一文读懂Android进程及TCP动态心跳保活一文读懂Android进程及TCP动态心

一直以来，APP进程保活都是 各软件提供商 和 个人开发者 头疼的问题。毕竟一切的商业模式都建立在用户对APP的使用上，因此保证APP进程的唤醒，提升用户的使用时间，便是软件提供商和个人开发者的永恒追求。
面对国内GCM(Google Cloud Messaging)推送服务不可用，也未出现一个统一市场PUSH平台的现状。早期的第三方软件一般通过维持一个终端与远端服务器之间的TCP长连接，达到PUSH拉活和消息及时送达的目的。
而为了维持这个TCP长连接不断开，前提条件就是保证自己APP的后台服务进程，不会被杀死（因为只有活着的终端进程才能定期与远端服务器通信，保证长连接不断连）。
因此在Android发布的早期，各种技术论坛和GitHub出现了五花八门、各显神通的App进程保活方案；如今随着Android系统的逐渐完善，各种进程保活方案不断受到限制，想要做到Android进程保活已经不太容易。
一般来说，Android进程保活主要有以下两方面工作：

进程保活：保持进程不被系统杀死或进程被杀后可以重新拉起。
早期Android，对于后台运行的Service服务进程限制较小，第三方软件保证自己APP后台服务进程长时间运行相对容易，但仍然是有被系统杀死的可能。
这个阶段随着APP的不断增多，许多第三方APP开始利用系统漏洞（早期的Android系统尚不完善，可利用的漏洞较多），在APP进入后台或系统准备休眠时，通过各种所谓的黑科技（实际为流氓手段）保证自己的APP进程不被杀死，甚至阻止系统休眠。
伴随随着这类软件的不断增多，最终造成的结果是，用户侧手机卡顿、待机时间短、耗电量增加。
TCP保活：保证终端与远端服务器之间的TCP长连接不断连。
在App进程保活的基础上，一般通过使用Android系统RCT时钟 Alarm每5~10分钟唤醒一次系统，并发送一条只有几个字节的TCP保活消息，来维持终端与远端服务器之间的TCP长连接不断开。

一、Android早期进程保活这里简单回顾一下，Android早期App进程保活的各种方案。

通过Service的onStartCommand方法中返回 START_STICKY：
当Service的onStartCommand方法返回 START_STICKY 时，若当前Service因内存不足被系统清理掉，待内存再次空闲时，系统将会尝试重新创建此Service，一旦创建成功后将回调onStartCommand方法，但其中的Intent将是NULL。
1像素透明Activity进程保活：
监测到Android系统息屏时，启动一个1像素的前台透明Activity，欺骗系统，使其认为该应用为一个前台应用而不会被清理（据说淘宝早期就使用过这种方案）。
开启前台服务：
利用系统漏洞，创建一个 不包含系统通知栏 或 透明系统通知栏 的前台服务，提升App进程的系统优先级，使其不被系统清理。
Fork Native守护进程：
Android 5.0 以前，App内部 fork 出来的 native进程 不受系统管控。系统在杀死 App进程时，只会杀死对应的Java进程。
因此诞生了一大批流氓软件，通过fork native进程，在 App 的 Java 进程被杀死的时候，通过 ActivityManager 重新拉起被杀死的进程，从而达到“进程永生”的目的（这个方案据说最初由360提出，后来大家纷纷效仿）。
通过其他活跃App拉起：
进程保活的后期，又出现一种进程保活的方案。
多个App组成一个联盟，只要有一个App被用户使用，其他所有联盟内的App进程都会被拉起，以此来保证消息的及时到达。
例如：集成个推、极光推送的App，可以通过前台活跃的App拉起不活跃的App进程，提升所有集成个推、极光推送的第三方App推送消息的到达率。

注：
当前随着Android系统的不断完善，以上方案大多不再有效。
二、Android各版本后台进程限制 Android系统源码的开放，加之早期的系统尚不完善，众多应用软件提供商通过对AOSP各版本源码的深入解读，提出了各种所谓黑科技的保活方案，保证自己的应用程序进程不被系统清理。这段时期可谓是魑魅横行、群魔乱舞；Android手机用户则是苦不堪言，Android手机卡顿、待机时间短等问题也为人所诟病。
随着Android系统的不断完善，Google和国内终端手机厂商也对Android系统做了很多的改进，如今已经基本封死了第三方应用各种所谓黑科技流氓保活方案。

