ServiceをActivityと異なるプロセスで動作させるとき、このプロセスに存在するLooperとメインスレッドは一体どの処理で生成されているのでしょうか

質問

お世話になります。
Androidアプリにおいて、Seriveを、Activityが動作しているプロセスとは異なるプロセスで
動作させたとき、Serviceが起動しているプロセスにもLooperとメインスレッドが存在しているようですが、これは一体どのソースコード(ファイル)の、どの処理によって生成されているのでしょうか？
また、このServiceが起動しているプロセスで動作しているメインスレッドはどのような処理を
行うのでしょうか？

Serviceのライフサイクルメソッドは、ActivityThreadにより呼び出されていることは
確認済みです。
また、ActivityとServiceが同一のプロセス内で動作しているときは、
Looperは一つしかないことを確認しています。

該当のソースコード

■Androidマニフェスト

<service android:name=".TestService" android:process=":testprocess"></service>

■MainActivity.java


public class MainActivity extends AppCompatActivity implements View.OnClickListener{
    Intent intent = null;
    Button btn = null;
    private boolean mode = false;
    private static final String TAG = "servicedebug";

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);

        Log.i(TAG, "MainActivity#onCreate() getMainLooper().toString() = " + getMainLooper().toString());
        Log.i(TAG, "MainActivity#onCreate() getMainLooper().getThread().hashCode() = " + getMainLooper().getThread().hashCode());

        btn = (Button)findViewById(R.id.service_btn);
        btn.setOnClickListener(this);

        // サービスクラスを指定
        intent = new Intent(this, TestService.class);
    }

    public void onClick(View v) {
        // TODO Auto-generated method stub
        if (v.getId() == R.id.service_btn) {
            if (!mode) {
                // サービスの起動
                startService(intent);
                btn.setText("停止");
                mode = true;
            }
            else {
                // サービスの停止
                stopService(intent);
                btn.setText("起動");
                mode = false;
            }
        }
    }
}
```------------------------------
■TestService.java

```ここに言語を入力
import android.app.Service;
import android.content.Intent;
import android.os.IBinder;
import android.util.Log;

public class TestService extends Service {
    private static final String TAG = "servicedebug";

    int testval = getTrace("TestService#init");

    public int getTrace(String s){
        // エラー
        // Log.i(TAG, "TestService#getMainLooper().toString()" + getMainLooper().toString());

        // StackTraceElement[] ste = new Throwable().getStackTrace();
        StackTraceElement[] ste = Thread.currentThread().getStackTrace();
        for (int i = 0; i < ste.length; i++) {
            Log.i(TAG, s + " ste[" + i + "] = "  + ste[i]);
        }

        return 1;
    }

    @Override
    public IBinder onBind(Intent intent) {
        // TODO Auto-generated method stub
        return null;
    }

    public TestService(){
        Log.i(TAG, "TestService#コンストラクタが呼ばれました");

        // エラー
        // Log.i(TAG, "TestService#TestService() getMainLooper().toString()" + getMainLooper().toString());
    }

    // 開始時にコール
    @Override
    public int onStartCommand(Intent intent, int flags, int startId) {
        // TODO Auto-generated method stub
        super.onStart(intent, startId);

        Log.i(TAG, "TestService#onStartCommand getMainLooper().toString() = " + getMainLooper().toString());
        Log.i(TAG, "TestService#onStartCommand() getMainLooper().getThread().hashCode() = " + getMainLooper().getThread().hashCode());

         return super.onStartCommand(intent, flags, startId);
    }

    @Override
    public void onCreate() {
        super.onCreate();
        Log.i(TAG, "TestService#onCreate() getMainLooper().toString() = " + getMainLooper().toString());
        Log.i(TAG, "TestService#onCreate() getMainLooper().getThread().hashCode() = " + getMainLooper().getThread().hashCode());

        getTrace("TestService#onCreate()");
    }

    // 終了時にコール
    @Override
    public void onDestroy() {
        // TODO Auto-generated method stub
        super.onDestroy();

        Log.i(TAG, "TestService#onDestroy()");
    }
}

試したこと

C:\AndroidSDK\sources\android-25\androidの配下を"Looper.prepare"または"Looper.loop"でgrepしたのですが、
Serviceを別のプロセスで起動させたときに、Looper.prepare()やLooper.loop()を行っている処理が見当たりませんでした。

上記テストコードを実行したときのログは下記の通りです。

■異なるプロセスの場合

Looperとスレッドは、Activity側とService側のプロセスで異なっていました。

04-06 01:38:29.312 28385-28385/? I/servicedebug: MainActivity#onCreate() getMainLooper().toString() = Looper (main, tid 1) {d9a2c5a}
04-06 01:38:29.312 28385-28385/? I/servicedebug: MainActivity#onCreate() getMainLooper().getThread().hashCode() = 197426827
・・・
04-06 01:39:23.859 29029-29029/? I/servicedebug: TestService#コンストラクタが呼ばれました
04-06 01:39:23.860 29029-29029/? I/servicedebug: TestService#onCreate() getMainLooper().toString() = Looper (main, tid 1) {7db8c33}
04-06 01:39:23.860 29029-29029/? I/servicedebug: TestService#onCreate() getMainLooper().getThread().hashCode() = 262433776

