采得百花成蜜后，为谁辛苦为谁甜。这篇文章主要讲述解读Android进程优先级ADJ算法相关的知识，希望能为你提供帮助。
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http://gityuan.com/2018/05/19/android-process-adj/
本文基于原生android 9.0源码来解读进程优先级原理，基于篇幅考虑会精炼部分代码
一、概述
1.1 进程
Android框架对进程创建与管理进行了封装，对于APP开发者只需知道Android四大组件的使用。当Activity, Service, ContentProvider, BroadcastReceiver任一组件启动时，当其所承载的进程存在则直接使用，不存在则由框架代码自动调用startProcessLocked创建进程。一个APP可以拥有多个进程，多个APP也可以运行在同一个进程，通过配置Android:process属性来决定。所以说对APP来说进程几乎是透明的，但了解进程对于深刻理解Android系统是至关关键的。
1.2 优先级
Android系统的设计理念正是希望应用进程能尽量长时间地存活，以提升用户体验。应用首次打开比较慢，这个过程有进程创建以及Application等信息的初始化，所以应用在启动之后，即便退到后台并非立刻杀死，而是存活一段时间，这样下次再使用则会非常快。对于APP同样希望自身尽可能存活更长的时间，甚至探索各种保活黑科技。物极必反，系统处于低内存的状态下，手机性能会有所下降；系统继续放任所有进程一直存活，系统内存很快就会枯竭而亡，那么需要合理地进程回收机制。
到底该回收哪个进程呢？系统根据进程的组件状态来决定每个进程的优先级值ADJ，系统根据一定策略先杀优先级最低的进程，然后逐步杀优先级更低的进程，依此类推，以回收预期的可用系统资源，从而保证系统正常运转。
谈到优先级，可能有些人会想到Linux进程本身有nice值，这个能决定CPU资源调度的优先级；而本文介绍Android系统中的ADJ，主要决定在什么场景下什么类型的进程可能会被杀，影响的是进程存活时间。ADJ与nice值两者定位不同，不过也有一定的联系，优先级很高的进程，往往也是用户不希望被杀的进程，是具有有一定正相关性。
1.3 ADJ级别
| ADJ级别 | 取值 | 含义 |
|---|---|---|
| NATIVE_ADJ | -1000 | native进程 |
| SYSTEM_ADJ | -900 | 仅指system_server进程 |
| PERSISTENT_PROC_ADJ | -800 | 系统persistent进程 |
| PERSISTENT_SERVICE_ADJ | -700 | 关联着系统或persistent进程 |
FOREGROUND_APP_ADJ |
0 | 前台进程 |
VISIBLE_APP_ADJ |
100 | 可见进程 |
PERCEPTIBLE_APP_ADJ |
200 | 可感知进程，比如后台音乐播放 |
| BACKUP_APP_ADJ | 300 | 备份进程 |
| HEAVY_WEIGHT_APP_ADJ | 400 | 重量级进程 |
SERVICE_ADJ |
500 | 服务进程 |
| HOME_APP_ADJ | 600 | Home进程 |
| PREVIOUS_APP_ADJ | 700 | 上一个进程 |
SERVICE_B_ADJ |
800 | B List中的Service |
CACHED_APP_MIN_ADJ |
900 | 不可见进程的adj最小值 |
| CACHED_APP_MAX_ADJ | 906 | 不可见进程的adj最大值 |
- 省去lmk对oom_score_adj的计算过程，Android 7.0之前的版本，oom_score_adj= oom_adj * 1000/17； 而Android 7.0开始，oom_score_adj= oom_adj，不用再经过一次转换。
为了防止剩余内存过低，Android在内核空间有lowmemorykiller(简称LMK)，LMK是通过注册shrinker来触发低内存回收的，这个机制并不太优雅，可能会拖慢Shrinkers内存扫描速度，已从内核4.12中移除，后续会采用用户空间的LMKD + memory cgroups机制，这里先不展开LMK讲解。
进程刚启动时ADJ等于INVALID_ADJ，当执行完attachApplication()，该该进程的curAdj和setAdj不相等，则会触发执行setOomAdj()将该进程的节点/proc/
pid/oom_score_adj写入oomadj值。下图参数为Android原生阈值，当系统剩余空闲内存低于某阈值(比如147MB)，则从ADJ大于或等于相应阈值(比如900)的进程中，选择ADJ值最大的进程，如果存在多个ADJ相同的进程，则选择内存最大的进程。 如下是64位机器，LMK默认阈值图：
文章图片
在updateOomLevels()过程，会根据手机屏幕尺寸或内存大小来调整scale，默认大多数手机内存都大于700MB，则scale等于1。对于64位手机，阈值会更大些，具体如下。
private void updateOomLevels(int displayWidth, int displayHeight, boolean write) {
...
