Android实现进程保活方案解析

原创

SoullessCoder

修改于 2021-02-02 18:20:04

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修改于 2021-02-02 18:20:04

文章被收录于专栏：Code

众所周知，日活率是一款App的核心绩效指标，日活量不仅反应了应用的受欢迎程度，同时反应了产品的变现能力，进而直接影响盈利能力和企业估值。为了抢占市场，谁都不会放过任何一个可以提高应用日活的方法，所以App进程保活都是各大厂商，特别是头部应用开发商永恒的追求，毕竟一旦 App 进程死亡，那就再也无法在用户的手机上开展任何业务，所有的商业模型在用户侧都没有立足之地。

早期的Android系统不完善，从而导致有很多空子可以钻，它们用着各种各样的方式进行保活，长期以来被人诟病耗电、卡顿，也滋生了很多流氓应用，拖垮Android 平台的流畅性，建议不要这么做，本文只作技术性的探讨。

随着 Android 系统的发展，这一切都在往好的方向演变。

Android 5.0 以下，系统杀进程以 uid为标识，通过杀死整个进程组来杀进程。
Android 6.0 引入了待机模式(doze)，一旦用户拔下设备的电源插头，并在屏幕关闭后的一段时间内使其保持不活动状态，设备会进入低电耗模式，在该模式下设备会尝试让系统保持休眠状态。
Android 7.0 加强了之前鸡肋的待机模式（不再要求设备静止状态），同时对开启了 Project Svelte，Project Svelte 是专门用来优化 Android 系统后台的项目，在 Android 7.0 上直接移除了一些隐式广播，App 无法再通过监听这些广播拉起自己。
Android 8.0 进一步加强了应用后台执行限制：一旦应用进入已缓存状态时，如果没有活动的组件，系统将解除应用具有的所有唤醒锁。另外，系统会限制未在前台运行的应用的某些行为，比如说应用的后台服务的访问受到限制，也无法使用 Mainifest 注册大部分隐式广播。
Android 9.0 进一步改进了省电模式的功能并加入了应用待机分组，长时间不用的 App 会被打入冷宫；另外，系统监测到应用消耗过多资源时，系统会通知并询问用户是否需要限制该应用的后台活动。

随着Android系统日渐完善，单单通过自己拉活自己逐渐变得不可能了；

因此后面的所谓「保活」基本上是两条路：

提升进程的优先级，让系统不要轻易杀死进程；
App间关联唤醒，打开一个App的时候会启动、唤醒其他App。

进程保活方案：

1、最好的方案那肯定是跟各大系统厂商建立合作关系，把App加入系统内存清理的白名单；比如微信，降低oom_adj值，尽量保证进程不被系统杀死。

那问题又来了：什么是oom_adj？

Android有一个oom的机制，系统会根据进程的优先级，给每个进程一个oom权重值，当系统内存不足时，系统会根据这个优先级去选择将哪些进程杀掉，以腾出空间保证更高优先级的进程能正常运行。要想让进程长期存活，提高优先级是个不二之选。这个可以在adb中，通过以下命令查看：su cat /proc/pid/oom_adj ，这个值越小，说明进程的优先级越高，越不容易被进程kill掉。

如果是负数，表示该进程为系统进程，肯定不会被杀掉，

如果是0，表示是前台进程，即当前用户正在操作的进程，除非万不得已，也不会被杀掉；

如果是1，表示是可见进程，通常表示有一个前台服务，会在通知栏有一个划不掉的通知，比如放歌，下载文件什么的；

再增大，则优先级逐渐降低，顺序为服务进程，缓存进程，空进程等等。

2、我们常常将保活方法进行分类：白色保活、灰色保活、黑色保活。

白色保活

用startForeground()启动前台服务，这是官方提供的后台保活方式，不足的就是通知栏会常驻一条通知，像360的状态栏。

灰色保活

开启前台Service，开启另一个Service将通知栏移除，其oom_adj值还是没变的，这样用户就察觉不到app在后台保活。
用广播唤醒自启，像开机广播、网络切换广播等，但在国产Rom中几乎都被堵上了。
多个app关联唤醒，就像BAT的全家桶，打开一个App的时候会启动、唤醒其他App，包括一些第三方推送也是，对于大多数单独app，比较难以实现。

黑色保活

1 像素activity保活方案，监听息屏事件，在息屏时启动个一像素的activity，提升自身优先级；
Service中循环播放一段无声音频，伪装音乐app，播放音乐中的app优先级还是蛮高的，也能很大程度保活效果较好，但耗电量高，谨慎使用；
双进程守护，这在国产rom中几乎没用，因为划掉app会把所有相关进程都杀死。

3、实现过程：

1)、用startForeground()启动前台服务

前台Service，使用startForeground这个Service尽量要轻，不要占用过多的系统资源，否则系统在资源紧张时，照样会将其杀死。

DaemonService.java

public class DaemonService extends Service {
    private static final String TAG = "DaemonService";
    public static final int NOTICE_ID = 100;