■同一プロセス(process属性なし : <service android:name=".TestService"></service> )の場合

Looperとスレッドは、Activity側とService側のプロセスで同一でした。

04-06 01:50:33.157 32111-32111/? I/servicedebug: MainActivity#onCreate() getMainLooper().toString() = Looper (main, tid 1) {d9a2c5a}
04-06 01:50:33.157 32111-32111/? I/servicedebug: MainActivity#onCreate() getMainLooper().getThread().hashCode() = 197426827
・・・
04-06 01:50:37.711 32111-32111/ I/servicedebug: TestService#コンストラクタが呼ばれました
04-06 01:50:37.711 32111-32111/ I/servicedebug: TestService#onCreate() getMainLooper().toString() = Looper (main, tid 1) {d9a2c5a}
04-06 01:50:37.711 32111-32111/ I/servicedebug: TestService#onCreate() getMainLooper().getThread().hashCode() = 197426827

補足情報（FW/ツールのバージョンなど）

Android Studio 3.0.1
テスト端末 : AndroidスマホF-02H / Android 7.1.1

行動規範の内容に同意します

回答1件

ベストアンサー

ActivityやServiceを動作させるプロセスのメインスレッド上でLooperの準備を行うのは、ActivityThreadクラスです。実際に Looper.prepareMainLooper() を呼んでいる箇所はこちらのURLで見れます。

https://android.googlesource.com/platform/frameworks/base/+/master/core/java/android/app/ActivityThread.java#6501

上記URLで少し上に辿ってもらうと public static void main(String[] args) が出てくることからわかると思いますが、このActivityThreadはJavaプログラムとして実行可能なようになっていて、これがZygoteというプロセスからforkされたアプリケーション用のプロセス上で実行されることにより、各プロセスのメインスレッドとLooperを準備しています。

ちょっと古い記事ですが、 Zygoteまわりについてはこちらもとても参考になります。
startActivityやstartServiceによるIntent発行から、生成されたプロセス上でActivityやServiceが実行されるまでの流れを詳しく追っています。
http://dsas.blog.klab.org/archives/52003951.html

投稿2018/04/16 13:10

kakajika

総合スコア3133

kuraba-saver

2018/04/16 14:49

ご回答いただきありがとうございます。私は昨日まで自身で調査をつづけていました。 Androidのソース(ZygoteInit.java, Looper.java, ActivityThread.java, ...)にログを埋め込んでビルドし、イメージをターゲットボードに焼いて、アプリを動作させたときのログ(logcat)を分析しました。 Step1. Zygoteからfork()して、子プロセスを生成し、ActivityThreadクラスをロードする。 Step2. ActivityThreadクラスのmain()が呼ばれる。 main()の中で以下の処理を行う。 Step3. Loopr.prepareMainLooper()を呼び出して、Looperクラスのオブジェクトを生成 Step4. ActivitityTreadクラスのオブジェクトを生成する Step5. Looper.loop()により、無限ループの中でメッセージの取得処理を行う。ここで質問です。 Looperにひもづけられたメインスレッドの正体は、ActivityThreadクラスのmain() をルートとするスレッドという理解であっていますか？このメインスレッドは、Threadクラスのオブジェクトとは全く異なるものなのでしょうか？メインスレッドから別のスレッド(ワーカースレッド)を生成するときは、new Thread()で生成できます。それに対し、ActivityThreadクラスのmain()はstaticメソッドなので、オブジェクトを生成する必要はなく、main()を呼び出せばメモリ上にロードされます。このロードされた領域上で動作するのがメインスレッドなのでしょうか？ご教示宜しくお願いします。

kakajika

2018/04/17 05:16

そうですね、main()が実行されているスレッドがメインスレッドです。これはJVMによって事前に生成されたスレッドで、java.lang.Threadクラスによって生成されたものではありません。もしかしたら「Threadクラスのインスタンス=スレッドそのもの」と思われているかもしれませんがそうではなく、JVMのスレッド関連メソッドをJavaから呼ぶために用意されているのがThreadクラスになります。

kuraba-saver

2018/04/19 15:39

「Threadクラスのインスタンス=スレッドそのもの」、・・はずかしながら当初そのようにおもっていました。JVM(AndroidはDalvik VMですが)について知見を深めていき、ようやく理解できるようになりました。main()は、クラスローダーによってクラスがよみこまれたときに、ヒープ領域のメソッドエリアというところにClassクラスのオブジェクトが生成され、この中に格納され、このなかで動作します。ゆえにオブジェクトを生成する必要はないのです。メインメソッド上でThread.currentThread()を呼び出して取得されるのは、このオブジェクトへの参照です。ようやく全体像をつかむことができました。ご教示頂きまことにありがとうございました。

行動規範の内容に同意します