Android 多進程介紹

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在Android中，默認情況下，同一應用的所有組件均運行在同一進程中，且大多數應用都不會改變這一點。不過，單進程開發并不是Android應用的全部，今天我們就來說說Android中的多進程開發以及多進程的使用場景。

多進程介紹

本篇文章內容基于Android Developer官網

進程

我們都知道Android系統是基于Linux改造而來的，進程系統也是一脈相承，進程，其實就是程序的具體實現。當程序第一次啟動，Android會啟動一個Linux進程（具體由Zygote fork出來）以及一個主線程，默認的情況下，所有組件都將運行在該進程內。同一個應用由系統分配一個獨立的Linux賬戶，該應用的產生的所有進程，都會是這同一個Linux賬戶。

使用多進程

在開發中，我們通常會使用修改清單文件的android:process來達到多進程的目的。activity、service、receiver?和?provider均支持android:process屬性，此屬性可以指定該組件應在哪個進程運行。如果android:process的value值以冒號開頭的話，那么該進程就是私有進程，如果是以其他字符開頭，那么就是公有進程，擁有相同?ShareUID?的不同應用可以跑在同一進程里，后續我會專門針對公私有進程做個試驗。另外，我們還可以通過設置application的android:process屬性，來設置所有組件的默認進程。

至于創建進程的具體源碼分析，網上有一篇很詳細的文章，在這就不重復造輪子了，有需要的朋友可以前往?理解Android進程創建流程

還有一種方法開啟進程，是通過JNI，利用C/C++，調用fork()方法來生成子進程，一般開發者會利用這種方法來做一些daemon進程，來實現防殺，保活等效果，不過不是太推薦，這么做，畢竟Android生態系統需要大家維護。

進程生命周期

剛剛聊了一下進程的“生”，作為一個生命周期，是時候該聊聊進程的“死”了。這里再次呼吁一下大家能正視進程的“死”，合理的利用多進程，適當的殺死不必要的進程才是本篇文章所關注的焦點，我們不要把“永生”作為自己的實現目標，Android設備內存就那么大，就像地球一樣，大家都永生了，生態系統就會破壞。那么Android系統是如何維護這個生態系統的呢？

其實也是類似于現實生活中的優勝略汰，Android利用重要性層次結構，就是將最重要的保留，殺掉不重要的進程。Android將重要性層次結構分為5個層級，分為了：（以下5級描述節選自Android進程生命周期）

前臺進程

用戶當前操作所必需的進程。如果一個進程滿足以下任一條件，即視為前臺進程：

托管用戶正在交互的?Activity（已調用?Activity?的?onResume()?方法）

托管某個?Service，后者綁定到用戶正在交互的?Activity

托管正在“前臺”運行的?Service（服務已調用?startForeground()）

托管正執行一個生命周期回調的?Service（onCreate()、onStart()?或?onDestroy()）

托管正執行其?onReceive()?方法的?BroadcastReceiver

通常，在任意給定時間前臺進程都為數不多。只有在內存不足以支持它們同時繼續運行這一萬不得已的情況下，系統才會終止它們。 此時，設備往往已達到內存分頁狀態，因此需要終止一些前臺進程來確保用戶界面正常響應。

這就需要依靠系統的資源。

可見進程

沒有任何前臺組件、但仍會影響用戶在屏幕上所見內容的進程。 如果一個進程滿足以下任一條件，即視為可見進程：

托管不在前臺、但仍對用戶可見的?Activity（已調用其?onPause()?方法）。例如，如果前臺?Activity?啟動了一個對話框，允許在其后顯示上一?Activity，則有可能會發生這種情況。

托管綁定到可見（或前臺）Activity?的?Service。

可見進程被視為是極其重要的進程，除非為了維持所有前臺進程同時運行而必須終止，否則系統不會終止這些進程。

服務進程

正在運行已使用?startService()?方法啟動的服務且不屬于上述兩個更高類別進程的進程。盡管服務進程與用戶所見內容沒有直接關聯，但是它們通常在執行一些用戶關心的操作（例如，在后臺播放音樂或從網絡下載數據）。因此，除非內存不足以維持所有前臺進程和可見進程同時運行，否則系統會讓服務進程保持運行狀態。

后臺進程

包含目前對用戶不可見的?Activity?的進程（已調用?Activity?的?onStop()?方法）。這些進程對用戶體驗沒有直接影響，系統可能隨時終止它們，以回收內存供前臺進程、可見進程或服務進程使用。 通常會有很多后臺進程在運行，因此它們會保存在 LRU （最近最少使用）列表中，以確保包含用戶最近查看的?Activity?的進程最后一個被終止。如果某個?Activity?正確實現了生命周期方法，并保存了其當前狀態，則終止其進程不會對用戶體驗產生明顯影響，因為當用戶導航回該?Activity?時，Activity?會恢復其所有可見狀態。 有關保存和恢復狀態的信息，請參閱?Activity文檔。

空進程

不含任何活動應用組件的進程。保留這種進程的的唯一目的是用作緩存，以縮短下次在其中運行組件所需的啟動時間。 為使總體系統資源在進程緩存和底層內核緩存之間保持平衡，系統往往會終止這些進程。

