Android下寫一個永遠不會被KILL掉的進程/服務

Android下寫一個永遠不會被KILL掉的進程/服務

  Android 系統對於記憶體管理有自己的一套方法，為了保障系統有序穩定的運信，系統內部會自動分配，控製程序的記憶體使用量。當系統覺得當前的資源非常有限的時候，為了保證一些優先順序高的程式能運行，就會殺掉一些他認為不重要的程式或者服務來釋放記憶體。這樣就能保證真正對使用者有用的程式仍然再運行。如果你的 Service 碰上了這種情況，多半會先被殺掉。但如果你增加 Service 的優先順序就能讓他多留一會，我們可以用 setForeground(true) 來設定 Service 的優先順序。

 

為什麼是 foreground ? 預設啟動的 Service 是被標記為 background，當前啟動並執行 Activity 一般被標記為 foreground，也就是說你給 Service 設定了 foreground 那麼他就和正在啟動並執行 Activity 類似優先順序得到了一定的提高。當讓這並不能保證你得 Service 永遠不被殺掉，只是提高了他的優先順序。

 

有一個方法可以給你更清晰的示範，進入 $SDK/tools 運行命令

 

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# adb shell dumpsys activity|grep oom_adj   

   

Running Norm Proc # 6: oom_adj=  0 ProcessRecord{43635cf0 12689:com.roiding.netraffic/10028}   

Running Norm Proc # 5: oom_adj=  7 ProcessRecord{436feda0 12729:com.android.browser/10006}   

Running Norm Proc # 4: oom_adj=  8 ProcessRecord{4367e838 12761:android.process.acore/10016}   

Running Norm Proc # 3: oom_adj=  8 ProcessRecord{43691cd8 12754:com.google.process.gapps/10000}   

Running PERS Proc # 1: oom_adj=-12 ProcessRecord{43506750 5941:com.android.phone/1001}   

Running PERS Proc # 0: oom_adj=-100 ProcessRecord{4348fde0 5908:system/1000}

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返回的一大堆東西，觀察 oom_adj 的值，如果是大於 8 一般就是屬於 backgroud 隨時可能被幹掉，數值越小證明優先順序越高，被幹掉的時間越晚。你看phone的程式是 -12 說明電話就是電話，其他什麼都幹了了，也的能接電話對吧。另外還有一個 -100 的，更邪乎因為是 system 如果他也完蛋了，你得系統也就掛了。

 

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從Android 1.5開始，一個已啟動的service可以調用startForeground(int, Notification)將service置為foreground狀態，調用stopForeground(boolean)將service置為 background狀態。

 

我們會在調用startForeground(int, Notification)傳入參數notification，它會在狀態列裡顯示進行中的foreground service。background service不會在狀態列裡顯示。 

 

在Android 1.0中，將一個service置為foreground狀態：

 

setForeground(true); 

mNM.notify(id, notification);

將一個service置為background狀態：

 

mNM.cancel(id); 

setForeground(false);

對比看出，在1.0 API中調用setForeground(boolean)只是簡單的改變service的狀態，使用者不會有任何覺察。新API中強制將 notification和改變service狀態的動作綁定起來，foreground service會在狀態列顯示，而background service不會。

 

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通過在androidmanifest.xml中的application標籤中加入android:persistent="true"屬性後的確就能夠達到保證該應用程式所在進程不會被LMK殺死。但有個前提就是應用程式必須是系統應用，也就是說應用程式不能採用通常的安裝方式。必須將應用程式的apk包直接放到/system/app目錄下。而且必須重啟系統後才會生效。

 

除了一般的幾種優先順序外，還存在著coreserver，system這樣的永遠不會被LMK回收的優先順序。系統中的電話應用就是coreserver優先順序的。

 

通過查看原始碼可以知道，只有應用程式的flag同時為FLAG_SYSTEM和FLAG_PERSISTENT時，才會被設定為coreserver優先順序

 

if ((info.flags&(ApplicationInfo.FLAG_SYSTEM|ApplicationInfo.FLAG_PERSISTENT))

                == (ApplicationInfo.FLAG_SYSTEM|ApplicationInfo.FLAG_PERSISTENT)) {

            app.persistent = true;

            app.maxAdj = CORE_SERVER_ADJ;

        }

FLAG_SYSTEM在應用程式apk放在/system/app下時會被設定。所以才會出現只設定android:persistent="true"仍然會被殺死的情況。

 

測試時發現，將應用程式放到/system/app後不重啟系統，仍然會被識別為普通的進程。當系統重新啟動時，會在一開始就啟動該進程並把它優先順序設定為coreserver。

 

通過dumpsys activity命令能夠很明顯的看出其中差別。

 

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Running processes (most recent first):

    App  # 3: adj=   2/1 ProcessRecord{30858c20 1877:com.android.email/10014} (started-services)

