应用保活终极总结(二)：Android6.0及以上的保活实践(进程防杀篇)
应用保活终极总结(二)：Android6.0及以上的保活实践(进程防杀篇)
原作者：“裂缝中的阳光dg”，本文现已重新修订并整理发布，感谢原作者的无私分享。
1、前言
在Android 4.4及以后的系统中，应用能否常驻内存，一直以来都是相当头疼的事情，尤其移动端IM、消息推送这类应用，为了保证“全时在线”的概念，真是费尽了心思。虽然APP常驻内存对于用户来说比较”恶心”，但是在诸如IM和消息推送这类场景来说，APP的常驻内存却尤其重要。
APP常驻内存(保活防杀)，旧事重提，距离上一次的研究亦有半年有余。最近，用户反馈说多进程守护方案（详见上篇《Android应用保活终极总结(一)：Android6.0以下的双进程守护保活实践》）在华为Mate8（Andriod 7.0）保活效果不是很好，有时候还是不能及时收到消息。
于是，又带着怀疑的眼光，重新找回原来的代码进行测试，顺便分析了市场上主流运动类APP保活方法（微信、手Q就算了，富人家的孩子，不具代表性），同时也对系统对内存中APP的管理规则进行了进一步探索。
本文便是对最近一周的Android进程防杀、进程被杀复活的探索、学习、测试的内容总结，以备将来不时之需。因保活防杀和被杀复活涉及内容较多，我将它分成了两篇：即进程防杀篇（本文）和进程被杀复活篇（下篇），本篇将讨论如何实现进程防杀。
说起来比较绕口，总之本文要讨论的内容是如何防止Android应用被系统“杀掉”，下篇讨论的是“被杀掉”后如何让它复活。本文中的进程防杀方法最高适用至Android 7.0系统（版本再高也没有测试手机，无法验证哦）。
特别说明：本文中的Demo源码打包完整下载请至文末，直接从附件下载。
（本文同步发布于：http://www.52im.net/thread-1138-1-1.html）
2、系列文章
本文是系列文章中的第2篇，本系列文章的大纲如下：
《应用保活终极总结(一)：Android6.0以下的双进程守护保活实践》
《应用保活终极总结(二)：Android6.0及以上的保活实践(进程防杀篇)》（本文）
《应用保活终极总结(三)：Android6.0及以上的保活实践(被杀复活篇)》
3、参考资料
《Android端消息推送总结：实现原理、心跳保活、遇到的问题等》
《微信团队原创分享：Android版微信后台保活实战分享(进程保活篇)》
《微信团队原创分享：Android版微信后台保活实战分享(网络保活篇)》
《移动端IM实践：WhatsApp、Line、微信的心跳策略分析》
4、Andriod应用保活核心思想归纳
对于Android6.0及其以上系统APP保活，我觉得主要还是通过这两个方面进行，即：
[1] 降低omm_adj值，尽量保证进程不被系统杀死（本文要讨论的内容）； [2] 进程被杀死后，通过其他方式将进程复活（将在下篇讨论）。
但需要明白的是，面对各手机厂商的深度定制和谷歌越来越严格的资源管理机制，这两种方式结合的保活不是永久的，只能是相对存在，不同的机型结果也是不一样的。
由于篇幅限制，本文主要剖析下通过何种方式降低oom_adj的值来降低APP被杀的几率，以及oom_adj值是怎样做到的？
接下来，我们需要了解下Android系统回收内存中的进程所依据的规则：
进程在内存中时活动主要有五种状态：即前台进程、可见进程、服务进程、后台进程、空进程，这几种状态的进程优先级由高到低，oom_adj值由低到高(在ProcessList定义)。然后Android系统会根据当前系统资源和进程oom_adj值来回收相应的进程，前台进程一般不会被回收，空进程最容易被回收，这种管理规则就是"传说中"的Low Memory Killer。
为了更直观的了解这套规则，我画了个表：
注：优先级1表示最高级，普通进程的oom_adj>=0，系统进程oom_adj<0，系统会根据相应的内存阀值对符合某段oom_adj值的进程进行回收。另外，oom_adj值也会随着占用物理内存越大而增大，系统进程绝对不会被系统杀死。