Android后台进程限制；
国内手机厂商后台进程限制；

2.1 Android后台进程限制
如今Google每年发布的AOSP（Android Open Source Project）新版本中，每个版本均不断增加后台服务进程限制的相关条款，一方面是为了限制第三方App后台服务进程的运行，节省用户手机资源与电量消耗；另一方面，增加后台服务进程限制也是在保护用户的隐私。
Android 5.0 开始，Android系统开始以uid为标识，查杀APP进程组，通过杀死整个进程组来杀死App进程，因此通过fork native 进程守护App进程这种方式从此不再有效。

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Android 6.0开始，引入了Doze模式用户拔下设备的电源插头，并在屏幕关闭后的一段时间后，设备会进入Doze模式。

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在Doze模式下，系统会尝试通过限制应用访问网络和占用CPU资源的措施来节省电量，阻止应用访问网络，并延迟作业与Alarm闹钟。
系统会定期退出Doze模式一小段时间，让应用完成其延迟的活动。在此维护期内，系统会运行所有待处理的同步操作、Alarm闹钟，并允许应用访问网络。
随着时间的推移，系统进入维护期的次数越来越少，这有助于在设备未连接至充电器的情况下长期处于Doze模式状态降低耗电量。

Android 7.0开始，加强了Doze模式，进入Doze模式不再要求设备静止状态。
只要屏幕关闭了一段时间，且设备未插入电源，设备就会进入Doze模。

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Android 8.0开始，加强了应用后台执行限制：

不能再通过startService创建后台服务，否则将抛出异常；但可通过 Context.startForegroundService() 方法启动一个带通知栏提醒的前台服务；
应用处于后台时，会对后台应用检索用户当前位置信息的频率进行限制。应用每小时仅接收几次位置信息更新。
广播限制：第三方应用将无法通过在AndroidManifest注册静态广播来接收大部分的系统隐式广播，以减少App对手机的唤醒，从而节省手机的电量；动态注册不受影响。

Android 9.0开始，进一步加强了应用后台执行限制：

后台应用不再可以访问麦克风和摄像头，传感器（加速度传感器、陀螺仪）；
创建前台服务需要申请普通权限：FOREGROUND_SERVICE。

Android 10开始，再进一步加强了应用后台执行限制：

应用在后台运行时，访问手机位置需要动态申请ACCESS_BACKGROUND_LOCATION权限，用户则可以选择拒绝；
应用在后台运行时，对后台应用启动Activity进行限制（运行前台服务的应用仍然会被应用看做“后台”应用）。

Android 11开始，再进一步完善了应用后台访问位置限制：

在Android11设备上，对于targetSdkVersion=30(Android 11)的应用，需先申请前台位置权限，后申请后台位置权限。
在Android11设备上，对于targetSdkVersion=30(Android 11)的应用，同时申请前台、后台位置权限时，系统会忽略该请求，无任何响应（需首先获取前台位置权限，再次申请后台位置权限）。
在Android11设备上，对于targetSdkVersion<=29(Android 10)的应用，同时申请前台、后台位置权限时，对话框不再提示始终允许字样，而是提供了位置权限的设置入口，需要用户在设置页面选择始终允许才能获得后台位置权限。

2.2 手机厂商后台进程限制
Google新发布的各版本主要还是限制第三方App后台进程服务的运行，而国内各终端厂商则在AOSP的基础上增加了Alarm的限制。
国内手机厂商（华米OV等）在手机系统休眠后，第三方App注册的Alarm定时唤醒闹钟几乎全部无效！！！
“Google的后台进程限制” 与 “国内手机厂商Alarm限制”相叠加的双重影响是：
彻底封死了 “第三方手机软件” 利用 “Alarm闹钟” 定时唤醒手机系统，维持 “终端” 与 “远端服务器” 之间的TCP长连接。达到远端服务器可随时拉起终端App，提升APP用户端使用时长（提升APP的DAU）这一方案。

