一种提高 Android 应用进程存活率新方法 | SkySeraph

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一、基础知识

1.Android 进程优先级

1.1 进程优先级等级一般分法

  • Activte process
  • Visible Process
  • Service process
  • Background process
  • Empty process

1.2 进程优先级号

ProcessList.java


static final int UNKNOWN_ADJ = 16;
static final int CACHED_APP_MAX_ADJ = 15;
static final int CACHED_APP_MIN_ADJ = 9;
static final int SERVICE_B_ADJ = 8;
static final int PREVIOUS_APP_ADJ = 7;
static final int HOME_APP_ADJ = 6;
static final int SERVICE_ADJ = 5;
static final int HEAVY_WEIGHT_APP_ADJ = 4;
static final int BACKUP_APP_ADJ = 3;
static final int PERCEPTIBLE_APP_ADJ = 2;
static final int VISIBLE_APP_ADJ = 1;
static final int FOREGROUND_APP_ADJ = 0;
static final int PERSISTENT_SERVICE_ADJ = -11;
static final int PERSISTENT_PROC_ADJ = -12;
static final int SYSTEM_ADJ = -16;
static final int NATIVE_ADJ = -17;

2. Android Low Memory Killer

Android系统内存不足时，系统会杀掉一部分进程以释放空间，谁生谁死的这个生死大权就是由LMK所决定的，这就是Android系统中的Low Memory Killer，其基于Linux的OOM机制,其阈值定义如下面所示的lowmemorykiller文件中，当然也可以通过系统的init.rc实现自定义。 lowmemorykiller.c 

static uint32_t lowmem_debug_level = 1;
static int lowmem_adj[6] = {
    0,
    1,
    6,
    12,
    };
static int lowmem_adj_size = 4;
static int lowmem_minfree[6] = {
    3 * 512,    
    2 * 1024,   
    4 * 1024,   
    16 * 1024,  
    };
static int lowmem_minfree_size = 4;

① 在Low Memory Killer中通过进程的oom_adj与占用内存的大小决定要杀死的进程，oom_adj值越小越不容易被杀死。其中，lowmem_minfree是杀进程的时机，谁被杀，则取决于lowmem_adj，具体值得含义参考上面 Android进程优先级 所述.

② 在init.rc中定义了init进程（系统进程）的oom_adj为-16，其不可能会被杀死(init的PID是1)，而前台进程是0（这里的前台进程是指用户正在使用的Activity所在的进程），用户按Home键回到桌面时的优先级是6，普通的Service的进程是8. init.rc

# Set init and its forked children's oom_adj.
    write /proc/1/oom_adj -16

关于Low Memory Killer的具体实现原理可参考Ref-2.

3. 查看某个App的进程

步骤（手机与PC连接）

  1. adb shell
  2. ps | grep 进程名
  3. cat /proc/pid/oom_adj //其中pid是上述grep得到的进程号

4. Android账号和同步机制

属于Android中较偏冷的知识，具体参考 Ref 3 /4 /5

二、现有方法

1. 网络连接保活方法

A. GCM B. 公共的第三方push通道(信鸽等) C. 自身跟服务器通过轮询，或者长连接 具体实现请参考 微信架构师杨干荣的”微信Android客户端后台保活经验分享” （Ref-1）.

2. 双service 提高进程优先级

思路：（API level > 18 ）

  • 应用启动时启动一个假的Service（FakeService）, startForeground()，传一个空的Notification
  • 启动真正的Service（AlwaysLiveService），startForeground()，注意必须相同Notification ID
  • FakeService stopForeground()

效果：通过adb查看,运行在后台的服务其进程号变成了1（优先级仅次于前台进程）

风险：Android系统前台service的一个漏洞，可能在6.0以上系统中修复

实现：核心代码如下 AlwaysLiveService 常驻内存服务 

@Override
   public int onStartCommand(Intent intent, int flags, int startId) {
       startForeground(R.id.notify, new Notification());
       startService(new Intent(this, FakeService.class));
       return super.onStartCommand(intent, flags, startId);
   }