接下来我将首先分析市面上的主流APP防杀方式，为我接下来的方案提供参考依据，请继续往下阅读。
5、市场主流运动类APP保活分析：咕咚(v 7.17.0)
5.1 一键清理/滑动清理
a. 当"咕咚"处于停止状态，其进程被杀死，通知栏图标被清理，等待几分钟没有 自动重启，当重新进入“咕咚”时，会从欢迎界面重新进入；
b. 当"咕咚"处于运动进行状态，进程死亡，通知栏图标被清除，等待几分钟没有自动重启，但当重新进入“咕咚”时，其直接显示运动界面，而没有从欢迎界面进入，运动时间等状态与被清理时一样；
c. 当"咕咚"处于运动暂停状态，其进程正常存活，通知栏图标正常显示。如果是单独清理，进程死亡，通知栏图标被清除；但当重新进入“咕咚”时，其直接显示运动界面，而没有从欢迎界面进入，运动时间等状态与被清理时一样。
5.2 黑屏/锁屏
a. 当"咕咚"处于停止状态，退到后台，锁屏进入黑屏状态，等待5分钟，进程死亡，通知栏被清除；
b. 当"咕咚"处于运动进行状态，退到后台，锁屏进入黑屏状态，然后再进入系统，“咕咚”跑步界面自动弹出。再次锁屏，等待20分钟，进程没有被杀死，"咕咚"跑步界面自动弹出，运动状态保持不变；
c. 当"咕咚"处于运动暂停状态，退到后台，锁屏进入黑屏状态，然后再进入系统，"咕咚"跑步界面自动弹出。再次锁屏。等待20分钟，进程没有被杀死，"咕咚"跑步界面自动弹出，运动状态保持不变。
前提：
"手机管家->锁屏清理应用"关闭； "手机管家->自启管理"关闭； 运动状态，禁用返回键，用户只能从Home键退到后台； 运动界面文字闪烁或运动计时； 断网。
分析：
1）当"咕咚"处于停止状态时，一键清理和黑屏状态会被杀死，说明在没有进入运动界面之前，其保活机制没有被启动(即没有使运动界面切换到后台等)； 2）当“咕咚”处于运动状态时，一键清理和黑屏状态没有被杀死(滑动清理除外)，说明已经启动保活机制： - ①"咕咚"禁止了返回键，以保证运动Activity不被销毁； - ②不断更新通知栏计时，以保证APP始终在前台，防止被系统回收； - ③"咕咚"被清理后能够自动重启，通知被删除后自动弹出，说明可能有另外一个东西(进程或Service)监听器运动Service(或进程)存活状态，当Service被销毁时，立马将其拉起来； - ④“咕咚”被强制停止或清理杀死后，再次进入会直接显示运动界面且能够保持杀死之前的运动状态，说明其可能利用配置文件记录了相关状态； - ⑤锁屏/解锁后，"咕咚"运动界面会自动弹出，说明其利用了广播机制对锁屏广播进行监听，弹出Activity以保证进程始终在前台。
结论：
常驻通知栏、双进程守护、广播锁屏、自定义锁屏。
备注：
以上为华为Mate8(Android 7.0)测试结果。其他如三星C9(Android 6.0)保活较好，特别是当一键清理时，"咕咚会自动启动，估计是使用了进程守护策略，而三星使用的是原生系统，因此结果你懂得；360F4(Android 6.0)保活很差，不愧是流氓中的战斗机，以更流氓的方式干掉流氓APP。
6、市场主流运动类APP保活分析：乐动力(v7.3.2)
6.1 一键清理 / 滑动清理
[1] 三星C9(6.0)：无论何种状态，"乐动力" 进程被杀死，等待几分钟，没有自动启动； [2] 360F4(6.0)：无论何种状态，"乐动力" 进程被杀死，等待几分钟，没有自动启动； [3] 华为Mate8(7.0)：无论何种状态，"乐动力" 进程被杀死，等待几分钟，没有自动启动。
6.2 锁屏/黑屏
a. 当"乐动力"处于停止状态，退到后台，锁屏，等待5分钟，进程死亡，通知栏被清除；
b. 当"乐动力"处于运动暂停状态，退到后台，锁屏再开启，运动界面被切换到前台，并强制弹出自定义锁屏界面(覆盖在系统锁屏界面之上)；再次锁屏，等待20分钟，应用进程存活；
c. 当"乐动力"处于运动进行状态，退到后台，锁屏再开启，运动界面被切换到前台，并强制弹出自定义锁屏界面(覆盖在系统锁屏界面之上)；再次锁屏，等待20分钟，应用进程存活。
前提：
"手机管家->锁屏清理应用"关闭； "手机管家->自启管理"关闭； 运动状态，禁用返回键，用户只能从Home键退到后台； 断网。