国内手机厂商 Alarm 限制；
国内手机厂商后台进程限制；

2.2.1 手机厂商 Alarm 限制国内终端手机厂商，不同厂商对应的Alarm限制方案也不相同，但目前已知的大概有以下两个方向：

Alarm 对齐机制：
当手机系统黑屏休眠时，部分国内的手机品牌，会忽略 “第三方APP” 设置的 “Alarm唤醒周期”，强制将所有注册Alarm闹钟的APP，做Alarm唤醒周期对齐。
例如：假设有三款App，其设定的Alarm唤醒周期分别为1分钟、3分钟、5分钟。手机会直接忽略以上三款App的Alarm唤醒周期设定，强制将Alarm唤醒对齐为每5分钟唤醒一次。
系统休眠时，将所有App的唤醒时间做对齐，来减少手机的唤醒次数，节省用户的待机电量消耗。
Alarm 无效：
当手机系统黑屏休眠时，部分国内的手机品牌，忽略 “第三方APP” 注册的全部Alarm，导致第三方应用注册的Alarm无效。

2.2.2 手机厂商后台进程限制除了以上Alarm限制外，对于后台运行进程，不同终端厂商也进行了不同的限制。例如，部分终端厂商增加了后台进程耗电监测机制。

后台进程耗电监测机制：
当手机系统黑屏休眠时，部分国内的手机品牌，会启动一个耗电监测进程，若发现某个后台进程持续耗电，将直接杀死耗电进程。

三、手机厂商进程白名单前边说道第三方App进程若在后台运行，会受到国内厂商Alarm限制、后台耗电监测等限制。但也有例外情况，比如：微信。
这里可以将其归结为以下两个白名单：

Alarm 对齐白名单：
微信 这个体量的App 会被直接添加到，国内手机厂商的Alarm 对齐白名单中。白名单中的进程，系统休眠时的Alarm唤醒将不再受到限制。
系统守护进程白名单：
若能达到微信的体量，国内手机厂商甚至可能会将其添加到 系统守护进程白名单。该白名单中的进程，若某些原因后台进程被杀，系统守护进程会在一定时间内迅速拉起该进程，从而保证进程的活跃。

四、Push推送建议方案前边回顾了这几年在进程保活这个问题上，各软件提供商与Android系统研发制造商之间互相博弈过程。
如今在“Google的后台进程限制” 与 “国内手机厂商Alarm限制”双重限制下，第三方软件希望做到App进程常驻后台已经不太可能。
但每一个第三方App，基本都存在消息Push的需求。对于消息PUSH需求，第三方APP可使用的方案是什么？

接入终端手机厂商 Push通道；
进程添加到厂商进程保活白名单；

4.1 接入厂商 Push通道
在当前环境下的建议实现方案：接入终端手机厂商Push通道。
接入各终端厂商的Push通道，是最简单的实现方案。
厂商的Push通道常驻内存，所有第三方App接入厂商Push后

即能保证消息及时准确的到达，又可以减少终端用户手机的常驻进程，延长用户手机的待机时长

，可以说是对双方都有利。

接入厂商PUSH 终端侧实现方案；
接入厂商Push的到达率上的注意点。

4.1.1 接入厂商PUSH 终端方案接入厂商PUSH 终端方案，终端侧可通过创建与维护一个单独的推送 Module 模块，其中集成 华为、小米、VIVO、OPPO、中兴 5家厂商的Push SDK；其他终端厂商的Push到达，可通过接入 个推 或 极光推送来实现。

华米OV 等头部手机厂商：
通过接入华米OV等头部厂商PUSH通道，保证市场上大多数手机用户的PUSH到达率；
其他非头部手机厂商：
通过极光或个推等第三方市场占有率较高的PUSH实现方案，来覆盖除华米OV 等头部手机厂商外的其他终端手机，保证市场上少部分手机用户的PUSH到达率；

采用这个方案，研发人员需要开发和维护6个Push SDK组成的Module模块。因此，接入厂商PUSH，优点和缺点可归结如下。

优点：可以很好的保证 PUSH到达率；
缺点：开发与维护成本增加。
国内头部手机终端厂商较多，研发的同学在一个App中需要同时维护华为、小米、VIVO、OPPO、中兴、魅族等一系列厂商的PUSH SDK，研发维护成本急剧增加。

