我要我們的應(yīng)用永遠(yuǎn)活在用戶的手機(jī)后臺不被殺死 —— 這都 TM 的扯淡

除了系統(tǒng)級別的應(yīng)用能持續(xù)運(yùn)行，所有三方程序都有被殺死的那一天！當(dāng)然QQ/微信/陌陌等會好一些，因為他們已經(jīng)深入設(shè)備的心；
我們能做的只是通過各種手段盡量讓我們的程序在后臺運(yùn)行的時間長一些，或者在被干掉的時候，能夠重新站起來，而且這個也不是每次都有效的，也是不能在所有的設(shè)備的上都有效的；要做到后臺進(jìn)程?；睿覀冃枰龅絻煞奖悖?/p>

1. 提高進(jìn)程優(yōu)先級，降低被回收或殺死概率
2. 在進(jìn)程被干掉后，進(jìn)行拉起

要實現(xiàn)實現(xiàn)上邊所說，通過下邊幾點(diǎn)來實現(xiàn)，首先我們需要了解下進(jìn)程的優(yōu)先級劃分：

#進(jìn)程的優(yōu)先級

Process Importance記錄在ActivityManager.java類中:

/**
 * Path：SDK/sources/android-25/android/app/ActivityManager#RunningAppProcessInfo.java
 * 
 * 這個進(jìn)程正在運(yùn)行前臺UI，也就是說，它是當(dāng)前在屏幕頂部的東西，用戶正在進(jìn)行交互的而進(jìn)程
 */
public static final int IMPORTANCE_FOREGROUND = 100;

/**
 * 此進(jìn)程正在運(yùn)行前臺服務(wù)，即使用戶不是在應(yīng)用中時也執(zhí)行音樂播放，這一般表示該進(jìn)程正在做用戶積極關(guān)心的事情
 */
public static final int IMPORTANCE_FOREGROUND_SERVICE = 125;
/**
 * 這個過程不是用戶的直接意識到，但在某種程度上是他們可以察覺的。
 */
public static final int IMPORTANCE_PERCEPTIBLE = 130;

/**
 * 此進(jìn)程正在運(yùn)行前臺UI，但設(shè)備處于睡眠狀態(tài)，因此用戶不可見，意思是用戶意識不到的進(jìn)程，因為他們看不到或與它交互，
 * 但它是相當(dāng)重要，因為用戶解鎖設(shè)備時期望的返回到這個進(jìn)程
 */
public static final int IMPORTANCE_TOP_SLEEPING = 150;

/**
 * 進(jìn)程在后臺，但我們不能恢復(fù)它的狀態(tài)，所以我們想盡量避免殺死它，不然這個而進(jìn)程就丟了
 */
public static final int IMPORTANCE_CANT_SAVE_STATE = 170;

/**
 * 此進(jìn)程正在運(yùn)行某些對用戶主動可見的內(nèi)容，但不是直接顯示在UI，
 * 這可能運(yùn)行在當(dāng)前前臺之后的窗口（因此暫停并且其狀態(tài)被保存，不與用戶交互，但在某種程度上對他們可見）;
 * 也可能在系統(tǒng)的控制下運(yùn)行其他服務(wù)，
 */
public static final int IMPORTANCE_VISIBLE = 200;

/**
 * 服務(wù)進(jìn)程，此進(jìn)程包含在后臺保持運(yùn)行的服務(wù)，這些后臺服務(wù)用戶察覺不到，是無感知的，所以它們可以由系統(tǒng)相對自由地殺死
 */
public static final int IMPORTANCE_SERVICE = 300;

/**
 * 后臺進(jìn)程
 */
public static final int IMPORTANCE_BACKGROUND = 400;

/**
 * 空進(jìn)程，此進(jìn)程沒有任何正在運(yùn)行的代碼
 */
public static final int IMPORTANCE_EMPTY = 500;

// 此過程不存在。
public static final int IMPORTANCE_GONE = 1000;

#進(jìn)程回收機(jī)制

了解進(jìn)程優(yōu)先級之后，我們還需要知道一個進(jìn)程回收機(jī)制的東西；這里參考AngelDevil在博客園上的一篇文章:

詳情參考：【Android Low Memory Killer】

Android的Low Memory Killer基于Linux的OOM機(jī)制，在Linux中，內(nèi)存是以頁面為單位分配的，當(dāng)申請頁面分配時如果內(nèi)存不足會通過以下流程選擇bad進(jìn)程來殺掉從而釋放內(nèi)存：

alloc_pages -> out_of_memory() -> select_bad_process() -> badness()