分析：
当"乐动力"处于停止状态时，黑屏状态下，其在短时间内被系统杀死，说明保活机制没有启用；
但当处于运动暂停或进行状态时，"乐动力"在一段时间内没有被杀死，且当锁屏时，"乐动力"会自动将运动界面切换到前台，此外，还会强制弹出自定锁屏界面，这就说明"乐动力"的保活机制很可能是利用监听锁屏广播强制将相关界面切换到前台，以提高"乐动力"在黑屏状态下的存活率。
结论：
常驻通知栏、广播锁屏、自定义锁屏。
7、市场主流运动类APP保活分析：悦动圈(v3.1.2.9)
7.1 一键清理 / 滑动清理
[1] 三星C9(6.0)：效果与乐动力一致； [2] 360F4(6.0)：效果与乐动力一致； [3] 华为Mate8(7.0)：效果与乐动力一致。
6.2 锁屏/黑屏
a. 当"悦动圈"处于停止状态，退到后台，锁屏，等待3分钟，进程死亡，通知栏被清除；
b. 当"悦动圈"处于运动暂停状态时，自定义锁屏、切换界面到前台与咕咚、乐动力一样，效果一致；
c. 当"悦动圈"处于运动进行状态时，自定义锁屏、切换界面到前台与咕咚、乐动力一样，效果一致。
结论：
常驻通知栏、广播锁屏、自定义锁屏。
8、本文的APP进程防杀方案原理
经过上面的讨论分析，"咕咚"、"乐动力"等这类APP主要是通过监听锁屏、网络等系统广播，将进程置于前台以提高进程的级别，从而防止进程不那么轻易被系统干掉。另外，"咕咚"可能还使用了相关的进程被清理复活策略。当然，对于复活策略，我们下一篇文章再探讨，本文主要讨论以上APP是通过哪些方式降低进程omm_adj值，防止其被系统杀死的。
为了达到与"咕咚"等APP类似效果，我们模拟这么一种场景：当用户登录测试APP后，先不开启保活功能；当用户开始跑步时，开启保活功能，然后再在这基础上做黑屏运行、一键清理、强制停止等功能测试。也就是说，Android项目中SplashActivity、LoginActivity只是配合我们"演戏"的，真正启动APP保活逻辑的是在SportsActivity，它将上演"后宫争宠"戏码。
9、APP进程防杀方案第一阶：开启前台Service，“逼君上位”
将Service置为前台，目的时提高进程Service的oom_adj值，以降低其被系统回收的几率。该方案的原理是，通过使用 startForeground()方法将当前Service置于前台来提高Service的优先级。需要注意的是，对API大于18而言 startForeground()方法需要弹出一个可见通知，如果你觉得不爽，可以开启另一个Service将通知栏移除，其oom_adj值还是没变的。实现代码如下。
DaemonService.java：
（因源码太长，详见：http://www.52im.net/thread-1138-1-1.html）
讲解一下，这里还用到了两个技巧：
一是在onStartCommand方法中返回START_STICKY，其作用是当Service进程被kill后，系统会尝试重新创建这个Service，且会保留Service的状态为开始状态，但不保留传递的Intent对象，onStartCommand方法一定会被重新调用；
其二在onDestory方法中重新启动自己，也就是说，只要Service在被销毁时走到了onDestory这里我们就重新启动它。
CancelNoticeService.java：
（因源码太长，详见：http://www.52im.net/thread-1138-1-1.html）
讲解一下：
从所周知，一个Service没有自己独立的进程，它一般是作为一个线程运行于它所在的应用进程中，且应用进程名称与包名一致。如果希望指定的组件和应用运行在指定的进程中，就需要通过android:process属性来为其创建一个进程，因此android:process=":daemon_service"就是让DaemonService运行在名为“com.jiangdg.keepappalive:daemon_service”进程中；android:enabled属性的作用是Android系统是否实例化应用程序中的组件；android:exported属性的作用是当前组件(Service)是否可以被包含本身以外的应用中的组件启动。