4.1.2 接入厂商Push的注意点

接入厂商Push的注意点；
将来终端手机厂商 PUSH渠道可能收费。

接入厂商Push的注意点
接入厂商PUSH，在PUSH到达上仍有不同的限制条件，这一点也需要相关研发人员仔细研究各终端厂商PUSH的接入文档。
例如OPPO，存在一个PUSH配额问题：
OPPO PUSH配额是 OPPO推送消息的数量限制规则。每天的Push量超过这个PUSH配额，OPPO将不再下发Push。
OPPO PUSH配额官方描述：
https://open.oppomobile.com/wiki/doc#id=10200
OPPO PUSH配额官方描述如下：

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将来终端手机厂商 PUSH渠道可能收费。
目前终端手机厂商的PUSH渠道均是免费为开发者使用的，但随着全市场的PUSH通道均为各终端厂商把控后，第三方APP的消息PUSH也许存在收费的可能。个人认为厂商PUSH渠道 收费 在不久的将来可能性还是很大的。
4.2 添加到厂商进程保活白名单
终端手机厂商追求的还是利益，因此只要给钱或有钱赚，没什么不可谈的。
与国内各终端厂商谈合作添加到对应的进程白名单中。
这个方案，需要与各终端厂商合作达成利益上的同盟或找到利益契合点，从而使终端厂商为您的App开放进程保活白名单。
若 您的公司与各终端厂商达成了利益同盟，恭喜您可以考虑采用维持一个终端与远端服务器的TCP长连接，实现消息及时到达终端，提升用户端App使用时长的PUSH方案了。
五、TCP 动态心跳方案前边提到，若APP用户体量足够大 或 与各终端厂商达成了利益同盟，可以考虑维持一个终端与远端服务器的TCP长连接，实现消息及时到达终端，提升用户端App使用时长。

TCP心跳相关标准；
维持 TCP心跳不断连；
TCP动态心跳方案。

5.1 TCP心跳相关标准
在Android下，通过自建 TCP长连接来进行Push消息推送，TCP长连接若存活，消息Push才能及时送达。
而说到TCP心跳，那什么是TCP心跳，TCP消息的结构又是什么？
rfc5626 4.4.1 Keep-Alive with CRLF标准中，关于SIP消息的TCP心跳给出了标准。

Keep-Alive with CRLF；
CRLF 详细说明；
ping pong 心跳消息。

5.1.1 Keep-Alive with CRLF rfc5626 4.4.1 Keep-Alive with CRLF中，SIP消息TCP心跳标准可以如下描述：

终端侧需每隔一段时间（心跳间隔时间）需发送一个“ping”(double CRLF）消息，到远端服务器侧；
终端发送“ping”消息后，若在10s之内未收到远端服务端的“pong”(CRLF)消息，则终端认为与服务端的连接失败。

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5.1.2 CRLF 详细说明根据rfc5626 4.4.1 Keep-Alive with CRLF标准：

终端上行的ping消息为 CRLFCRLF；
远端服务器下行的pong消息为 CRLF；

pong消息为CRLF ，含义是 回车+换行 符；
ping消息为double CRLF，也就是CRLFCRLF 含义是 回车换行回车换行 符。
CRLF 在ASCII表中与 16进制数据的对应关系，如下图所示：

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ASCII的对应表中查看：

ping心跳消息CRLFCRLF，对应的16进制数据为0d0a0d0a；
pong心跳消息CRLF，对应的16进制数据为0d0a；

心跳	含义	缩写	十六进制
ping	终端上行心跳数据	CRLFCRLF	0d0a0d0a
pong	远端服务器下行心跳数据	CRLF	0d0a

5.1.3 ping pong 心跳消息这一节关于 ping pong心跳消息，从其消息发送接收流程、WireShark现网数据抓包、消息结构举例三方面进行介绍。

ping pong 心跳流程；
ping pong 心跳WireShark抓包；
ping pong 心跳消息举例。

ping pong 心跳流程：
ping pong 心跳消息的发送/接收流程，如下图所示：

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终端侧需每隔一段时间（心跳间隔时间）需发送一个“ping”(double CRLF 0xd0xa0xd0xa）消息，到远端服务器侧；
终端发送“ping”消息后，若在10s之内未收到远端服务端的“pong”(CRLF 0xd0xa)消息，则终端认为与服务端的连接失败。

ping pong 心跳WireShark抓包：
ping pong 心跳WireShark抓包如下图所示：

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ping pong 心跳消息举例：
ping pong 心跳消息的举例如下所示：

