Android 多进程介绍

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芝麻粒儿 发表于 2021/08/05 00:15:32 2021/08/05
【摘要】 推荐资源站:https://zhimalier.com/ 本文章原作者已授权转载   原文地址http://blog.spinytech.com/2016/11/15/android_multiple_process/ 在Android中,默认情况下,同一应用的所有组件均运行在同一进程中,且大多数应用都不会改变这一点。不过,单进程开发并不是Androi...

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本文章原作者已授权转载   原文地址http://blog.spinytech.com/2016/11/15/android_multiple_process/

在Android中,默认情况下,同一应用的所有组件均运行在同一进程中,且大多数应用都不会改变这一点。不过,单进程开发并不是Android应用的全部,今天我们就来说说Android中的多进程开发以及多进程的使用场景。

多进程介绍

本篇文章内容基于Android Developer官网

进程

我们都知道Android系统是基于Linux改造而来的,进程系统也是一脉相承,进程,其实就是程序的具体实现。当程序第一次启动,Android会启动一个Linux进程(具体由Zygote fork出来)以及一个主线程,默认的情况下,所有组件都将运行在该进程内。同一个应用由系统分配一个独立的Linux账户,该应用的产生的所有进程,都会是这同一个Linux账户。

使用多进程

在开发中,我们通常会使用修改清单文件的android:process来达到多进程的目的。activityservicereceiver 和 provider均支持android:process属性,此属性可以指定该组件应在哪个进程运行。如果android:process的value值以冒号开头的话,那么该进程就是私有进程,如果是以其他字符开头,那么就是公有进程,拥有相同 ShareUID 的不同应用可以跑在同一进程里,后续我会专门针对公私有进程做个试验。另外,我们还可以通过设置applicationandroid:process属性,来设置所有组件的默认进程。

至于创建进程的具体源码分析,网上有一篇很详细的文章,在这就不重复造轮子了,有需要的朋友可以前往 理解Android进程创建流程

还有一种方法开启进程,是通过JNI,利用C/C++,调用fork()方法来生成子进程,一般开发者会利用这种方法来做一些daemon进程,来实现防杀,保活等效果,不过不是太推荐,这么做,毕竟Android生态系统需要大家维护。

进程生命周期

刚刚聊了一下进程的“生”,作为一个生命周期,是时候该聊聊进程的“死”了。这里再次呼吁一下大家能正视进程的“死”,合理的利用多进程,适当的杀死不必要的进程才是本篇文章所关注的焦点,我们不要把“永生”作为自己的实现目标,Android设备内存就那么大,就像地球一样,大家都永生了,生态系统就会破坏。那么Android系统是如何维护这个生态系统的呢?

其实也是类似于现实生活中的优胜略汰,Android利用重要性层次结构,就是将最重要的保留,杀掉不重要的进程。Android将重要性层次结构分为5个层级,分为了:(以下5级描述节选自Android进程生命周期

  1. 前台进程
    用户当前操作所必需的进程。如果一个进程满足以下任一条件,即视为前台进程:

    • 托管用户正在交互的 Activity(已调用 Activity 的 onResume() 方法)
    • 托管某个 Service,后者绑定到用户正在交互的 Activity
    • 托管正在“前台”运行的 Service(服务已调用 startForeground()
    • 托管正执行一个生命周期回调的 ServiceonCreate()onStart() 或 onDestroy()
    • 托管正执行其 onReceive() 方法的 BroadcastReceiver

      通常,在任意给定时间前台进程都为数不多。只有在内存不足以支持它们同时继续运行这一万不得已的情况下,系统才会终止它们。 此时,设备往往已达到内存分页状态,因此需要终止一些前台进程来确保用户界面正常响应。
      这就需要依靠系统的资源。

  2. 可见进程
    没有任何前台组件、但仍会影响用户在屏幕上所见内容的进程。 如果一个进程满足以下任一条件,即视为可见进程:

    • 托管不在前台、但仍对用户可见的 Activity(已调用其 onPause() 方法)。例如,如果前台 Activity 启动了一个对话框,允许在其后显示上一 Activity,则有可能会发生这种情况。
    • 托管绑定到可见(或前台)Activity 的 Service

      可见进程被视为是极其重要的进程,除非为了维持所有前台进程同时运行而必须终止,否则系统不会终止这些进程。

  3. 服务进程
    正在运行已使用 startService() 方法启动的服务且不属于上述两个更高类别进程的进程。尽管服务进程与用户所见内容没有直接关联,但是它们通常在执行一些用户关心的操作(例如,在后台播放音乐或从网络下载数据)。因此,除非内存不足以维持所有前台进程和可见进程同时运行,否则系统会让服务进程保持运行状态。

  4. 后台进程
    包含目前对用户不可见的 Activity 的进程(已调用 Activity 的 onStop() 方法)。这些进程对用户体验没有直接影响,系统可能随时终止它们,以回收内存供前台进程、可见进程或服务进程使用。 通常会有很多后台进程在运行,因此它们会保存在 LRU (最近最少使用)列表中,以确保包含用户最近查看的 Activity 的进程最后一个被终止。如果某个 Activity 正确实现了生命周期方法,并保存了其当前状态,则终止其进程不会对用户体验产生明显影响,因为当用户导航回该 Activity 时,Activity 会恢复其所有可见状态。 有关保存和恢复状态的信息,请参阅 Activity文档。

