Android进程优先级详解

如果世上的手机都可以无限制内存、无限制电池,或其他无限制的资源使用,我想这就不用讨论这个话题了。
但是,很抱歉,我们得面对现实:每一个应用都有各自的生命周期,每次进程结束都是一次生命周期截止。
当系统资源不足时,系统将会用自己的那套优先级机制触发应用被杀死的情况。
有些时候,我们想让自己的应用能保证正常工作,所以务必要了解进程优先级这个领域的一些知识点。


Android 进程层次

在android系统中,你会发现最重要的进程被称为前台进程,然后依次是任何可见进程、服务进程、后台进程,最后是空进程。

(注意,当我们谈论特定组件(service、activity)时,Android 只杀死进程,而不是组件。)

前台进程

前台进程定义

用准确的术语来说,前台进程就是:当前处于最前台的已经调用了 onResume() 方法但还没有收到 onPause() 调用的 Activity所在的进程,就是前台进程。

还有一些activity 在依靠他们自己的同时,也可能依赖 service,总之 任何进程,如果它持有一个绑定到前台 activity 的服务,那么它也被赋予了同样的前台优先级。

其他关于前台进程的认识

  • 可能还有疑问的是,那就是非可见界面就不能设置为前台高优先级进程了么?

其实,除了可交互的界面以外,作为用户来说还能觉察到的东西其实还有。比如:正在播放的音乐或导航方向。它们的进程如果被杀掉,可以想象对于开车的朋友来说,这绝对是灾难。

幸好,Android 可以让服务使用 startForeground() 方法成为高优先级前台服务。这绝对是媒体播放的最佳实践。(重点说明:前台服务应该仅被用于关键的、可被立刻察觉的场景)

注意:要成为前台服务需要在服务中包含一个通知以便让用户注意到这个服务正在运行。如果你觉得你的使用场景不需要这个通知,那么前台服务对你可能不是正确的选择。

其他:

在接收关键生命周期方法时会让一个进程临时提升为前台进程,包括任何服务的生命周期方法(onCreate(), onStartCommand() 和 onDestroy()) 和任何广播接收器 onReceive() 方法。这样做确保了这些组件的操作是有效的原子操作,每个组件都能执行完成而不被杀掉。

可见进程

这种情况,打个比方:当前界面请求运行时权限,会提示一个对话框供用户选择,此时的当前界面所在进程就是处于可见进程。即:在收到 onStart() 和收到 onStop() 方法期间的 activity 是可见 activity 。[在这两个方法调用之间,你可以做所有可见 activity 能做的事情(实时更新屏幕等)。]

和前台 activity 类似,可见 activity 的 bound service 和 content provider 也处于可见进程状态。这同样是为了保证使用中的 activity 所依赖的进程不会被过早地杀掉。

只是可见并不意味着不能被杀掉。从用户的角度看,这意味着当前 activity 背后的可见 activity 会被黑屏代替。如果来自前台进程的内存压力过大,可见进程仍有可能被杀掉。从用户的角度看,这意味着当前 activity 背后的可见 activity 会被黑屏代替。当然,如果你正确地重建你的 activity ,在前台 activity 关闭之后你的进程和 activity 会立刻恢复而没有数据损失。

注意:你的 activity 和进程即使可见也可能被杀掉是因为 startActivityForResult()+onActivityResult() 或 requestPermissions()+onRequestPermissionsResult() 流程没有获得回调类的实例。如果你的整个进程死了,那么所有的回调类实例也死了。如果你看到使用回调方式的库,你应该意识到这在低内存压力情况下无法完成。

服务进程

如果你的进程不属于以上两种类别,而你有一个启动的服务(started service),那么它被看作是一个服务进程。对于许多在后台做处理(如加载数据)而没有立即成为前台服务的应用都属于这种情况。

这种进程只有在前面讲的可见进程和前台进程做了太多事情需要更多资源的时候才会被杀掉。

请特别注意从 onStartCommand() 返回的常量,如果你的服务由于内存压力被杀掉,它表示控制什么发生什么:

  • START_STICKY 表示你希望系统可用的时候自动重启你的服务,但你不关心是否能获得最后一次的 Intent (例如,你可以重建自己的状态或者控制自己的 start/stop 生命周期)。
  • START_REDELIVER_INTENT 是为那些在被杀死之后重启时重新获得 Intent 的服务的,直到你用传递给 onStartCommand() 方法的 startId 参数调用 stopSelf() 为止。这里你会使用 Intent 和 startId 作为队列完成工作。
  • START_NOT_STICKY 用于那些杀掉也没关系的服务。这适合那些管理周期性任务的服务,它们只是等待下一个时间窗口工作。

后台进程

比如说,你的 Activity 一开始是前台 Activity,但是用户点了 home 键导致 onStop() 方法被调用。假设你之前一直是高优先级进程类别,这时你的进程将变为后台进程类别。在一般操作场景下,设备上的许多内存就是用在这上面的,让你重新回到之前打开过的某个 activity 。

Android 不是为了杀而杀的(因为从头启动时有代价的),所以这些进程会保留一段时间,直到更高优先级进程需要内存的时候才被回收,并且是按照最近最少使用顺序(最老的会被优先回收)。然而,当他们被杀掉的时候和可见 activity 处理情况一样,你应该能够在不丢失用户状态的情况下重建这些 activity 。

空进程

在任何层次中,空进程都是最低优先级的。如果不属于以上类别,那它就是这种。这里没有活跃的组件,只是出于缓存的目的而被保留(为了更加有效地使用内存而不是完全释放掉),只要 Android系统 需要可以随时杀掉它们。

注意事项

当我们谈论进程优先级的时候是以 activity、service 这样的组件来说的,但请记住这些优先级是在进程的级别上,不是组件级别上。只要一个组件(比如一个前台服务)就会将整个进程变为前台进程。绝大多数应用是单进程的,如果你有生命周期差异很大的不同部分或者某个部分非常重量型,那么强烈建议你把它们分为不同的进程,让重量级进程尽早被回收。

同样重要的是,你的进程属于什么类别是组件层面发生的事情决定的。这意味着把非常重要的长时间运行的操作放在 activity 所在进程的一个独立线程中的做法,在进程突然变成后台进程的时候可能会遇到问题。使用你能用到的工具(一个服务或基于优先级的前台服务)来确保系统知道你在做什么。

建议

整个系统都是为了用户,做好你的应用,把它放在合适的优先级上,浪费电量,恶意保活,其实都是流氓的行为,做一个尊重用户的程序,用户也会感谢你的。

请记住,作为一个开发者,你使用的手机可能比你用户的最差手机快得多得多,你可能从来不会看到可见进程被杀死,远少于服务进程,但是这不意味着它不会发生!

你也可以在高端设备上测试被杀掉时应用是如何响应的。要在包级别杀掉应用,请使用:

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adb shell am force-stop com.example.packagename

如果你有多个进程,可以在第二栏找到进程 id(PID)(如,下面第一个数字):

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adb shell ps | grep com.example.packagename

然后这样杀掉:

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adb shell kill PID

不论内存压力多大,确保你的应用在尽可能多的设备上良好运行的第一步是测试你的应用在被杀掉时是如何响应的。

参考