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

    @Override
    public void onCreate() {
        super.onCreate();

        Log.i(TAG, "DaemonService---->onCreate被调用，启动前台service");
        //如果API大于18，需要弹出一个可见通知
        if (Build.VERSION.SDK_INT >= Build.VERSION_CODES.JELLY_BEAN_MR2) {
            Notification.Builder builder = new Notification.Builder(this);
            builder.setSmallIcon(R.mipmap.ic_launcher);
            builder.setContentTitle("KeepAppAlive");
            builder.setContentText("DaemonService is runing...");
            startForeground(NOTICE_ID, builder.build());
        } else {
            startForeground(NOTICE_ID, new Notification());
        }
    }

    @Override
    public int onStartCommand(Intent intent, int flags, int startId) {
        // 如果Service被终止，当资源允许情况下，重启service
        return START_STICKY;
    }

    @Override
    public void onDestroy() {
        super.onDestroy();

        if (Build.VERSION.SDK_INT >= Build.VERSION_CODES.JELLY_BEAN_MR2) {
            NotificationManager mManager = (NotificationManager) getSystemService(NOTIFICATION_SERVICE);
            mManager.cancel(NOTICE_ID);
        }

        Log.d(TAG, "DaemonService---->onDestroy，前台service被杀死");
        // 重启自己
        Intent intent = new Intent(getApplicationContext(), DaemonService.class);
        startService(intent);
    }
}

AndroidManifest.xml

<service
    android:name=".service.DaemonService"
    android:enabled="true"
    android:exported="true"
    android:process=":daemon_service" />

启动服务的代码

Intent i = new Intent(this, DaemonService.class);
if (Build.VERSION.SDK_INT >= Build.VERSION_CODES.O) {
    startForegroundService(i);
} else {
    startService(i);
}

这种保活方式，会在通知栏常驻一条通知。

2)、开启前台Service

这个其实跟(1)是相同的，区别在于这个方式将常驻通知栏移除了

DaemonService.java

@Override
public void onCreate() {
    super.onCreate();

    Log.i(TAG, "DaemonService---->onCreate被调用，启动前台service");
    //如果API大于18，需要弹出一个可见通知
    if (Build.VERSION.SDK_INT >= Build.VERSION_CODES.JELLY_BEAN_MR2) {
        Notification.Builder builder = new Notification.Builder(this);
        builder.setSmallIcon(R.mipmap.ic_launcher);
        builder.setContentTitle("KeepAppAlive");
        builder.setContentText("DaemonService is runing...");
        startForeground(NOTICE_ID, builder.build());
        // 如果觉得常驻通知栏体验不好
              // 可以通过启动CancelNoticeService，将通知移除，oom_adj值不变
              Intent intent = new Intent(this, CancelNoticeService.class);
        startService(intent);
    } else {
        startForeground(NOTICE_ID, new Notification());
    }
}

CancelNoticeService.java

/** 移除前台Service通知栏标志，这个Service选择性使用 */
public class CancelNoticeService extends Service {
    @Nullable
    @Override
    public IBinder onBind(Intent intent) {
        return null;
    }

    @Override
    public void onCreate() {
        super.onCreate();
    }

    @Override
    public int onStartCommand(Intent intent, int flags, int startId) {
        if(Build.VERSION.SDK_INT > Build.VERSION_CODES.JELLY_BEAN_MR2){
            Notification.Builder builder = new Notification.Builder(this);
            builder.setSmallIcon(R.mipmap.ic_launcher);
            startForeground(DaemonService.NOTICE_ID,builder.build());
            // 开启一条线程，去移除DaemonService弹出的通知
            new Thread(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    // 延迟1s
                    SystemClock.sleep(1000);
                    // 取消CancelNoticeService的前台
                    stopForeground(true);
                    // 移除DaemonService弹出的通知
                    NotificationManager manager = (NotificationManager)getSystemService(NOTIFICATION_SERVICE);
                    manager.cancel(DaemonService.NOTICE_ID);
                    // 任务完成，终止自己
                    stopSelf();
                }
            }).start();
        }
        return super.onStartCommand(intent, flags, startId);
    }

    @Override
    public void onDestroy() {
        super.onDestroy();
    }
}

AndroidManifest.xml

<service
    android:name=".service.DaemonService"
    android:enabled="true"
    android:exported="true"
    android:process=":daemon_service" />
<service
    android:name=".service.CancelNoticeService"
    android:enabled="true"
    android:exported="true"
    android:process=":service" />

同时启动两个service，共享同一个NotificationID，并且将他们同时置为前台状态，此时会出现两个前台服务，但通知管理器里只有一个关联的通知。这时我们在其中一个服务中调用 stopForeground(true)，这个服务前台状态会被取消，同时状态栏通知也被移除。另外一个服务并没有受到影响，还是前台服务状态，但是此时，状态栏通知已经没了！