// 终端侧发送： TCP Ping：0d 0a 0d 0aFrame 2427: 60 bytes on wire (480 bits), 60 bytes captured (480 bits) Linux cooked capture v1 Internet Protocol Version 4, Src: 10.xxx.xxx.xxx, Dst: 183.xxx.xxx.xxx Transmission Control Protocol, Src Port: 46649, Dst Port: 5460, Seq: 21, Ack: 11, Len: 4 Source Port: 46649 Destination Port: 5460 [Stream index: 3] [TCP Segment Len: 4] Sequence Number: 21(relative sequence number) Sequence Number (raw): 149531750 [Next Sequence Number: 25(relative sequence number)] Acknowledgment Number: 11(relative ack number) Acknowledgment number (raw): 3481893389 0101 .... = Header Length: 20 bytes (5) Flags: 0x018 (PSH, ACK) Window: 65535 [Calculated window size: 65535] [Window size scaling factor: -1 (unknown)] Checksum: 0x727d [unverified] [Checksum Status: Unverified] Urgent Pointer: 0 [SEQ/ACK analysis] [Timestamps] TCP payload (4 bytes) Data (4 bytes) Data: 0d0a0d0a [Length: 4]// 终端侧接收：TCP ACKFrame 2432: 56 bytes on wire (448 bits), 56 bytes captured (448 bits) Linux cooked capture v1 Internet Protocol Version 4, Src: 183.xxx.xxx.xxx, Dst: 10.xxx.xxx.xxx Transmission Control Protocol, Src Port: 5460, Dst Port: 46649, Seq: 11, Ack: 25, Len: 0 Source Port: 5460 Destination Port: 46649 [Stream index: 3] [TCP Segment Len: 0] Sequence Number: 11(relative sequence number) Sequence Number (raw): 3481893389 [Next Sequence Number: 11(relative sequence number)] Acknowledgment Number: 25(relative ack number) Acknowledgment number (raw): 149531754 0101 .... = Header Length: 20 bytes (5) Flags: 0x010 (ACK) Window: 21476 [Calculated window size: 21476] [Window size scaling factor: -1 (unknown)] Checksum: 0x7279 [unverified] [Checksum Status: Unverified] Urgent Pointer: 0 [SEQ/ACK analysis] [Timestamps]// 终端侧接收：TCP Pong：0d 0aFrame 2433: 58 bytes on wire (464 bits), 58 bytes captured (464 bits) Linux cooked capture v1 Internet Protocol Version 4, Src: 183.xxx.xxx.xxx, Dst: 10.xxx.xxx.xxx Transmission Control Protocol, Src Port: 5460, Dst Port: 46649, Seq: 11, Ack: 25, Len: 2 Source Port: 5460 Destination Port: 46649 [Stream index: 3] [TCP Segment Len: 2] Sequence Number: 11(relative sequence number) Sequence Number (raw): 3481893389 [Next Sequence Number: 13(relative sequence number)] Acknowledgment Number: 25(relative ack number) Acknowledgment number (raw): 149531754 0101 .... = Header Length: 20 bytes (5) Flags: 0x018 (PSH, ACK) Window: 21476 [Calculated window size: 21476] [Window size scaling factor: -1 (unknown)] Checksum: 0x727b [unverified] [Checksum Status: Unverified] Urgent Pointer: 0 [SEQ/ACK analysis] [Timestamps] TCP payload (2 bytes) Data (2 bytes) Data: 0d0a [Length: 2]// 终端侧发送：TCP ACKFrame 2434: 56 bytes on wire (448 bits), 56 bytes captured (448 bits) Linux cooked capture v1 Internet Protocol Version 4, Src: 10.xxx.xxx.xxx, Dst: 183.xxx.xxx.xxx Transmission Control Protocol, Src Port: 46649, Dst Port: 5460, Seq: 25, Ack: 13, Len: 0 Source Port: 46649 Destination Port: 5460 [Stream index: 3] [TCP Segment Len: 0] Sequence Number: 25(relative sequence number) Sequence Number (raw): 149531754 [Next Sequence Number: 25(relative sequence number)] Acknowledgment Number: 13(relative ack number) Acknowledgment number (raw): 3481893391 0101 .... = Header Length: 20 bytes (5) Flags: 0x010 (ACK) Window: 65535 [Calculated window size: 65535] [Window size scaling factor: -1 (unknown)] Checksum: 0x7279 [unverified] [Checksum Status: Unverified] Urgent Pointer: 0 [SEQ/ACK analysis] [Timestamps]

