Android守護進程

一、進程初步瞭解

每一個Android應用啓動後至少對應一個進程，有的是多個進程，而且主流應用中多個進程的應用比例較大

Paste_Image.png

1、如何查看進程解基本信息

對於任何一個進程，我們都可以通過adb shell ps|grep <package_name>的方式來查看它的基本信息

值	解釋
u0_a16	USER 進程當前用戶
3881	進程ID
1223	進程的父進程ID
873024	進程的虛擬內存大小
37108	實際駐留”在內存中”的內存大小
com.wangjing.processlive	進程名

2、進程劃分

Android中的進程跟封建社會一樣，分了三流九等，Android系統把進程的劃爲瞭如下幾種（重要性從高到低），網上多位大神都詳細總結過（備註：嚴格來說是劃分了6種）。

2.1、前臺進程(Foreground process)

場景：

某個進程持有一個正在與用戶交互的Activity並且該Activity正處於resume的狀態。
某個進程持有一個Service，並且該Service與用戶正在交互的Activity綁定。
某個進程持有一個Service，並且該Service調用startForeground()方法使之位於前臺運行。
某個進程持有一個Service，並且該Service正在執行它的某個生命週期回調方法，比如onCreate()、 onStart()或onDestroy()。
某個進程持有一個BroadcastReceiver，並且該BroadcastReceiver正在執行其onReceive()方法。

用戶正在使用的程序，一般系統是不會殺死前臺進程的，除非用戶強制停止應用或者系統內存不足等極端情況會殺死。

2.2、可見進程(Visible process)

場景：

擁有不在前臺、但仍對用戶可見的 Activity（已調用 onPause()）。
擁有綁定到可見（或前臺）Activity 的 Service

用戶正在使用，看得到，但是摸不着，沒有覆蓋到整個屏幕,只有屏幕的一部分可見進程不包含任何前臺組件，一般系統也是不會殺死可見進程的，除非要在資源吃緊的情況下，要保持某個或多個前臺進程存活

2.3、服務進程(Service process)

場景

某個進程中運行着一個Service且該Service是通過startService()啓動的，與用戶看見的界面沒有直接關聯。

在內存不足以維持所有前臺進程和可見進程同時運行的情況下，服務進程會被殺死

2.4、後臺進程(Background process)

場景：

在用戶按了"back"或者"home"後,程序本身看不到了,但是其實還在運行的程序，比如Activity調用了onPause方法

系統可能隨時終止它們，回收內存

2.5、空進程(Empty process)

場景：

某個進程不包含任何活躍的組件時該進程就會被置爲空進程，完全沒用,殺了它只有好處沒壞處,第一個幹它!

3、內存閾值

上面是進程的分類，進程是怎麼被殺的呢？系統出於體驗和性能上的考慮，app在退到後臺時系統並不會真正的kill掉這個進程，而是將其緩存起來。打開的應用越多，後臺緩存的進程也越多。在系統內存不足的情況下，系統開始依據自身的一套進程回收機制來判斷要kill掉哪些進程，以騰出內存來供給需要的app, 這套殺進程回收內存的機制就叫 Low Memory Killer。那這個不足怎麼來規定呢，那就是內存閾值，我們可以使用cat /sys/module/lowmemorykiller/parameters/minfree來查看某個手機的內存閾值。

注意這些數字的單位是page. 1 page = 4 kb.上面的六個數字對應的就是(MB): 72,90,108,126,144,180，這些數字也就是對應的內存閥值,內存閾值在不同的手機上不一樣，一旦低於該值,Android便開始按順序關閉進程. 因此Android開始結束優先級最低的空進程，即當可用內存小於180MB(46080*4/1024)。

讀到這裏，你或許有一個疑問，假設現在內存不足，空進程都被殺光了，現在要殺後臺進程，但是手機中後臺進程很多，難道要一次性全部都清理掉？當然不是的，進程是有它的優先級的，這個優先級通過進程的adj值來反映，它是linux內核分配給每個系統進程的一個值，代表進程的優先級，進程回收機制就是根據這個優先級來決定是否進行回收，adj值定義在com.android.server.am.ProcessList類中，這個類路徑是${android-sdk-path}\sources\android-23\com\android\server\am\ProcessList.java。oom_adj的值越小，進程的優先級越高，普通進程oom_adj值是大於等於0的，而系統進程oom_adj的值是小於0的，我們可以通過cat /proc/進程id/oom_adj可以看到當前進程的adj值。

