
   };
   context.stopServiceExtensionAbility(want).then(() => {
     console.info('Succeeded in stopping ServiceExtensionAbility.');
   }).catch((err: BusinessError) => {
     console.error(`Failed to stop ServiceExtensionAbility. Code is ${err.code}, message is ${err.message}`);
   })
  1. 已启动的ServiceExtensionAbility停止自身。
   import common from '@ohos.app.ability.common';
   import { BusinessError } from '@ohos.base';

   let context: common.ServiceExtensionContext = ...; // ServiceExtensionContext
   context.terminateSelf().then(() => {
     console.info('Succeeded in terminating self.');
   }).catch((err: BusinessError) => {
     console.error(`Failed to terminate self. Code is ${err.code}, message is ${err.message}`);
   })

说明： 后台服务可以在后台长期运行，为了避免资源浪费，需要对后台服务的生命周期进行管理。即一个后台服务完成了请求方的任务，需要及时销毁。销毁已启动的后台服务有两种方式：

连接一个后台服务

系统应用或者三方应用可以通过connectServiceExtensionAbility()连接一个服务（在Want对象中指定启动的目标服务），服务的onConnect()就会被调用，并在该回调方法中接收到调用者传递过来的Want对象，从而建立长连接。

ServiceExtensionAbility服务组件在onConnect()中返回IRemoteObject对象，开发者通过该IRemoteObject定义通信接口，用于客户端与服务端进行RPC交互。多个客户端可以同时连接到同一个后台服务，客户端完成与服务的交互后，客户端需要通过调用disconnectServiceExtensionAbility()来断开连接。如果所有连接到某个后台服务的客户端均已断开连接，则系统会销毁该服务。

  import common from '@ohos.app.ability.common';
  import Want from '@ohos.app.ability.Want';

  let want: Want = {
    deviceId: "",
    bundleName: "com.example.myapplication",
    abilityName: "ServiceExtAbility"
  };
  let options: common.ConnectOptions = {
    onConnect(elementName, remote) {
      /* 此处的入参remote为ServiceExtensionAbility在onConnect生命周期回调中返回的对象,
       * 开发者通过这个对象便可以与ServiceExtensionAbility进行通信，具体通信方式见下文
       */
      console.info('onConnect callback');
      if (remote === null) {
        console.info(`onConnect remote is null`);
        return;
      }
    },
    onDisconnect(elementName) {
      console.info('onDisconnect callback')
    },
    onFailed(code) {
      console.info('onFailed callback')
    }
  }
  // 建立连接后返回的Id需要保存下来，在解绑服务时需要作为参数传入
  let connectionId: number = this.context.connectServiceExtensionAbility(want, options);
  • 使用disconnectServiceExtensionAbility()断开与后台服务的连接。
  import { BusinessError } from '@ohos.base';
  // connectionId为调用connectServiceExtensionAbility接口时的返回值，需开发者自行维护
  this.context.disconnectServiceExtensionAbility(connectionId).then(() => {
    console.info('disconnectServiceExtensionAbility success');
  }).catch((error: BusinessError) => {
    console.error('disconnectServiceExtensionAbility failed');
  })

客户端与服务端通信

客户端在onConnect()中获取到rpc.RemoteObject对象后便可与Service进行通信，有如下两种方式：

  • 使用服务端提供的IDL接口进行通信（推荐）
  // 客户端需要将服务端对外提供的idl_service_ext_proxy.ts导入到本地工程中
  import IdlServiceExtProxy from '../IdlServiceExt/idl_service_ext_proxy';
  import common from '@ohos.app.ability.common';

  let options: common.ConnectOptions = {
    onConnect(elementName, remote) {
      console.info('onConnect callback');
      if (remote === null) {
        console.info(`onConnect remote is null`);
        return;
      }
      let serviceExtProxy: IdlServiceExtProxy = new IdlServiceExtProxy(remote);
      // 通过接口调用的方式进行通信，屏蔽了RPC通信的细节，简洁明了
      serviceExtProxy.processData(1, (errorCode: number, retVal: number) => {
        console.info(`processData, errorCode: ${errorCode}, retVal: ${retVal}`);
      });
      serviceExtProxy.insertDataToMap('theKey', 1, (errorCode: number) => {
        console.info(`insertDataToMap, errorCode: ${errorCode}`);
      })
    },
    onDisconnect(elementName) {
      console.info('onDisconnect callback')
    },
    onFailed(code) {
      console.info('onFailed callback')
    }
  }

  import rpc from '@ohos.rpc';
  import common from '@ohos.app.ability.common';
  import { BusinessError } from '@ohos.base';

  const REQUEST_CODE = 1;
  let options: common.ConnectOptions = {
    onConnect(elementName, remote) {
      console.info('onConnect callback');
      if (remote === null) {
        console.info(`onConnect remote is null`);
        return;
      }
      // 直接调用rpc的接口向服务端发送消息，客户端需自行对入参进行序列化，对返回值进行反序列化，操作繁琐
      let option = new rpc.MessageOption();
      let data = new rpc.MessageSequence();
      let reply = new rpc.MessageSequence();
      data.writeInt(100);
  