    PERS # 2: adj=-100/0 ProcessRecord{308fb390 1713:system/1000} (fixed)

    App  # 1: adj=   0/0 ProcessRecord{30908198 1794:android.process.acore/10005} (top-activity)

    PERS # 0: adj= -12/0 ProcessRecord{3090d488 1789:xiao.xiong.test/10026} (fixed)

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而且adj=-12時，這個進程通過ddms手動stop後會立即啟動

 

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方法

對於一個service，可以首先把它設為在前台運行：

 

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public void MyService.onCreate() {

        super.onCreate();

        Notification notification = new Notification(android.R.drawable.my_service_icon,"my_service_name",System.currentTimeMillis());

        PendingIntent p_intent = PendingIntent.getActivity(this, 0,

                new Intent(this, MyMainActivity.class), 0);

        notification.setLatestEventInfo(this, "MyServiceNotification, "MyServiceNotification is Running!",p_intent);

        Log.d(TAG, String.format("notification = %s", notification));

        startForeground(0x1982, notification);   // notification ID: 0x1982, you can name it as you will.

}

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相較於/data/app下的應用，放在/system/app下的應用享受更多的特權，比如若在其Manifest.xml檔案中設定persistent屬性為true，則可使其免受out-of-memory killer的影響。

 

如應用程式'Phone'的AndroidManifest.xml檔案：

 

<application android:name="PhoneApp"

                 android:persistent="true"

                 android:label="@string/dialerIconLabel"

                 android:icon="@drawable/ic_launcher_phone">

         ...

    </application>

設定後app提升為系統核心層級，任何情況下不會被kill掉, settings->applications裡面也會屏蔽掉stop操作。

 

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這樣設定前的log:   

Proc #19: adj=svc  /B 4067b028 255:com.xxx.xxx/10001 (started-services)

    # cat /proc/255/oom_adj

    4

設定後的log:  

PERS #19: adj=core /F 406291f0 155:com.xxx.xxx/10001 (fixed)

    # cat /proc/155/oom_adj

     -12                # 這是CORE_SERVER_ADJ

註：init進程的oom_adj為-16（即SYSTEM_ADJ）： cat  /proc/1/oom_adj

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Android相關部分分析

在檔案frameworks/base/services/java/com/android/server/am/ActivityManagerService.java中有以下的代碼：

 

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final ProcessRecord addAppLocked(ApplicationInfo info) {

        ProcessRecord app = getProcessRecordLocked(info.processName, info.uid);

 

        if (app == null) {

            app = newProcessRecordLocked(null, info, null);

            mProcessNames.put(info.processName, info.uid, app);

            updateLruProcessLocked(app, true, true);

        }    

 

        if ((info.flags&(ApplicationInfo.FLAG_SYSTEM|ApplicationInfo.FLAG_PERSISTENT))

                == (ApplicationInfo.FLAG_SYSTEM|ApplicationInfo.FLAG_PERSISTENT)) {

            app.persistent = true;

            app.maxAdj = CORE_SERVER_ADJ;             // 這個常數值為-12。

        }    

        if (app.thread == null && mPersistentStartingProcesses.indexOf(app) < 0) {

            mPersistentStartingProcesses.add(app);

            startProcessLocked(app, "added application", app.processName);

        }    

 

        return app;

    }

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可見要想成為core service （即app.maxAdj = CORE_SERVER_ADJ(-12)），應用程式需要FLAG_SYSTEM和FLAG_PERSISTENT兩個標誌，FLAG_SYSTEM指的是應用位於/system/app下，FLAG_PERSISTENT就是指persistent屬性。

 

而對於frameworks/base/services/java/com/android/server/SystemServer.java，則調用ActivityManagerService.setSystemProcess();

 

把自己的 app.maxAdj 設定成SYSTEM_ADJ，即-16。

 

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Android中的進程是託管的，當系統進程空間緊張的時候，會依照優先順序自動進行進程的回收。由此帶來三個問題：

 

回收規則:  什麼時候回收與回收哪一個？

避免誤殺:  如何阻止被回收？

資料恢複與儲存:  被回收了怎麼辦？

Android將進程分為6個等級,它們按優先順序順序由高到低依次是:

 

前台進程( FOREGROUND_APP)

可視進程(VISIBLE_APP )

次要服務進程(SECONDARY_SERVER )

後台進程 (HIDDEN_APP)

內容供應節點(CONTENT_PROVIDER)

空進程(EMPTY_APP)

特徵：

 

如果一個進程裡面同時包含service和可視的activity，那麼這個進程應該歸於可視進程，而不是service進程。

另外，如果其他進程依賴於它的話，一個進程的等級可以提高。例如，一個A進程裡的service被綁定到B進程裡的組件上，進程A將總被認為至少和B進程一樣重要。

系統中的phone服務被劃分到前台進程而不是次要服務進程.