测试结果：
接下来，我们观察下KeepAppAlive进程的oom_adj值变化。
首先，adb查看KeepAppAlive进程的进程号：
E:\Android\StudioProject\KeepAppAlive>adb shell shell@trltechn:/ $su root@trltechn:/# ps | grep jiangdg
其次，观察KeepAppAlive进程在不同状态下的oom_adj值：
root@trltechn:/# cat /proc/15689/oom_adj root@trltechn:/# cat /proc/16033/oom_adj
注意：如果执行su命令，提示"/system/bin/sh: su: not found"，说明手机设备没有被root。ps命令用于显示静态进程状态，top命令可以对进程进行实时监控，每次启动KeepAppAlive进程号都不一样。
9、APP进程防杀方案第二阶：监听锁屏广播，“制造‘1像素’惨案”
先看测试Demo的源码。
ScreenManager.java：
（因源码太长，详见：http://www.52im.net/thread-1138-1-1.html）
讲解一下：
Java中为对象的引用分了四个级别：强引用、软引用、弱引用、虚引用。这里，我们使用了弱引用WeakReference来防止内存泄漏，为了解释这个问题，我们举这么一个例子：有两个类class A和class B，分别实例化这两个类得到a,b，其中a又作为实例化B时传入的构造参数，代码如下：
A a =newA(); B b =newB(a);
从这两行代码来看，a是对象A的引用，b是对象B的引用，对象B同时依赖于对象A，对象A和对象B之间形成了强引用。当a=null时，a不在指向对象A，通常情况下，对象A在不被其他对象引用时会被GC回收，但是由于B还依赖于对象A，对象A不会被GC回收，从而造成内存泄漏(除非b=null，对象A和对象B才会被GC同时回收)。如果使用弱引用的话，对象A只会被WeakReference所依赖，当a=null时，GC会回收它，从而避免了内存泄漏。
SinglePixelActivity.java：
（因源码太长，详见：http://www.52im.net/thread-1138-1-1.html）
讲解一下：
在UI界面架构中，每个Activity都包含一个Window对象，在Android中Window对象通常由PhoneWindow来实现，PhoneWindow将一个DecorView设置为整个应用窗口的根View，它作为窗口界面的顶层视图，封装了很多通用操作窗口的方法...好了，不扯远了，既然我们已经知道Window对象在一个Activity中的位置，这里我们通过getWindow方法来获得SinglePixelActivity 的Window对象，然后为其设置相关属性，比如窗体的大小、位置、坐标等，来达到所需的"1像素"界面效果。
SportsActivity.java：
（因源码太长，详见：http://www.52im.net/thread-1138-1-1.html）
讲解一下：
1）android:launchMode属性：用于指定activity的启动模式，总共分为四种，即：
- standar模式，每次启动activity都会创建其实例，并加入到任务栈的栈顶；
- singleTop模式，每次启动activity如果栈顶时该activity则无需创建，其余情况都要创建该activity的实例；
- singleTask模式，如果被启动的activity的实例存在栈中，则不需要创建，只需要把此activity加入到栈顶，并把该activity以上的activity实例全部pop；
- singleInstance模式：将创建的activity实例放入单独的栈中，该栈只能存储这个实例，且是作为共享实例存在。