FakeService 临时服务

public class FakeService extends Service {	
    @Nullable
    @Override
    public IBinder onBind(Intent intent) {
        return null;
    }
    @Override
    public int onStartCommand(Intent intent, int flags, int startId) {
        startForeground(R.id.notify, new Notification());
        stopSelf();
        return super.onStartCommand(intent, flags, startId);
    }
    @Override
    public void onDestroy() {
        stopForeground(true);
        super.onDestroy();
    }
    }

3. 守护进程及时拉起

AlarmReceiver， ConnectReceiver，BootReceiver等

三、新方法(AccountSyncAdapter)

1. 思路：

利用Android系统提供的账号和同步机制实现

2. 效果：

  • 通过adb查看,运行在后台的服务其进程号变成了1（优先级仅次于前台进程），能提高进程优先级，对比如下图

正常情况

采用AccountSyncAdapter方法后

3. 风险：

  • SyncAdapter时间进度不高，往往会因为手机处于休眠状态，而时间往后调整，同步间隔最低为1分钟
  • 用户可以单独停止或者删除，有些手机账号默认是不同步的，需要手动开启

4. 实现：核心代码如下

4.1 建立数据同步系统（ContentProvider） 通过一个ContentProvider用来作数据同步，由于并没有实际数据同步，所以此处就直接建立一个空的ContentProvider即可

public class XXAccountProvider extends ContentProvider {
    public static final String AUTHORITY = "包名.provider";
    public static final String CONTENT_URI_BASE = "content://" + AUTHORITY;
    public static final String TABLE_NAME = "data";
    public static final Uri CONTENT_URI = Uri.parse(CONTENT_URI_BASE + "/" + TABLE_NAME);
    @Override
    public boolean onCreate() {
        return true;
    }
    @Nullable
    @Override
    public Cursor query(Uri uri, String[] projection, String selection,                        String[] selectionArgs, String sortOrder) {
        return null;
    }
    @Nullable
    @Override
    public String getType(Uri uri) {
        return new String();
    }
    @Nullable
    @Override
    public Uri insert(Uri uri, ContentValues values) {
        return null;
    }
    @Override
    public int delete(Uri uri, String selection, String[] selectionArgs) {
        return 0;
    }
    @Override
    public int update(Uri uri, ContentValues values, String selection, String[] selectionArgs) {
        return 0;
    }
    }

然后再Manifest中声明

4.2 建立Sync系统 (SyncAdapter) 通过实现SyncAdapter这个系统服务后, 利用系统的定时器对程序数据ContentProvider进行更新，具体步骤为：

public class XXSyncService extends Service {
    private static final Object sSyncAdapterLock = new Object();
    private static XXSyncAdapter sSyncAdapter = null;
    @Override
    public void onCreate() {
        synchronized (sSyncAdapterLock) {
            if (sSyncAdapter == null) {
                sSyncAdapter = new XXSyncAdapter(getApplicationContext(), true);
            }
        }
    }
    @Override
    public IBinder onBind(Intent intent) {
        return sSyncAdapter.getSyncAdapterBinder();
    }
    static class XXSyncAdapter extends AbstractThreadedSyncAdapter {
        public XXSyncAdapter(Context context, boolean autoInitialize) {
            super(context, autoInitialize);
        }
        @Override
        public void onPerformSync(Account account, Bundle extras, String authority, ContentProviderClient provider, SyncResult syncResult) {
            getContext().getContentResolver().notifyChange(XXAccountProvider.CONTENT_URI, null, false);
        }
    }
    }

其中sync_adapter为：

参数说明：

android:contentAuthority 指定要同步的ContentProvider在其AndroidManifest.xml文件中有个android:authorities属性。 android:accountType 表示进行同步的账号的类型。 android:userVisible 设置是否在“设置”中显示 android:supportsUploading 设置是否必须notifyChange通知才能同步 android:allowParallelSyncs 是否支持多账号同时同步 android:isAlwaysSyncable 设置所有账号的isSyncable为1 android:syncAdapterSettingsAction 指定一个可以设置同步的activity的Action。

  • 账户调用Sync服务 首先配置好Account（第三步），然后再通过ContentProvider实现 手动更新 
public void triggerRefresh() {
	Bundle b = new Bundle();
	b.putBoolean(ContentResolver.SYNC_EXTRAS_MANUAL, true);
	b.putBoolean(ContentResolver.SYNC_EXTRAS_EXPEDITED, true);
	ContentResolver.requestSync(
			account,
			CONTENT_AUTHORITY,
			b);
			}

添加账号 

Account account = AccountService.GetAccount(); 
AccountManager accountManager = (AccountManager) context.getSystemService(Context.ACCOUNT_SERVICE);
accountManager.addAccountExplicitly(...)