5.2 维持 TCP心跳不断连
TCP长连接的存活且有效，终端才能维持与远端服务器的TCP心跳，保证消息及时准确的到达。
因此影响TCP长连接稳定状态的因素，值得研发人员重点关注：

运营商 NAT超时；
终端网络状态变化。

5.2.1 运营商 NAT超时 NAT(Network Address Translation) 是运营商的一个地址转换网关。生活中最常见的NAT设备，是我们家中使用的路由器。
国内运行商网络下，因为 IP v4 的 IP 数量有限，运营商分配给手机终端的 IP 是运营商内网的 IP，手机要连接 Internet，需要通过运营商的网关做一个网络地址转换(Network Address Translation，NAT)。

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简单的说运营商的网关需要维护一个外网 IP、端口到内网 IP、端口的对应关系，以确保内网的手机可以跟 Internet 的服务器通讯。

内网地址	外网地址
192.168.0.3:8888	120.132.92.21:9202
192.168.0.2:5566	120.132.92.21:9200

如上表所示：

NAT设备会根据NAT表对发送和接收的数据做修改, 比如将192.168.0.3:8888发出去的数据封包改成120.132.92.21:9202，外部就认为他们是在和120.132.92.21:9202通信。
NAT设备会将120.132.92.21:9202收到的封包数据 IP和端口改成192.168.0.3:8888 再发给内网的主机，这样内部和外部就能互相通信了。
但如果192.168.0.3:8888 == 120.132.92.21:9202这一映射因为某些原因被NAT设备淘汰了，那么外部设备就无法与192.168.0.3:8888通信了。

为了节省资源，大部分国内移动网络运营商在链路一段时间没有数据通讯时，会淘汰 NAT 表中的对应项，造成通信双方链路的中断。
因此，为了应对运营商NAT超时，终端需每隔一段时间向 远端服务器 发送一个 TCP保活消息，也就是TCP保活心跳。
以上也就是为什么终端与远端服务器，需要维持TCP心跳的原因。
5.2.2 终端网络状态变化终端网络状态变化，也会使TCP长连接断连，比如：终端移动网络与WIFI网络切换、网络断开与重新连等
因此，终端 APP 需监听相应网络状态变化事件：若发现终端网络状态发生变化，需重新建立TCP长连接。
5.3 TCP 动态心跳方案

跟随手机状态变化调整心跳状态；
TCP 动态心跳周期的计算；
冗余心跳。

5.3.1 动态调整心跳状态这里我们可以将手机不同状态划进行划分，比如：
应用处于前台时为活跃态，刚刚进入后台或息屏时为次活跃态，应用进入后台一段时间后为后台状态，手机断网或关机后为IDEL状态。
可根据用户手机不同状态变化，动态调整应用的TCP心跳周期。

若应用处于前台活跃态：固定心跳。
当应用处于前台活跃状态时，为了保证消息及时准确的达到，使用固定心跳，保证用户体验。
应用刚进入后台（或息屏）的次活跃态：使用几次固定心跳。
应用进入后台（或息屏）时，先用几次固定跳维持长链接，保证用户刚刚息屏或应用刚刚进入后台，消息的及时与准确到达，然后进入后台自适应心跳计算。
应用进入后台（或息屏）一段时间后：使用动态心跳。
应用进入后台（或息屏）一段时间后，采用动态心跳，减少因心跳引起的空中信道资源消耗，以及因心跳引起的终端唤醒与电量消耗。
用户切换网络或重新联网：重新建立TCP长连接。
用户断网后，直接进入IDEL状态，此时需检测用户网络状态变化，若用户联网后，则重建TCP长连接；
用户切换网络状态（WIFI、移动网络互相切换），也需要重新建立TCP连接；
应用重新进入前台活跃态：固定心跳。
应用重新进入前台活跃状态，重新采用固定心跳，保证用户消息及时准确到达。