2）android:configChanges属性：用于捕获手机状态的改变，即当手机状态(如切换横竖屏、屏幕大小)改变时会保存当前活动状态重启Activity，由于SinglePixelActivity肩负着保活的特殊使命，这里使用android:configChanges属性：防止Activity重启，它只是调用了onConfigurationChanged(Configuration newConfig)来通知手机状态的改变；
3）android:excludeFromRecents属性：用于控制SinglePixelActivity不在最近任务列表中显示；
4）android:finishOnTaskLaunch属性：用于标记当用户再起启动应用(TASK)时是否关闭已经存在的Activity的实例，false表示不关闭；
5）android:theme属性：用于指定Activity显示主题，这里我们自定义主题SingleActivityStyle。
测试结果：
监听锁屏广播，锁屏时将SportActivity置于前台(可见) ：
监听锁屏广播，锁屏时开启SinglePixelActivity(1像素)：
9、APP进程防杀方案第三阶：循环播放一段无声音频，"打造金刚不坏之身"
对于三星C9、Note4和华为4X来说，结合前台Service和悬浮界面(1像素)的保活方式，在用户不主动清理或强杀的情况下，测试APP的保活效果还是非常不错的。
但是，对于华为Mate8来说，效果还是差强人意，尤其是当使用一键清理内存时，测试APP基本无法幸存。然后，"咕咚"却奇妙的活了下来，一键清理怎么也清不掉，正当自己百思不得其"姐"时，一个"恶心"的界面出现在我面前。尼玛！看到下面的红框框没，"咕咚"居然在后台循环播放一个无声音乐，难怪生命力这么旺盛，但是耗电也是杠杠的。
好吧，不纠结这么多，这里只是从学技术的角度出发而研究，毕竟用户对耗电量还是很敏感的，不到万不得已还是收敛点，不要这么"风骚"，用户体验很重要，一不小心就"泻"了你。
看咕咚这无声音乐播放保活方式，够不要脸吧：
PlayerMusicService.java：
（因源码太长，详见：http://www.52im.net/thread-1138-1-1.html）
测试结果：
这里在cmd窗口使用"ps | grep jiangdg"命令，如果进程在内存中存在，则打印进程信息；如果不存在，则没有信息。
各机型测试情况如下：
1）华为Mate8(Android 7.0)：将测试APP置于后台，前台Service在黑屏状态下1分钟之内被干掉，"1像素"悬浮Activity在黑屏状态下测试2小时依然存活，效果还可以。但是，当用户一键清理最近应用时，会被杀死，当在后台开启Serive循环播放一段无声音频时，一键清理依然存活，在置于后台的黑屏模式下存活12小时以上； 2）三星C9(Android 6.0)：开启前台Service和1像素，KeepAppAlive在黑屏后台模式下存活9个小时以上，看样子原生系统还是温柔些；开启后台播放音频服务，用户一键清理最近应用成功保活； 3）华为4X(Android 6.0)：效果同C9； 4）三星Note4(Android 5.0)：效果同C9。
注：Mate8循环播放一段无声音频，当用户点击一键清理最近应用时，KeepAppAlive不会被干掉，但是如果用户只选择清理KeepAppAlive时，也会被杀死，这与"咕咚"保活效果一致。
三星C9(Android 6.0)：运行Demo，后台黑屏保活效果
华为Mate8(Android 7.0)：运行Demo，黑屏和一键清理保活效果
10、源码下载
请从链接：http://www.52im.net/thread-1138-1-1.html 中的附件下载。
11、下篇预告
下篇将介绍Android6.0及以上版本的APP进程被杀后的复活方法，敬请期待！
（本文同步发布于：http://www.52im.net/thread-1138-1-1.html）