在Low Memory Killer中通過進(jìn)程的oom_adj與占用內(nèi)存的大小決定要?dú)⑺赖倪M(jìn)程，oom_adj越小越不容易被殺死；
Low Memory Killer Driver在用戶空間指定了一組內(nèi)存臨界值及與之一一對應(yīng)的一組oom_adj值，當(dāng)系統(tǒng)剩余內(nèi)存位于內(nèi)存臨界值中的一個范圍內(nèi)時，如果一個進(jìn)程的oom_adj值大于或等于這個臨界值對應(yīng)的oom_adj值就會被殺掉。

下邊是表示Process State(即老版本里的OOM_ADJ)數(shù)值對照表，數(shù)值越大，重要性越低，在新版SDK中已經(jīng)在android層去除了小于0的進(jìn)程狀態(tài)

// Path：SDK/sources/android-25/android/app/ActivityManager#RunningAppProcessInfo.java 
// 進(jìn)程不存在。 
public static final int PROCESS_STATE_NONEXISTENT = -1;
// 進(jìn)程是一個持久的系統(tǒng)進(jìn)程，一般指當(dāng)前 UI 進(jìn)程
public static final int PROCESS_STATE_PERSISTENT = 0;
// 進(jìn)程是一個持久的系統(tǒng)進(jìn)程，正在做和 UI 相關(guān)的操作，但不直接顯示
public static final int PROCESS_STATE_PERSISTENT_UI = 1;
// 進(jìn)程正在托管當(dāng)前的頂級活動。請注意，這涵蓋了用戶可見的所有活動。 
public static final int PROCESS_STATE_TOP = 2;
// 進(jìn)程由于系統(tǒng)綁定而托管前臺服務(wù)。
public static final int PROCESS_STATE_BOUND_FOREGROUND_SERVICE = 3;
// 進(jìn)程正在托管前臺服務(wù)。
public static final int PROCESS_STATE_FOREGROUND_SERVICE = 4;
// 與{@link #PROCESS_STATE_TOP}相同，但設(shè)備處于睡眠狀態(tài)。 
public static final int PROCESS_STATE_TOP_SLEEPING = 5;
// 進(jìn)程對用戶很重要，是他們知道的東西
public static final int PROCESS_STATE_IMPORTANT_FOREGROUND = 6;
// 進(jìn)程對用戶很重要，但不是他們知道的
public static final int PROCESS_STATE_IMPORTANT_BACKGROUND = 7;
// 進(jìn)程在后臺運(yùn)行備份/恢復(fù)操作
public static final int PROCESS_STATE_BACKUP = 8;
// 進(jìn)程在后臺，但我們不能恢復(fù)它的狀態(tài)，所以我們想盡量避免殺死它，不然這個而進(jìn)程就丟了
public static final int PROCESS_STATE_HEAVY_WEIGHT = 9;
// 進(jìn)程在后臺運(yùn)行一個服務(wù)，與oom_adj不同，此級別用于正常運(yùn)行在后臺狀態(tài)和執(zhí)行操作狀態(tài)。 
public static final int PROCESS_STATE_SERVICE = 10;
// 進(jìn)程在后臺運(yùn)行一個接收器，注意，從oom_adj接收器的角度來看，在較高的前臺級運(yùn)行，但是對于我們的優(yōu)先級，這不是必需的，并且將它們置于服務(wù)之下意味著當(dāng)它們接收廣播時，一些進(jìn)程狀態(tài)中的更少的改變。 
public static final int PROCESS_STATE_RECEIVER = 11;
// 進(jìn)程在后臺，但主持家庭活動
public static final int PROCESS_STATE_HOME = 12;
// 進(jìn)程在后臺，但托管最后顯示的活動
public static final int PROCESS_STATE_LAST_ACTIVITY = 13;
// 進(jìn)程正在緩存以供以后使用，并包含活動
public static final int PROCESS_STATE_CACHED_ACTIVITY = 14;
// 進(jìn)程正在緩存供以后使用，并且是包含活動的另一個緩存進(jìn)程的客戶端
public static final int PROCESS_STATE_CACHED_ACTIVITY_CLIENT = 15;
// 進(jìn)程正在緩存以供以后使用，并且為空
public static final int PROCESS_STATE_CACHED_EMPTY = 16;