同步周期设置 

ContentResolver.setIsSyncable(account, CONTENT_AUTHORITY, 1);
ContentResolver.setSyncAutomatically(account, CONTENT_AUTHORITY, true);
ContentResolver.addPeriodicSync(account, CONTENT_AUTHORITY, new Bundle(), SYNC_FREQUENCY);

4.3 建立账号系统 (Account Authenticator) 通过建立Account账号，并关联SyncAdapter服务实现同步

public class XXAuthService extends Service {
    private XXAuthenticator mAuthenticator;
    @Override
    public void onCreate() {
        mAuthenticator = new XXAuthenticator(this);
    }
    private XXAuthenticator getAuthenticator() {
        if (mAuthenticator == null)
            mAuthenticator = new XXAuthenticator(this);
        return mAuthenticator;
    }
    @Override
    public IBinder onBind(Intent intent) {
        return getAuthenticator().getIBinder();
    }
    class XXAuthenticator extends AbstractAccountAuthenticator {
        private final Context context;
        private AccountManager accountManager;
        public XXAuthenticator(Context context) {
            super(context);
            this.context = context;
            accountManager = AccountManager.get(context);
        }
        @Override
        public Bundle addAccount(AccountAuthenticatorResponse response, String accountType, String authTokenType, String[] requiredFeatures, Bundle options)                throws NetworkErrorException {
            final Bundle bundle = new Bundle();
            final Intent intent = new Intent(context, AuthActivity.class);
            intent.putExtra(AccountManager.KEY_ACCOUNT_AUTHENTICATOR_RESPONSE, response);
            bundle.putParcelable(AccountManager.KEY_INTENT, intent);
            return bundle;
        }
        @Override
        public Bundle getAuthToken(AccountAuthenticatorResponse response, Account account, String authTokenType, Bundle options)                throws NetworkErrorException {
            String authToken = accountManager.peekAuthToken(account, getString(R.string.account_token_type));
            if (TextUtils.isEmpty(authToken)) {
                final String password = accountManager.getPassword(account);
                if (password != null) {
					authToken = account.name + password;
                }
            }
            final Bundle bundle = new Bundle();
            if (!TextUtils.isEmpty(authToken)) {
                bundle.putString(AccountManager.KEY_ACCOUNT_NAME, account.name);
                bundle.putString(AccountManager.KEY_ACCOUNT_TYPE, account.type);
                bundle.putString(AccountManager.KEY_AUTHTOKEN, authToken);
                return bundle;
            }
            final Intent intent = new Intent(context, AuthActivity.class);
            intent.putExtra(AccountManager.KEY_ACCOUNT_AUTHENTICATOR_RESPONSE, response);
            intent.putExtra(AuthActivity.ARG_ACCOUNT_NAME, account.name);
            bundle.putParcelable(AccountManager.KEY_INTENT, intent);
            return bundle;
        }
        @Override
        public String getAuthTokenLabel(String authTokenType) {
            return null;
        }
        @Override
        public Bundle editProperties(AccountAuthenticatorResponse response, String accountType) {
            return null;
        }
        @Override
        public Bundle confirmCredentials(AccountAuthenticatorResponse response, Account account, Bundle options)                throws NetworkErrorException {
            return null;
        }
        @Override
        public Bundle updateCredentials(AccountAuthenticatorResponse response, Account account, String authTokenType, Bundle options)                throws NetworkErrorException {
            return null;
        }
        @Override
        public Bundle hasFeatures(AccountAuthenticatorResponse response, Account account, String[] features)                throws NetworkErrorException {
            return null;
        }
    }
    }

其中authenticator为：

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