在android中，進程的oom_adj值也就代表了它的優先順序。oom_adj值越高代表該進程優先順序越低。檔案/init.rc中有以下屬性設定：

 

setprop ro.FOREGROUND_APP_ADJ       0

    setprop ro.VISIBLE_APP_ADJ                     1

    setprop ro.SECONDARY_SERVER_ADJ   2

    setprop ro.HIDDEN_APP_MIN_ADJ           7

    setprop ro.CONTENT_PROVIDER_ADJ  14

    setprop ro.EMPTY_APP_ADJ                    15

/init.rc中，將PID為1的進程(init進程)的oom_adj設定為SYSTEM_ADJ(-16):

 

# Set init its forked children's oom_adj.

    write /proc/1/oom_adj –16

查看本機設定：

 

cat /sys/module/lowmemorykiller/parameters/adj

0,1,2,7,14,15

回收時，檔案/init.rc中:

 

setprop ro.FOREGROUND_APP_MEM       1536      //    6M

   setprop ro.VISIBLE_APP_MEM                     2048     //    8M

   setprop ro.SECONDARY_SERVER_MEM   4096     //  16M

   setprop ro.HIDDEN_APP_MEM                     5120     //  20M

   setprop ro.CONTENT_PROVIDER_MEM    5632     //  22.4M

   setprop ro.EMPTY_APP_MEM                      6144     //  24M

這些數字也就是對應的記憶體閾值，一旦低於該值，Android便開始按順序關閉相應等級的進程。

注意這些數位單位是page： 1 page = 4 kB。所以上面的六個數字對應的就是(MB): 6,8,16,20,22,24。

 

查看現在的記憶體閾值設定：

 

cat /sys/module/lowmemorykiller/parameters/minfree

要想重新設定該值（對應不同的需求）:

 

echo   "1536,2048,4096,5120,15360,23040">/sys/module/lowmemorykiller/parameters/minfree

這樣當可用記憶體低於90MB的時候便開始殺死"空進程"，而當可用記憶體低於60MB的時候才開始殺死"內容供應節點"類進程。

 

具體的回收實現在ActivityManagerService.java中的函數trimApplications()：

 

首先移除package已被卸載的無用進程；

基於進程目前狀態，更新oom_adj值，然後進行以下操作：

1) 移除沒有activity在啟動並執行進程;

2) 如果AP已經儲存了所有的activity狀態，結束這個AP。

最後，如果目前還是有很多activities 在運行，那麼移除那些activity狀態已經儲存好的activity。

更新oom_adj的值：

 

在ActivityManagerService.java檔案的ComputeOomAdjLocked() 中計算出進程的oom_adj，例如:

 

if (app == TOP_APP) {

            // The last app on the list is the foreground app.

            adj = FOREGROUND_APP_ADJ;

            app.adjType = "top-activity";

        }

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Android kernel中的low memory killer

 

Android的Low Memory Killer根據需要（當系統記憶體短缺時）殺死進程釋放其記憶體，原始碼在kernel/drivers/misc/lowmemorykiller.c中。簡單說，就是尋找一個最合適的進程殺死，從而釋放它佔用的記憶體。

 

最合適的進程是:

 

oom_adj越大

佔用實體記憶體越多

一旦一個進程被選中，核心會發送SIGKILL訊號將之殺死：

 

複製代碼

for_each_process(p) {

        ……

        if(selected == NULL ||   p->oomkilladj > selected->oomkilladj ||

              (p->oomkilladj == selected->oomkilladj && tasksize > selected_tasksize))

        {

             selected = p;

        }

   }

   if(selected != NULL) {

        force_sig(SIGKILL, selected);

   }

複製代碼

查看LRU列表：adb shell dumpsys activity

 

當activitydemo在前台時：

 

包含Service的進程的優先順序比較高，在computeOomAdjLocked中將其分為了兩小類:

 

複製代碼

static final int MAX_SERVICE_INACTIVITY = 30*60*1000;                 

      if (now < (s.lastActivity+MAX_SERVICE_INACTIVITY)) {

               if (adj > SECONDARY_SERVER_ADJ) {

                            adj = SECONDARY_SERVER_ADJ;

                            app.adjType = "started-services";

                            app.hidden = false;

               }

      }

      if (adj > SECONDARY_SERVER_ADJ) {

                        app.adjType = "started-bg-services";

      }

複製代碼

完全讓進程不被kill是不可能的，我們可以通過一些操作，使進程被kill的幾率變小：

 

提高進程的優先順序:

* 後台操作採用運行於前台的Service形式，因為一個運行著service的進程比一個運行著後台activity的等級高；

* 按back鍵使得進程中的activity在後台運行而不是destory，需重載back按鍵(沒有任何activity在啟動並執行進程優先被殺).

* 依賴於其他優先順序高的進程；

強制修改進程屬性：

* 在進程中設定：setPersistent(true);

* 在Manifest檔案中設定（如上）。