看到adj值是0，0就代表這個進程是屬於前臺進程，我們按下Back鍵，將應用至於後臺，再次查看

adj值變成了8，8代表這個進程是屬於不活躍的進程，你可以嘗試其他情況下，oom_adj值是多少，但是每個手機的廠商可能不一樣，oom_adj值主要有這麼幾個，可以參考一下。

adj級別	值	解釋
UNKNOWN_ADJ	16	預留的最低級別，一般對於緩存的進程纔有可能設置成這個級別
CACHED_APP_MAX_ADJ	15	緩存進程，空進程，在內存不足的情況下就會優先被kill
CACHED_APP_MIN_ADJ	9	緩存進程，也就是空進程
SERVICE_B_ADJ	8	不活躍的進程
PREVIOUS_APP_ADJ	7	切換進程
HOME_APP_ADJ	6	與Home交互的進程
SERVICE_ADJ	5	有Service的進程
HEAVY_WEIGHT_APP_ADJ	4	高權重進程
BACKUP_APP_ADJ	3	正在備份的進程
PERCEPTIBLE_APP_ADJ	2	可感知的進程，比如那種播放音樂
VISIBLE_APP_ADJ	1	可見進程
FOREGROUND_APP_ADJ	0	前臺進程
PERSISTENT_SERVICE_ADJ	-11	重要進程
PERSISTENT_PROC_ADJ	-12	核心進程
SYSTEM_ADJ	-16	系統進程
NATIVE_ADJ	-17	系統起的Native進程

備註：（上表的數字可能在不同系統會有一定的出入）

根據上面的adj值，其實系統在進程回收跟內存回收類似也是有一套嚴格的策略，可以自己去了解，大概是這個樣子的，oom_adj越大，佔用物理內存越多會被最先kill掉，OK，那麼現在對於進程如何保活這個問題就轉化成，如何降低oom_adj的值，以及如何使得我們應用佔的內存最少。

一、進程保活方案

1、開啓一個像素的Activity

據說這個是手Q的進程保活方案，基本思想，系統一般是不會殺死前臺進程的。所以要使得進程常駐，我們只需要在鎖屏的時候在本進程開啓一個Activity，爲了欺騙用戶，讓這個Activity的大小是1像素，並且透明無切換動畫，在開屏幕的時候，把這個Activity關閉掉，所以這個就需要監聽系統鎖屏廣播，我試過了，的確好使，如下。

public class MainActivity extends AppCompatActivity {

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

如果直接啓動一個Activity，當我們按下back鍵返回桌面的時候，oom_adj的值是8，上面已經提到過，這個進程在資源不夠的情況下是容易被回收的。現在造一個一個像素的Activity。

public class LiveActivity extends Activity {

    public static final String TAG = LiveActivity.class.getSimpleName();

    public static void actionToLiveActivity(Context pContext) {
        Intent intent = new Intent(pContext, LiveActivity.class);
        intent.setFlags(Intent.FLAG_ACTIVITY_NEW_TASK);
        pContext.startActivity(intent);
    }

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        Log.d(TAG, "onCreate");
        setContentView(R.layout.activity_live);

        Window window = getWindow();
        //放在左上角
        window.setGravity(Gravity.START | Gravity.TOP);
        WindowManager.LayoutParams attributes = window.getAttributes();
        //寬高設計爲1個像素
        attributes.width = 1;
        attributes.height = 1;
        //起始座標
        attributes.x = 0;
        attributes.y = 0;
        window.setAttributes(attributes);

        ScreenManager.getInstance(this).setActivity(this);
    }

    @Override
    protected void onDestroy() {
        super.onDestroy();
        Log.d(TAG, "onDestroy");
    }
}

爲了做的更隱藏，最好設置一下這個Activity的主題，當然也無所謂了

   <style name="LiveStyle">
        <item name="android:windowIsTranslucent">true</item>
        <item name="android:windowBackground">@android:color/transparent</item>
        <item name="android:windowAnimationStyle">@null</item>
        <item name="android:windowNoTitle">true</item>
   </style>

在屏幕關閉的時候把LiveActivity啓動起來，在開屏的時候把LiveActivity 關閉掉，所以要監聽系統鎖屏廣播，以接口的形式通知MainActivity啓動或者關閉LiveActivity。

public class ScreenBroadcastListener {

    private Context mContext;

    private ScreenBroadcastReceiver mScreenReceiver;

    private ScreenStateListener mListener;

    public ScreenBroadcastListener(Context context) {
        mContext = context.getApplicationContext();
        mScreenReceiver = new ScreenBroadcastReceiver();
    }

    interface ScreenStateListener {

        void onScreenOn();

        void onScreenOff();
    }

    /**
     * screen狀態廣播接收者
     */
    private class ScreenBroadcastReceiver extends BroadcastReceiver {
        private String action = null;

