服务作为Android应用中经常使用的组件,主要负责在后台执行耗时的操作。虽然服务与应用的图形用户界面无关,但研究发现服务的不恰当使用会导致应用性能的降低,例如会导致额外的能源消耗和不必要的资源占用。目前相关研究主要集中在Android应用中图形用户界面与能源缺陷的测试方面,并没有对服务的使用缺陷进行研究。为此,本文主要做了以下四个方面的工作。1.结合服务生命周期和三类服务使用方式,总结出四类服务使用反模式,并基于Android应用的过程间控制流图,给出四类反模式对应的具体缺陷的静态分析方法。2.利用线性时序逻辑给出服务使用四类反模式缺陷的形式化定义,并给出根据应用运行时产生的动态信息对相关特性进行运行时验证的动态分析方法。3.设计并实现了一个原型工具ServDroid,可以用于自动化检测Android应用中存在的服务使用模式及其使用存在的缺陷(反模式的具体实例)。该工具主要包括三个模块:静态分析模块,动态分析模块与使用缺陷修复模块。静态分析模块通过分析应用的代码和资源,得到服务使用模式,然后结合Android SDK提供的关键API进一步分析得出每一种服务使用模式存在的反模式缺陷并且可以生成上下文调试信息,帮助开发人员快速定位问题;动态分析模块首先自动化生成应用的活动跳转图,并基于该图生成触发服务的执行路径,然后基于运行时验证给出存在使用缺陷的服务;缺陷修复模块可以自动的修复存在服务使用反模式缺陷的Android应用。4.以50个应用为基础,以人工审查结果作为Ground Truth,对本文提出的静态与动态分析结果进行验证。实验结果阐明了静态分析与动态分析的正确性。并对50个应用进行修复,进行电量实验,实验结果表明服务使用缺陷对应用能耗和内存占用有较大的影响。使用ServDroid的静态分析模块对1000个流行的Android应用进行了实证分析,发现了服务使用缺陷的普遍性。