Process State（即老版本的OOM_ADJ）與Process Importance對應(yīng)關(guān)系，這個方法也是在ActivityManager.java類中，有了這個關(guān)系，就知道可以知道我們的應(yīng)用處于哪個級別，對于我們后邊優(yōu)化有個很好地參考

/** 
 * Path：SDK/sources/android-25/android/app/ActivityManager#RunningAppProcessInfo.java
 *
 * 通過這個方法，將Linux底層的 OOM_ADJ級別碼和 android 層面的進(jìn)程重要程度聯(lián)系了起來
 */
public static int procStateToImportance(int procState) {
    if (procState == PROCESS_STATE_NONEXISTENT) {
        return IMPORTANCE_GONE;
    } else if (procState >= PROCESS_STATE_HOME) {
        return IMPORTANCE_BACKGROUND;
    } else if (procState >= PROCESS_STATE_SERVICE) {
        return IMPORTANCE_SERVICE;
    } else if (procState > PROCESS_STATE_HEAVY_WEIGHT) {
        return IMPORTANCE_CANT_SAVE_STATE;
    } else if (procState >= PROCESS_STATE_IMPORTANT_BACKGROUND) {
        return IMPORTANCE_PERCEPTIBLE;
    } else if (procState >= PROCESS_STATE_IMPORTANT_FOREGROUND) {
        return IMPORTANCE_VISIBLE;
    } else if (procState >= PROCESS_STATE_TOP_SLEEPING) {
        return IMPORTANCE_TOP_SLEEPING;
    } else if (procState >= PROCESS_STATE_FOREGROUND_SERVICE) {
        return IMPORTANCE_FOREGROUND_SERVICE;
    } else {
        return IMPORTANCE_FOREGROUND;
    }
}

一般情況下，設(shè)備端進(jìn)程被干掉有一下幾種情況

由以上分析，我們可以可以總結(jié)出，如果想提高我們應(yīng)用后臺運(yùn)行時間，就需要提高當(dāng)前應(yīng)用進(jìn)程優(yōu)先級，來減少被殺死的概率

#守護(hù)進(jìn)程的實現(xiàn)

分析了那么多，現(xiàn)在對Android自身后臺進(jìn)程管理，以及進(jìn)程的回收也有了一個大致的了解，后邊我們要做的就是想盡一切辦法去提高應(yīng)用進(jìn)程優(yōu)先級，降低進(jìn)程被殺的概率；或者是在被殺死后能夠重新啟動后臺守護(hù)進(jìn)程

#1.模擬前臺進(jìn)程

第一種方式就是利用系統(tǒng)漏洞，使用startForeground()將當(dāng)前進(jìn)程偽裝成前臺進(jìn)程，將進(jìn)程優(yōu)先級提高到最高(這里所說的最高是服務(wù)所能達(dá)到的最高，即1);

這種方式在7.x之前都是很好用的，QQ、微信、IReader、Keep 等好多應(yīng)用都是用的這種方式實現(xiàn)；因為在7.x 以后的設(shè)備上，這種偽裝前臺進(jìn)程的方式也會顯示出來通知欄提醒，這個是取消不掉的，雖然Google現(xiàn)在還沒有對這種方式加以限制，不過這個已經(jīng)能夠被用戶感知到了，這種方式估計也用不了多久了

下邊看下實現(xiàn)方式，這邊這個VMDaemonService就是一個守護(hù)進(jìn)程服務(wù)，其中在服務(wù)的onStartCommand()方法中調(diào)用startForeground()將服務(wù)進(jìn)程設(shè)置為前臺進(jìn)程，當(dāng)運(yùn)行在 API18 以下的設(shè)備是可以直接設(shè)置，API18 以上需要實現(xiàn)一個內(nèi)部的Service，這個內(nèi)部類實現(xiàn)和外部類同樣的操作，然后結(jié)束自己；當(dāng)這個服務(wù)啟動后就會創(chuàng)建一個定時器去發(fā)送廣播，當(dāng)我們的核心服務(wù)被干掉后，就由另外的廣播接收器去接收我們守護(hù)進(jìn)程發(fā)出的廣播，然后喚醒我們的核心服務(wù)；