        @Override
        public void onReceive(Context context, Intent intent) {
            action = intent.getAction();
            if (Intent.ACTION_SCREEN_ON.equals(action)) { // 開屏
                mListener.onScreenOn();
            } else if (Intent.ACTION_SCREEN_OFF.equals(action)) { // 鎖屏
                mListener.onScreenOff();
            }
        }
    }

    public void registerListener(ScreenStateListener listener) {
        mListener = listener;
        registerListener();
    }

    private void registerListener() {
        IntentFilter filter = new IntentFilter();
        filter.addAction(Intent.ACTION_SCREEN_ON);
        filter.addAction(Intent.ACTION_SCREEN_OFF);
        mContext.registerReceiver(mScreenReceiver, filter);
    }
}

public class ScreenManager {

    private Context mContext;

    private WeakReference<Activity> mActivityWref;

    public static ScreenManager gDefualt;

    public static ScreenManager getInstance(Context pContext) {
        if (gDefualt == null) {
            gDefualt = new ScreenManager(pContext.getApplicationContext());
        }
        return gDefualt;
    }
    private ScreenManager(Context pContext) {
        this.mContext = pContext;
    }

    public void setActivity(Activity pActivity) {
        mActivityWref = new WeakReference<Activity>(pActivity);
    }

    public void startActivity() {
            LiveActivity.actionToLiveActivity(mContext);
    }

    public void finishActivity() {
        //結束掉LiveActivity
        if (mActivityWref != null) {
            Activity activity = mActivityWref.get();
            if (activity != null) {
                activity.finish();
            }
        }
    }
}

現在MainActivity改成如下

public class MainActivity extends AppCompatActivity {

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        final ScreenManager screenManager = ScreenManager.getInstance(MainActivity.this);
        ScreenBroadcastListener listener = new ScreenBroadcastListener(this);
         listener.registerListener(new ScreenBroadcastListener.ScreenStateListener() {
            @Override
            public void onScreenOn() {
                screenManager.finishActivity();
            }

            @Override
            public void onScreenOff() {
                screenManager.startActivity();
            }
        });
    }
}

按下back之後，進行鎖屏，現在測試一下oom_adj的值

果然將進程的優先級提高了。

但是還有一個問題，內存也是一個考慮的因素，內存越多會被最先kill掉，所以把上面的業務邏輯放到Service中，而Service是在另外一個進程中，在MainActivity開啓這個服務就行了，這樣這個進程就更加的輕量，

public class LiveService extends Service {

    public  static void toLiveService(Context pContext){
        Intent intent=new Intent(pContext,LiveService.class);
        pContext.startService(intent);
    }

    @Nullable
    @Override
    public IBinder onBind(Intent intent) {
        return null;
    }


    @Override
    public int onStartCommand(Intent intent, int flags, int startId) {
        //屏幕關閉的時候啓動一個1像素的Activity，開屏的時候關閉Activity
        final ScreenManager screenManager = ScreenManager.getInstance(LiveService.this);
        ScreenBroadcastListener listener = new ScreenBroadcastListener(this);
        listener.registerListener(new ScreenBroadcastListener.ScreenStateListener() {
            @Override
            public void onScreenOn() {
                screenManager.finishActivity();
            }
            @Override
            public void onScreenOff() {
                screenManager.startActivity();
            }
        });
        return START_REDELIVER_INTENT;
    }
}

      <service android:name=".LiveService"
            android:process=":live_service"/>

OK，通過上面的操作，我們的應用就始終和前臺進程是一樣的優先級了，爲了省電，系統檢測到鎖屏事件後一段時間內會殺死後臺進程，如果採取這種方案，就可以避免了這個問題。但是還是有被殺掉的可能，所以我們還需要做雙進程守護，關於雙進程守護，比較適合的就是aidl的那種方式，但是這個不是完全的靠譜，原理是A進程死的時候，B還在活着，B可以將A進程拉起來，反之，B進程死的時候，A還活着，A可以將B拉起來。所以雙進程守護的前提是，系統殺進程只能一個個的去殺，如果一次性殺兩個，這種方法也是不OK的。

事實上
那麼我們先來看看Android5.0以下的源碼，ActivityManagerService是如何關閉在應用退出後清理內存的

Process.killProcessQuiet(pid);

應用退出後，ActivityManagerService就把主進程給殺死了，但是，在Android5.0以後，ActivityManagerService卻是這樣處理的：

Process.killProcessQuiet(app.pid);  
Process.killProcessGroup(app.info.uid, app.pid);