3)、1 像素activity保活方案

屏幕关闭的时候打开一个1px的透明的activity，屏幕开启的时候再去finsh掉这个activty即可

OnepxActivity.java

public class OnepxActivity extends Activity {
    private BroadcastReceiver br;
    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        Window window = getWindow();
        window.setGravity(Gravity.LEFT | Gravity.TOP);
        WindowManager.LayoutParams params = window.getAttributes();
        params.x = 0;
        params.y = 0;
        params.height = 1;
        params.width = 1;
        window.setAttributes(params);
        //结束该页面的广播
        br = new BroadcastReceiver() {
            @Override
            public void onReceive(Context context, Intent intent) {
                LogUtils.d("OnepxActivity finish   ================");
                finish();
            }
        };
        registerReceiver(br, new IntentFilter("finish activity"));

        //检查屏幕状态
        checkScreenOn("onCreate");
    }

    /**
     * 检查屏幕状态  isScreenOn为true  屏幕“亮”结束该Activity
     * */
    private void checkScreenOn(String methodName) {
        LogUtils.d("from call method: " + methodName);
        PowerManager pm = (PowerManager) OnepxActivity.this.getSystemService(Context.POWER_SERVICE);
        boolean isScreenOn = pm.isScreenOn();
        LogUtils.i("isScreenOn: "+isScreenOn);
        if(isScreenOn){
            finish();
        }
    }

    @Override
    protected void onDestroy() {
        LogUtils.i("===onDestroy===");
        try{
            unregisterReceiver(br);
        }catch (IllegalArgumentException e){
            LogUtils.e("receiver is not resisted: "+e);
        }
        super.onDestroy();
    }

    @Override
    protected void onResume() {
        super.onResume();
        checkScreenOn("onResume");
    }
}

OnepxReceiver.java

public class OnepxReceiver extends BroadcastReceiver {
    private static OnepxReceiver receiver;
    @Override
    public void onReceive(Context context, Intent intent) {
        if (intent.getAction().equals(Intent.ACTION_SCREEN_OFF)) {//屏幕被关闭
            Intent it = new Intent(context, OnepxActivity.class);
            it.addFlags(Intent.FLAG_ACTIVITY_NEW_TASK);
            context.startActivity(it);
            LogUtils.i("1px--screen off-");
        } else if (intent.getAction().equals(Intent.ACTION_SCREEN_ON)) {//屏幕被打开
            context.sendBroadcast(new Intent("finish activity"));
            LogUtils.i("1px--screen on-");
        }
    }

    public static void register1pxReceiver(Context context) {
        if (receiver == null) {
            receiver = new OnepxReceiver();
        }
        context.registerReceiver(receiver, new IntentFilter(Intent.ACTION_SCREEN_OFF));
        context.registerReceiver(receiver, new IntentFilter(Intent.ACTION_SCREEN_ON));
    }

    public static void unregister1pxReceiver(Context context) {
        context.unregisterReceiver(receiver);
    }
}

4)、Service中循环播放一段无声音频

新建一个播放音乐的Service类，将播放模式改为无限循环播放。在其onDestroy方法中对自己重新启动。

PlayerMusicService.java

public class PlayerMusicService extends Service {
    private final static String TAG = PlayerMusicService.class.getSimpleName();
    private MediaPlayer mMediaPlayer;
 
    @Nullable
    @Override
    public IBinder onBind(Intent intent) {
        return null;
    }
 
    @Override
    public void onCreate() {
        super.onCreate();
        Logger.d(TAG, TAG + "---->onCreate,启动服务");
        mMediaPlayer = MediaPlayer.create(getApplicationContext(), R.raw.silent);
        mMediaPlayer.setLooping(true);
    }
 
    @Override
    public int onStartCommand(Intent intent, int flags, int startId) {
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                startPlayMusic();
            }
        }).start();
        return START_STICKY;
    }
 
    private void startPlayMusic() {
        if (mMediaPlayer != null) {
            Logger.d(TAG, "启动后台播放音乐");
            mMediaPlayer.start();
        }
    }
 
    private void stopPlayMusic() {
        if (mMediaPlayer != null) {
            Logger.d(TAG, "关闭后台播放音乐");
            mMediaPlayer.stop();
        }
    }
 
    @Override
    public void onDestroy() {
        super.onDestroy();
        stopPlayMusic();
        Logger.d(TAG, TAG + "---->onCreate,停止服务");
        // 重启
        Intent intent = new Intent(getApplicationContext(), PlayerMusicService.class);
        startService(intent);
    }
}

AndroidManifest.xml

<service
    android:name=".service.PlayerMusicService"
    android:enabled="true"
    android:exported="true"
    android:process=":music_service" />

启动服务的代码

Intent intent = new Intent(this, PlayerMusicService.class);
startService(intent);

这里就介绍保活的几种方式啦，到这里就介绍完啦。

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