/**
 * 以實現(xiàn)內(nèi)部 Service 類的方式實現(xiàn)守護(hù)進(jìn)程，這里是利用 android 漏洞提高當(dāng)前進(jìn)程優(yōu)先級
 *
 * Created by lzan13 on 2017/3/7.
 */
public class VMDaemonService extends Service {

    private final static String TAG = VMDaemonService.class.getSimpleName();

    // 定時喚醒的時間間隔，這里為了自己測試方邊設(shè)置了一分鐘
    private final static int ALARM_INTERVAL = 1 * 60 * 1000;
    // 發(fā)送喚醒廣播請求碼
    private final static int WAKE_REQUEST_CODE = 5121;
    // 守護(hù)進(jìn)程 Service ID
    private final static int DAEMON_SERVICE_ID = -5121;

    @Override public void onCreate() {
        Log.i(TAG, "VMDaemonService->onCreate");
        super.onCreate();
    }

    @Override public int onStartCommand(Intent intent, int flags, int startId) {
        Log.i(TAG, "VMDaemonService->onStartCommand");
        // 利用 Android 漏洞提高進(jìn)程優(yōu)先級，
        startForeground(DAEMON_SERVICE_ID, new Notification());
        // 當(dāng) SDk 版本大于18時，需要通過內(nèi)部 Service 類啟動同樣 id 的 Service
        if (Build.VERSION.SDK_INT >= 18) {
            Intent innerIntent = new Intent(this, DaemonInnerService.class);
            startService(innerIntent);
        }

        // 發(fā)送喚醒廣播來促使掛掉的UI進(jìn)程重新啟動起來
        AlarmManager alarmManager = (AlarmManager) getSystemService(Context.ALARM_SERVICE);
        Intent alarmIntent = new Intent();
        alarmIntent.setAction(VMWakeReceiver.DAEMON_WAKE_ACTION);

        PendingIntent operation = PendingIntent.getBroadcast(this, WAKE_REQUEST_CODE, alarmIntent,
                PendingIntent.FLAG_UPDATE_CURRENT);

        alarmManager.setInexactRepeating(AlarmManager.RTC_WAKEUP, System.currentTimeMillis(),
                ALARM_INTERVAL, operation);

        /**
         * 這里返回值是使用系統(tǒng) Service 的機(jī)制自動重新啟動，不過這種方式以下兩種方式不適用：
         * 1.Service 第一次被異常殺死后會在5秒內(nèi)重啟，第二次被殺死會在10秒內(nèi)重啟，第三次會在20秒內(nèi)重啟，一旦在短時間內(nèi) Service 被殺死達(dá)到5次，則系統(tǒng)不再拉起。
         * 2.進(jìn)程被取得 Root 權(quán)限的管理工具或系統(tǒng)工具通過 forestop 停止掉，無法重啟。
         */
        return START_STICKY;
    }

    @Override public IBinder onBind(Intent intent) {
        // TODO: Return the communication channel to the service.
        throw new UnsupportedOperationException("onBind 未實現(xiàn)");
    }

    @Override public void onDestroy() {
        Log.i(TAG, "VMDaemonService->onDestroy");
        super.onDestroy();
    }

    /**
     * 實現(xiàn)一個內(nèi)部的 Service，實現(xiàn)讓后臺服務(wù)的優(yōu)先級提高到前臺服務(wù)，這里利用了 android 系統(tǒng)的漏洞，
     * 不保證所有系統(tǒng)可用，測試在7.1.1 之前大部分系統(tǒng)都是可以的，不排除個別廠商優(yōu)化限制
     */
    public static class DaemonInnerService extends Service {

        @Override public void onCreate() {
            Log.i(TAG, "DaemonInnerService -> onCreate");
            super.onCreate();
        }

        @Override public int onStartCommand(Intent intent, int flags, int startId) {
            Log.i(TAG, "DaemonInnerService -> onStartCommand");
            startForeground(DAEMON_SERVICE_ID, new Notification());
            stopSelf();
            return super.onStartCommand(intent, flags, startId);
        }

        @Override public IBinder onBind(Intent intent) {
            // TODO: Return the communication channel to the service.
            throw new UnsupportedOperationException("onBind 未實現(xiàn)");
        }

        @Override public void onDestroy() {
            Log.i(TAG, "DaemonInnerService -> onDestroy");
            super.onDestroy();
        }
    }
}