在應用退出後，ActivityManagerService不僅把主進程給殺死，另外把主進程所屬的進程組一併殺死，這樣一來，由於子進程和主進程在同一進程組，子進程在做的事情，也就停止了。所以在Android5.0以後的手機應用在進程被殺死後，要採用其他方案。

2、前臺服務

這種大部分人都瞭解，據說這個微信也用過的進程保活方案，移步微信Android客戶端後臺保活經驗分享，這方案實際利用了Android前臺service的漏洞。
原理如下
對於 API level < 18 ：調用startForeground(ID， new Notification())，發送空的Notification ，圖標則不會顯示。
對於 API level >= 18：在需要提優先級的service A啓動一個InnerService，兩個服務同時startForeground，且綁定同樣的 ID。Stop 掉InnerService ，這樣通知欄圖標即被移除。

public class KeepLiveService extends Service {

    public static final int NOTIFICATION_ID=0x11;

    public KeepLiveService() {
    }

    @Override
    public IBinder onBind(Intent intent) {
        throw new UnsupportedOperationException("Not yet implemented");
    }

    @Override
    public void onCreate() {
        super.onCreate();
         //API 18以下，直接發送Notification並將其置爲前臺
        if (Build.VERSION.SDK_INT <Build.VERSION_CODES.JELLY_BEAN_MR2) {
            startForeground(NOTIFICATION_ID, new Notification());
        } else {
            //API 18以上，發送Notification並將其置爲前臺後，啓動InnerService
            Notification.Builder builder = new Notification.Builder(this);
            builder.setSmallIcon(R.mipmap.ic_launcher);
            startForeground(NOTIFICATION_ID, builder.build());
            startService(new Intent(this, InnerService.class));
        }
    }

    public  static class  InnerService extends Service{
        @Override
        public IBinder onBind(Intent intent) {
            return null;
        }
        @Override
        public void onCreate() {
            super.onCreate();
            //發送與KeepLiveService中ID相同的Notification，然後將其取消並取消自己的前臺顯示
            Notification.Builder builder = new Notification.Builder(this);
            builder.setSmallIcon(R.mipmap.ic_launcher);
            startForeground(NOTIFICATION_ID, builder.build());
            new Handler().postDelayed(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    stopForeground(true);
                    NotificationManager manager = (NotificationManager) getSystemService(NOTIFICATION_SERVICE);
                    manager.cancel(NOTIFICATION_ID);
                    stopSelf();
                }
            },100);

        }
    }
}

在沒有采取前臺服務之前，啓動應用，oom_adj值是0，按下返回鍵之後，變成9（不同ROM可能不一樣）

在採取前臺服務之後，啓動應用，oom_adj值是0，按下返回鍵之後，變成2（不同ROM可能不一樣），確實進程的優先級有所提高。

3、相互喚醒

相互喚醒的意思就是，假如你手機裏裝了支付寶、淘寶、天貓、UC等阿里系的app，那麼你打開任意一個阿里系的app後，有可能就順便把其他阿里系的app給喚醒了。這個完全有可能的。此外，開機，網絡切換、拍照、拍視頻時候，利用系統產生的廣播也能喚醒app，不過Android N已經將這三種廣播取消了。

LBE安全大師

如果應用想保活，要是QQ，微信願意救你也行，有多少手機上沒有QQ，微信呢？或者像友盟，信鴿這種推送SDK，也存在喚醒app的功能。
拉活方法

4、JobSheduler

JobSheduler是作爲進程死後復活的一種手段，native進程方式最大缺點是費電， Native 進程費電的原因是感知主進程是否存活有兩種實現方式，在 Native 進程中通過死循環或定時器，輪訓判斷主進程是否存活，當主進程不存活時進行拉活。其次5.0以上系統不支持。但是JobSheduler可以替代在Android5.0以上native進程方式，這種方式即使用戶強制關閉，也能被拉起來，親測可行。

  JobSheduler@TargetApi(Build.VERSION_CODES.LOLLIPOP)
public class MyJobService extends JobService {
    @Override
    public void onCreate() {
        super.onCreate();
        startJobSheduler();
    }

    public void startJobSheduler() {
        try {
            JobInfo.Builder builder = new JobInfo.Builder(1, new ComponentName(getPackageName(), MyJobService.class.getName()));
            builder.setPeriodic(5);
            builder.setPersisted(true);
            JobScheduler jobScheduler = (JobScheduler) this.getSystemService(Context.JOB_SCHEDULER_SERVICE);
            jobScheduler.schedule(builder.build());
        } catch (Exception ex) {
            ex.printStackTrace();
        }
    }

    @Override
    public boolean onStartJob(JobParameters jobParameters) {
        return false;
    }