根據進程中當前活動組件的重要程度，Android 會將進程評定為它可能達到的最高級別。例如，如果某進程托管著服務和可見?Activity，則會將此進程評定為可見進程，而不是服務進程。

此外，一個進程的級別可能會因其他進程對它的依賴而有所提高，即服務于另一進程的進程其級別永遠不會低于其所服務的進程。 例如，如果進程 A 中的內容提供程序為進程 B 中的客戶端提供服務，或者如果進程 A 中的服務綁定到進程 B 中的組件，則進程 A 始終被視為至少與進程 B 同樣重要。

由于運行服務的進程其級別高于托管后臺?Activity?的進程，因此啟動長時間運行操作的?Activity?最好為該操作啟動服務，而不是簡單地創建工作線程，當操作有可能比?Activity?更加持久時尤要如此。例如，正在將圖片上傳到網站的?Activity?應該啟動服務來執行上傳，這樣一來，即使用戶退出?Activity，仍可在后臺繼續執行上傳操作。使用服務可以保證，無論?Activity?發生什么情況，該操作至少具備“服務進程”優先級。 同理，廣播接收器也應使用服務，而不是簡單地將耗時冗長的操作放入線程中。

Low Memory Killer

進程按照狀態分完重要性之后，就要開始殺進程了。Android的Low Memory Killer基于Linux的OOM機制，在Linux中，內存是以頁面(page)為單位，當申請頁面分配不足的時候，系統會通過Low Memory Killer來殺掉bad進程，釋放內存。Low Memory Killer會根據進程的adj級別以及所占的內存，來決定是否殺掉該進程，adj越大，占用內存越多，進程越容易被殺掉。

關于adj的分級，我們可以參考ProcessList.java，這里面的常量定義了ADJ的分級。（7.0以后的adj分級與之前的不太一樣(Processlist.java-Nougat)，這個我們后續可以研究一下具體的改動是什么）

adj分級：

UNKNOWN_ADJ = 16

級別最低級的進程，通常是被緩存的進程，但是系統也不清楚緩存的內容。

CACHED_APP_MAX_ADJ = 15

這是一個只托管不可見的活動的進程，因此可以在沒有任何中斷的情況下被殺死。

CACHED_APP_MIN_ADJ = 9

緩存進程，沒有英文解釋。

SERVICE_B_ADJ = 8

不活躍的服務，不想adj=5的服務那么活躍。

PS:這里說一句，在root以后，有的系統優化大師，會把所有服務統一調成adj=8這個級別，來達到內存優化的目的，后面我們會說到。

PREVIOUS_APP_ADJ = 7

被切換的進程，一般是用戶前一個使用的進程。兩個應用來回切換，那么前一個應用一般adj設置為7。

HOME_APP_ADJ = 6

與主應用程序有交互的進程。

SERVICE_ADJ = 5

活躍的服務進程。

HEAVY_WEIGHT_APP_ADJ = 4

高權重進程

BACKUP_APP_ADJ = 3

正在備份的進程

PERCEPTIBLE_APP_ADJ = 2

可感知進程（通常是前臺Service進程）

VISIBLE_APP_ADJ = 1

可見進程

FOREGROUND_APP_ADJ = 0

前臺進程

剩下的就是adj值為負數的進程，基本上都是系統集成，不在本文的討論范圍內。負數進程是不會被lmk殺掉的。

如何查看進程優先級

首先通過 adb shell ps 指令查找對應進程的pid

然后通過 adb shell cat /proc/${pid}/oom_adj（設備需要root）返回對應進程的adj值。

還可以把oom_adj替換成oom_score或者oom_score_adj來查看這兩項的數值，當oom_adj相同時，LowMemoryKiller會根據oom_score_adj和RSS內存大小來殺掉對應的進程。

查看設備的內存臨界值

我們可以通過adb shell cat 查看下面兩個文件

/sys/module/lowmemorykiller/parameters/adj

/sys/module/lowmemorykiller/parameters/minfree

（這里請注意，這兩個文件是只可以寫入的，cat之前請先用chmod賦予權限。）

adj 代表的是oom_score_adj的值，對應的minfree則代表內存臨界值。

比如我的測試機小米4C測試機對應的值就是：

adj: 0,58,117,176,529,1000

這個值其實是oom_score_adj的值，用這個值*17再除1000四舍五入取整數，就是對應的adj的值，例如第二個值58即為 58*17/1000 = 1，對應的adj也就是1，所以這6個值對應的adj是0，1，2，3，9，15。1000默認就是15

minfree: 18432,23040,27648,32256,56250,81250

這個值是頁值，一頁等于4KB，換算成MB大概是72，90，108，126，220，318

當可用內存小于318MB的時候，系統開始殺adj=15的進程，以此類推。

小結

以上，我們大概了解了一下Android進程、多進程、生命周期以及Low Memory Killer的相關知識。至于如何運用到實際開發當中，我們在下一篇文章《Android多進程使用場景》中繼續探討。

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