  5. 空进程
    不含任何活动应用组件的进程。保留这种进程的的唯一目的是用作缓存,以缩短下次在其中运行组件所需的启动时间。 为使总体系统资源在进程缓存和底层内核缓存之间保持平衡,系统往往会终止这些进程。

根据进程中当前活动组件的重要程度,Android 会将进程评定为它可能达到的最高级别。例如,如果某进程托管着服务和可见 Activity,则会将此进程评定为可见进程,而不是服务进程。

此外,一个进程的级别可能会因其他进程对它的依赖而有所提高,即服务于另一进程的进程其级别永远不会低于其所服务的进程。 例如,如果进程 A 中的内容提供程序为进程 B 中的客户端提供服务,或者如果进程 A 中的服务绑定到进程 B 中的组件,则进程 A 始终被视为至少与进程 B 同样重要。

由于运行服务的进程其级别高于托管后台 Activity 的进程,因此启动长时间运行操作的 Activity 最好为该操作启动服务,而不是简单地创建工作线程,当操作有可能比 Activity 更加持久时尤要如此。例如,正在将图片上传到网站的 Activity 应该启动服务来执行上传,这样一来,即使用户退出 Activity,仍可在后台继续执行上传操作。使用服务可以保证,无论 Activity 发生什么情况,该操作至少具备“服务进程”优先级。 同理,广播接收器也应使用服务,而不是简单地将耗时冗长的操作放入线程中。

Low Memory Killer

进程按照状态分完重要性之后,就要开始杀进程了。Android的Low Memory Killer基于Linux的OOM机制,在Linux中,内存是以页面(page)为单位,当申请页面分配不足的时候,系统会通过Low Memory Killer来杀掉bad进程,释放内存。Low Memory Killer会根据进程的adj级别以及所占的内存,来决定是否杀掉该进程,adj越大,占用内存越多,进程越容易被杀掉。
关于adj的分级,我们可以参考ProcessList.java,这里面的常量定义了ADJ的分级。(7.0以后的adj分级与之前的不太一样(Processlist.java-Nougat),这个我们后续可以研究一下具体的改动是什么)

adj分级:

  • UNKNOWN_ADJ = 16
    级别最低级的进程,通常是被缓存的进程,但是系统也不清楚缓存的内容。

  • CACHED_APP_MAX_ADJ = 15
    这是一个只托管不可见的活动的进程,因此可以在没有任何中断的情况下被杀死。

  • CACHED_APP_MIN_ADJ = 9
    缓存进程,没有英文解释。

  • SERVICE_B_ADJ = 8
    不活跃的服务,不想adj=5的服务那么活跃。
    PS:这里说一句,在root以后,有的系统优化大师,会把所有服务统一调成adj=8这个级别,来达到内存优化的目的,后面我们会说到。

  • PREVIOUS_APP_ADJ = 7
    被切换的进程,一般是用户前一个使用的进程。两个应用来回切换,那么前一个应用一般adj设置为7。

  • HOME_APP_ADJ = 6
    与主应用程序有交互的进程。

  • SERVICE_ADJ = 5
    活跃的服务进程。

  • HEAVY_WEIGHT_APP_ADJ = 4
    高权重进程

  • BACKUP_APP_ADJ = 3
    正在备份的进程

  • PERCEPTIBLE_APP_ADJ = 2
    可感知进程(通常是前台Service进程)

  • VISIBLE_APP_ADJ = 1
    可见进程

  • FOREGROUND_APP_ADJ = 0
    前台进程

剩下的就是adj值为负数的进程,基本上都是系统集成,不在本文的讨论范围内。负数进程是不会被lmk杀掉的。

如何查看进程优先级

首先通过 adb shell ps 指令查找对应进程的pid
然后通过 adb shell cat /proc/${pid}/oom_adj(设备需要root)返回对应进程的adj值。
还可以把oom_adj替换成oom_score或者oom_score_adj来查看这两项的数值,当oom_adj相同时,LowMemoryKiller会根据oom_score_adj和RSS内存大小来杀掉对应的进程。

查看设备的内存临界值

我们可以通过adb shell cat 查看下面两个文件
/sys/module/lowmemorykiller/parameters/adj
/sys/module/lowmemorykiller/parameters/minfree
(这里请注意,这两个文件是只可以写入的,cat之前请先用chmod赋予权限。)

adj 代表的是oom_score_adj的值,对应的minfree则代表内存临界值。
比如我的测试机小米4C测试机对应的值就是:

adj: 0,58,117,176,529,1000
这个值其实是oom_score_adj的值,用这个值*17再除1000四舍五入取整数,就是对应的adj的值,例如第二个值58即为 58*17/1000 = 1,对应的adj也就是1,所以这6个值对应的adj是0,1,2,3,9,15。1000默认就是15

minfree: 18432,23040,27648,32256,56250,81250
这个值是页值,一页等于4KB,换算成MB大概是72,90,108,126,220,318
当可用内存小于318MB的时候,系统开始杀adj=15的进程,以此类推。

小结

以上,我们大概了解了一下Android进程、多进程、生命周期以及Low Memory Killer的相关知识。至于如何运用到实际开发当中,我们在下一篇文章《Android多进程使用场景》中继续探讨。

 

文章来源: zhima.blog.csdn.net,作者:芝麻粒儿,版权归原作者所有,如需转载,请联系作者。

原文链接:zhima.blog.csdn.net/article/details/54377625

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