      // @param code 表示客户端发送的服务请求代码。
      // @param data 表示客户端发送的{@link MessageSequence}对象。
      // @param reply 表示远程服务发送的响应消息对象。
      // @param options 指示操作是同步的还是异步的。
      // 
      // @return 如果操作成功返回{@code true}； 否则返回 {@code false}。
      remote.sendMessageRequest(REQUEST_CODE, data, reply, option).then((ret) => {
        let msg = reply.readInt();
        console.info(`sendMessageRequest ret:${ret} msg:${msg}`);
      }).catch((error: BusinessError) => {
        console.info('sendMessageRequest failed');
      });
    },
    onDisconnect(elementName) {
      console.info('onDisconnect callback')
    },
    onFailed(code) {
      console.info('onFailed callback')
    }
  }

服务端对客户端身份校验

部分开发者需要使用ServiceExtension提供一些较为敏感的服务，因此需要对客户端身份进行校验，开发者可在IDL接口的stub端进行校验，IDL接口实现详见上文定义IDL接口，此处推荐两种校验方式：

  • 通过callerUid识别客户端应用

通过调用getCallingUid()接口获取客户端的uid，再调用getBundleNameByUid()接口获取uid对应的bundleName，从而识别客户端身份。此处需要注意的是getBundleNameByUid()是一个异步接口，因此服务端无法将校验结果返回给客户端，这种校验方式适合客户端向服务端发起执行异步任务请求的场景，示例代码如下：

  import rpc from '@ohos.rpc';
  import { BusinessError } from '@ohos.base';
  import bundleManager from '@ohos.bundle.bundleManager';
  import { processDataCallback } from './i_idl_service_ext';
  import { insertDataToMapCallback } from './i_idl_service_ext';
  import IdlServiceExtStub from './idl_service_ext_stub';

  const ERR_OK = 0;
  const ERR_DENY = -1;
  const TAG: string = "[IdlServiceExtImpl]";

  export default class ServiceExtImpl extends IdlServiceExtStub {
    processData(data: number, callback: processDataCallback): void {
      console.info(TAG, `processData: ${data}`);

      let callerUid = rpc.IPCSkeleton.getCallingUid();
      bundleManager.getBundleNameByUid(callerUid).then((callerBundleName) => {
        console.info(TAG, 'getBundleNameByUid: ' + callerBundleName);
        // 对客户端包名进行识别
        if (callerBundleName != 'com.example.connectextapp') { // 识别不通过
          console.info(TAG, 'The caller bundle is not in trustlist, reject');
          return;
        }
        // 识别通过，执行正常业务逻辑
      }).catch((err: BusinessError) => {
        console.info(TAG, 'getBundleNameByUid failed: ' + err.message);
      });
    }

    insertDataToMap(key: string, val: number, callback: insertDataToMapCallback): void {
      // 开发者自行实现业务逻辑
      console.info(TAG, `insertDataToMap, key: ${key}  val: ${val}`);
      callback(ERR_OK);
    }
  }
  • 通过callerTokenId对客户端进行鉴权

通过调用getCallingTokenId()接口获取客户端的tokenID，再调用verifyAccessTokenSync()接口判断客户端是否有某个具体权限，由于OpenHarmony当前不支持自定义权限，因此只能校验当前系统所定义的权限。示例代码如下：

  import rpc from '@ohos.rpc';
  import abilityAccessCtrl from '@ohos.abilityAccessCtrl';
  import {processDataCallback} from './i_idl_service_ext';
  import {insertDataToMapCallback} from './i_idl_service_ext';
  import IdlServiceExtStub from './idl_service_ext_stub';
  
  const ERR_OK = 0;
  const ERR_DENY = -1;
  const TAG: string = "[IdlServiceExtImpl]";
  
  export default class ServiceExtImpl extends IdlServiceExtStub {
    processData(data: number, callback: processDataCallback): void {
      console.info(TAG, `processData: ${data}`);
  
      let callerTokenId = rpc.IPCSkeleton.getCallingTokenId();
      let accessManger = abilityAccessCtrl.createAtManager();
      // 所校验的具体权限由开发者自行选择，此处ohos.permission.SET_WALLPAPER只作为示例
      let grantStatus =
          accessManger.verifyAccessTokenSync(callerTokenId, "ohos.permission.SET_WALLPAPER");
      if (grantStatus === abilityAccessCtrl.GrantStatus.PERMISSION_DENIED) {
          console.info(TAG, `PERMISSION_DENIED`);
          callback(ERR_DENY, data);   // 鉴权失败，返回错误
          return;
      }
      callback(ERR_OK, data + 1);     // 鉴权通过，执行正常业务逻辑
    }
  
    insertDataToMap(key: string, val: number, callback: insertDataToMapCallback): void {
      // 开发者自行实现业务逻辑
      console.info(TAG, `insertDataToMap, key: ${key}  val: ${val}`);
      callback(ERR_OK);
    }
  }

相关实例

针对ServiceExtensionAbility开发，有以下相关实例可供参考：

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