    @Override
    public boolean onStopJob(JobParameters jobParameters) {
        return false;
    }
}

5、粘性服務&與系統服務捆綁

這個是系統自帶的，onStartCommand方法必須具有一個整形的返回值，這個整形的返回值用來告訴系統在服務啓動完畢後，如果被Kill，系統將如何操作，這種方案雖然可以，但是在某些情況or某些定製ROM上可能失效，我認爲可以多做一種保保守方案。

@Override
public int onStartCommand(Intent intent, int flags, int startId) {
    return START_REDELIVER_INTENT;
}

START_STICKY
如果系統在onStartCommand返回後被銷燬，系統將會重新創建服務並依次調用onCreate和onStartCommand（注意：根據測試Android2.3.3以下版本只會調用onCreate根本不會調用onStartCommand，Android4.0可以辦到），這種相當於服務又重新啓動恢復到之前的狀態了）。
START_NOT_STICKY
如果系統在onStartCommand返回後被銷燬，如果返回該值，則在執行完onStartCommand方法後如果Service被殺掉系統將不會重啓該服務。
START_REDELIVER_INTENT
START_STICKY的兼容版本，不同的是其不保證服務被殺後一定能重啓。

相比與粘性服務與系統服務捆綁更厲害一點，這個來自愛哥的研究，這裏說的系統服務很好理解，比如NotificationListenerService，NotificationListenerService就是一個監聽通知的服務，只要手機收到了通知，NotificationListenerService都能監聽到，即時用戶把進程殺死，也能重啓，所以說要是把這個服務放到我們的進程之中，那麼就可以呵呵了

@TargetApi(Build.VERSION_CODES.JELLY_BEAN_MR2)
public class LiveService extends NotificationListenerService {

    public LiveService() {

    }

    @Override
    public void onNotificationPosted(StatusBarNotification sbn) {
    }

    @Override
    public void onNotificationRemoved(StatusBarNotification sbn) {
    }
}

但是這種方式需要權限

  <service
            android:name=".LiveService"
            android:permission="android.permission.BIND_NOTIFICATION_LISTENER_SERVICE">
            <intent-filter>
                <action android:name="android.service.notification.NotificationListenerService" />
            </intent-filter>
        </service>

所以你的應用要是有消息推送的話，那麼可以用這種方式去欺騙用戶。

結束：
聽說賬號同步喚醒APP這種機制很不錯，用戶強制停止都殺不起創建一個賬號並設置同步器，創建週期同步，系統會自動調用同步器，這樣就能激活我們的APP，侷限是國產機會修改最短同步週期（魅藍NOTE2長達30分鐘），並且需要聯網才能使用。在國內各大ROM"欣欣向榮"的大背景下，關於進程保活，不加入白名單，我也很想知道有沒有一個應用永活的方案，這種方案性能好，不費電，或許做不到，或許有牛人可以，但是，通過上面幾種措施，在絕大部分的機型下，絕大部分用戶手機中，我們的進程壽命確實得到了提高,這篇文章都是圍繞怎麼去提高進程oom_adj的值來進行，關於降低內存佔用方面，移步
Android性能優化的方方面面，所以關於我們的應用更加“健康”，性能優化必不可少。

參考鏈接：

關於 Android 進程保活，你所需要知道的一切 http://www.jcodecraeer.com/a/anzhuokaifa/androidkaifa/2016/0418/4158.html

Android進程保活招式大全 http://dev.qq.com/topic/57ac4a0ea374c75371c08ce8

論Android應用進程長存的可行性 http://blog.csdn.net/aigestudio/article/details/51348408

Android 通過JNI實現守護進程，使Service服務不被殺死 http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzI0MjE3OTYwMg==&mid=401629367&idx=1&sn=9f086cfdc00f954e21e6a6253f1ae288&scene=21#wechat_redirect

Android守護進程

一、進程初步瞭解

1、如何查看進程解基本信息

2、進程劃分

2.1、前臺進程(Foreground process)

2.2、可見進程(Visible process)

2.3、服務進程(Service process)

2.4、後臺進程(Background process)

2.5、空進程(Empty process)

3、內存閾值

一、進程保活方案

1、開啓一個像素的Activity

2、前臺服務

3、相互喚醒

4、JobSheduler

5、粘性服務&與系統服務捆綁

Python 潮流週刊#52：Python 處理 Excel 的資源

fragment和activity之間的區別

直播應用的原理

Android應用優化小手冊

兩種方式實現多線程區別

Android應用安全開發之淺談加密算法的坑

https://yachay.unat.edu.pe/blog/index.php?comment_area=format_blog&comment_component=blog&comment_co

linux以太網驅動總結