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注：应用进入后台（或者息屏）时，先用几次最小心跳维持长链接，然后采用动态心跳。这样做的目的是尽量选择用户不活跃的时间段，来减少因动态心跳可能产生的消息送达不及时，从而对用户体验产生影响。
5.3.2 动态计算心跳周期动态计算心跳前，假设预定义定义几个数据常量：

MinHeart 最小心跳间隔时间；
MaxHeart 最大心跳间隔时间；
HeartStep 心跳增加时间步长；

预定义几个数据变量：

successHeart 动态探测稳定后的心跳间隔时间；
curHeart 当前成功心跳初始为MinHeart；

注：
MinHeart、MaxHeart、HeartStep为预先定义的固定数据常量。
successHeart、curHeart为我们要探测的数据变量。

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如上图所示：

应用进入后台（或者息屏）时，先用最小心跳间隔 MinHeart 维持心跳长链接；
若连续三次MinHeart心跳均成功，则认为下一次相同时间间隔的心跳大概率也会成功；此时下次心跳，可以尝试增加一次心跳步进HeartStep；
增加TCP心跳步进后，再次进行三次心跳探测，若连续三次均成功，则继续增加HeartStep步进，向上探测；
若出现失败，则同一个curHeart累计出现3次失败时，则认为这个时间为NAT超时时间；
同一个 curHeart 需要累计3次失败，才认定为失败，是为了排除用户处于弱网环境的情况下，比如地铁快速行进中。
同一个 curHeart 累计3次失败时，则认为找到了NAT超时时间。
下次心跳使用 successHeart = curHeart- HeartStep 作为心跳时间周期。
使用 successHeart 作为心跳周期，若连续成功，则一直使用 successHeart 作为心跳周期；
使用 successHeart 作为心跳周期，若连续出现3次失败，则认为探测数据失败，或者用户更换了网络环境，需重新探测。

5.3.2 冗余心跳在用户对手机的的一些主动操作时，需增加冗余心跳，确保及时收到消息。

当用户点亮屏幕（或熄灭屏幕）时，立刻做一次心跳；
当应用切换到前台（或切换到后台）时，立刻做一次心跳；
当用户切换网络状态时，重新建立TCP长连接；

六、参考： 1像素Activity进程保活：
https://blog.csdn.net/zhenufo/article/details/79317068
Optimize for Doze and App Standby：
https://developer.android.google.cn/training/monitoring-device-state/doze-standby
Android 7.0 行为变更：
https://developer.android.google.cn/about/versions/nougat/android-7.0?hl=zh-cn
Android 8.0 行为变更：
https://developer.android.google.cn/about/versions/oreo/android-8.0-changes?hl=zh-cn
Android 9.0 行为变更：
https://developer.android.google.cn/about/versions/pie/android-9.0-changes-28?hl=zh-cn
Android10 行为变更：
https://developer.android.google.cn/about/versions/10/privacy?hl=zh-cn
Android11 行为变更：
https://developer.android.google.cn/about/versions/11/behavior-changes-all?hl=zh-cn
IPV6部署之后是否还会大量使用NAT？
https://www.zhihu.com/question/27316663
Using Native IPv6 via Comcast in San Francisco：
https://blog.kylemanna.com/ipv6/using-native-ipv6-via-comcast-in-san-francisco/
【一文读懂Android进程及TCP动态心跳保活】rfc5626 SIP TCP心跳：
https://datatracker.ietf.org/doc/html/rfc5626#section-4.4.1
TCP Keep-Alive 和应用层探活：
https://www.jianshu.com/p/00aec37b6be8
WebSocket细节长连接保活及其原理：
https://baijiahao.baidu.com/s?id=1661934194124740212&wfr=spider&for=pc
2020年Android最新保活实现原理揭秘：
https://cloud.tencent.com/developer/news/585273
Andoird TCP通讯：
https://www.cnblogs.com/duwenqidu/p/12361811.html
关于TCP长连接、NAT超时、心跳包
https://www.cnblogs.com/sjjg/p/5830009.html
Android微信智能心跳方案：
https://mp.weixin.qq.com/s/ghnmC8709DvnhieQhkLJpA
=== THE END ===