當(dāng)我們啟動這個守護(hù)進(jìn)程的時候，就可以使用以下adb命令查看當(dāng)前程序的進(jìn)程情況（需要adb shell進(jìn)去設(shè)備），
為了等下區(qū)分進(jìn)程優(yōu)先級，我啟動了一個普通的后臺進(jìn)程，兩外兩個一個是我們啟動的守護(hù)進(jìn)程，一個是當(dāng)前程序的核心進(jìn)程，可以看到除了后臺進(jìn)程外，另外兩個進(jìn)程都帶有isForeground=true的屬性：

# 這個命令的 services 可以換成 service，這樣會只顯示當(dāng)前，進(jìn)程，不顯示詳細(xì)內(nèi)容
# dumpsys activity services <Your Package Name>
root@vbox86p:/ # dumpsys activity services com.vmloft.develop.daemon           
ACTIVITY MANAGER SERVICES (dumpsys activity services)
  User 0 active services:
  * ServiceRecord{170fe1dd u0 com.vmloft.develop.daemon/.services.VMDaemonService}
    intent={cmp=com.vmloft.develop.daemon/.services.VMDaemonService}
    packageName=com.vmloft.develop.daemon
    processName=com.vmloft.develop.daemon:daemon
    baseDir=/data/app/com.vmloft.develop.daemon-1/base.apk
    dataDir=/data/data/com.vmloft.develop.daemon
    app=ProcessRecord{173fe77f 2370:com.vmloft.develop.daemon:daemon/u0a68}
    isForeground=true foregroundId=-5121 foregroundNoti=Notification(pri=0 contentView=com.vmloft.develop.daemon/0x1090077 vibrate=null sound=null defaults=0x0 flags=0x62 color=0xff607d8b vis=PRIVATE)
    createTime=-6s196ms startingBgTimeout=--
    lastActivity=-6s157ms restartTime=-6s157ms createdFromFg=true
    startRequested=true delayedStop=false stopIfKilled=false callStart=true lastStartId=1

  * ServiceRecord{2fee4f84 u0 com.vmloft.develop.daemon/.services.VMCoreService}
    intent={cmp=com.vmloft.develop.daemon/.services.VMCoreService}
    packageName=com.vmloft.develop.daemon
    processName=com.vmloft.develop.daemon
    baseDir=/data/app/com.vmloft.develop.daemon-1/base.apk
    dataDir=/data/data/com.vmloft.develop.daemon
    app=ProcessRecord{18c6a1b4 2343:com.vmloft.develop.daemon/u0a68}
    isForeground=true foregroundId=-5120 foregroundNoti=Notification(pri=0 contentView=com.vmloft.develop.daemon/0x1090077 vibrate=null sound=null defaults=0x0 flags=0x62 color=0xff607d8b vis=PRIVATE)
    createTime=-28s136ms startingBgTimeout=--
    lastActivity=-28s136ms restartTime=-28s136ms createdFromFg=true
    startRequested=true delayedStop=false stopIfKilled=false callStart=true lastStartId=1

  * ServiceRecord{2ef6909e u0 com.vmloft.develop.daemon/.services.VMBackgroundService}
    intent={cmp=com.vmloft.develop.daemon/.services.VMBackgroundService}
    packageName=com.vmloft.develop.daemon
    processName=com.vmloft.develop.daemon:background
    baseDir=/data/app/com.vmloft.develop.daemon-1/base.apk
    dataDir=/data/data/com.vmloft.develop.daemon
    app=ProcessRecord{29f8734c 2388:com.vmloft.develop.daemon:background/u0a68}
    createTime=-3s279ms startingBgTimeout=--
    lastActivity=-3s262ms restartTime=-3s262ms createdFromFg=true
    startRequested=true delayedStop=false stopIfKilled=false callStart=true lastStartId=1

然后我們可以用下邊的命令查看ProcessID

# 這個命令可以查看當(dāng)前DProcessID（數(shù)據(jù)結(jié)果第二列），我們可以看到當(dāng)前程序有兩個進(jìn)程
# ps | grep com.vmloft.develop.daemon
root@vbox86p:/ # ps | grep com.vmloft.develop.daemon
u0_a68    2343  274   1012408 42188 ffffffff f74f1b45 S com.vmloft.develop.daemon
u0_a68    2370  274   997012 26152 ffffffff f74f1b45 S com.vmloft.develop.daemon:daemon
u0_a68    2388  274   997012 25668 ffffffff f74f1b45 S com.vmloft.develop.daemon:background