for (int i=0;
i<
mOomAdj.length;
i++) {
int low = mOomMinFreeLow[i];
int high = mOomMinFreeHigh[i];
if (is64bit) {
if (i == 4) high = (high*3)/2;
else if (i == 5) high = (high*7)/4;
}
mOomMinFree[i] = (int)(low + ((high-low)*scale));
}
}
二、解读ADJ接下来，解读每个ADJ值都对应着怎样条件的进程，包括正在运行的组件以及这些组件的状态几何。这里重点介绍上图标红的ADJ级别所对应的进程。
Android系统中计算各进程ADJ算法的核心方法:
- updateOomAdjLocked：更新adj，当目标进程为空或者被杀则返回false；否则返回true;
- computeOomAdjLocked：计算adj，返回计算后RawAdj值;
- applyOomAdjLocked：应用adj，当需要杀掉目标进程则返回false；否则返回true。
关于分析进程ADJ相关信息，常用命令如下：
- dumpsys meminfo，
- dumpsys activity o
- dumpsys activity p
- NATIVE_ADJ(-1000)：是由init进程fork出来的Native进程，并不受system管控；
- SYSTEM_ADJ(-900)：是指system_server进程；
- PERSISTENT_PROC_ADJ(-800): 是指在AndroidManifest.xml中申明android:persistent=” true” 的系统(即带有FLAG_SYSTEM标记)进程，persistent进程一般情况并不会被杀，即便被杀或者发生Crash系统会立即重新拉起该进程。
- PERSISTENT_SERVICE_ADJ(-700)：是由startIsolatedProcess()方式启动的进程，或者是由system_server或者persistent进程所绑定(并且带有BIND_ABOVE_CLIENT或者BIND_IMPORTANT)的服务进程
- BACKUP_APP_ADJ(300)：执行bindBackupAgent()过程的进程
- HEAVY_WEIGHT_APP_ADJ(400): realStartActivityLocked()过程，当应用的privateFlags标识PRIVATE_FLAG_CANT_SAVE_STATE的进程；
- HOME_APP_ADJ(600)：当类型为ACTIVITY_TYPE_HOME的应用，比如桌面APP
- PREVIOUS_APP_ADJ(700)：用户上一个使用的APP进程
public
void
setSystemProcess()
{
...
ApplicationInfo info = mContext.getPackageManager().getApplicationInfo(
"android", STOCK_PM_FLAGS | MATCH_SYSTEM_ONLY);
mSystemThread.installSystemApplicationInfo(info, getClass().getClassLoader());
synchronized (this) {
ProcessRecord app = newProcessRecordLocked(info, info.processName, false, 0);
app.persistent = true;
app.pid = MY_PID;
app.maxAdj = ProcessList.SYSTEM_ADJ;
app.makeActive(mSystemThread.getApplicationThread(), mProcessStats);
synchronized (mPidsSelfLocked) {
mPidsSelfLocked.put(app.pid, app);
}
updateLruProcessLocked(app, false, null);
updateOomAdjLocked();
}
...
}
但system_server的ADJ并非等于-900，而是-800？是由于startPersistentApps()过程直接把其adj重新被设置为-800，这算是一个小BUG，但 其实目前来说对于ADJ< 0的进程，LMK不会杀，两者没有什么区别。
PERSISTENT_PROC_ADJ(-800)【解读Android进程优先级ADJ算法】PERSISTENT_PROC_ADJ：在AndroidManifest.xml中申明android:persistent=” true” 的系统(即带有FLAG_SYSTEM标记)进程，称之为persistent进程。对于persistent进程常规情况都不会被杀，一旦被杀或者发生Crash，进程会立即重启。
AMS.addAppLocked(）或AMS.newProcessRecordLocked()过程会赋值：
场景1： newProcessRecordLocked
final
ProcessRecord
newProcessRecordLocked(ApplicationInfo info, String customProcess,
boolean
isolated,
int
isolatedUid)
{
String proc = customProcess != null ? customProcess : info.processName;
final int userId = UserHandle.getUserId(info.uid);
int uid = info.uid;
...
final ProcessRecord r = new ProcessRecord(stats, info, proc, uid);
if (!mBooted &
&
!mBooting
&
&
userId == UserHandle.USER_SYSTEM
&
&
(info.flags &
PERSISTENT_MASK) == PERSISTENT_MASK) {
r.persistent = true;
r.maxAdj = ProcessList.PERSISTENT_PROC_ADJ;
}
if (isolated &
&
isolatedUid != 0) {
r.maxAdj = ProcessList.PERSISTENT_SERVICE_ADJ;
}
return r;
}
在每一次进程启动的时候都会判断该进程是否persistent进程，如果是则会设置maxAdj=PERSISTENT_PROC_ADJ。 system_server进程应该也是persistent进程？
场景2：addAppLocked
final
ProcessRecord
addAppLocked(ApplicationInfo info, String customProcess,
boolean
isolated, String abiOverride)
{
ProcessRecord app;
if (!isolated) {
app = getProcessRecordLocked(customProcess != null ? customProcess : info.processName,
info.uid, true);
} else {
app = null;
}if (app == null) {
app = newProcessRecordLocked(info, customProcess, isolated, 0);
updateLruProcessLocked(app, false, null);
updateOomAdjLocked();
}
...if ((info.flags &
PERSISTENT_MASK) == PERSISTENT_MASK) {
app.persistent = true;
app.maxAdj = ProcessList.PERSISTENT_PROC_ADJ;
}
if (app.thread == null &
&
mPersistentStartingProcesses.indexOf(app) <
0) {
mPersistentStartingProcesses.add(app);
startProcessLocked(app, "added application",
customProcess != null ? customProcess : app.processName, abiOverride);
}
return app;
}
开机过程会先启动persistent进程，并赋予maxAdj为PERSISTENT_PROC_ADJ，调用链：
startOtherServices()
AMS.systemReady
AMS.startPersistentApps
AMS.addAppLocked
PERSISTENT_SERVICE_ADJ(-700)PERSISTENT_SERVICE_ADJ: startIsolatedProcess()方式启动的进程，或者是由system_server或者persistent进程所绑定的服务进程。
场景1：newProcessRecordLocked
final
ProcessRecord
newProcessRecordLocked(ApplicationInfo info, String customProcess,
boolean
isolated,
int
isolatedUid)
{
String proc = customProcess != null ? customProcess : info.processName;
final int userId = UserHandle.getUserId(info.uid);
int uid = info.uid;
...
final ProcessRecord r = new ProcessRecord(stats, info, proc, uid);
if (!mBooted &
&
!mBooting
&
&
userId == UserHandle.USER_SYSTEM
&
&
(info.flags &
PERSISTENT_MASK) == PERSISTENT_MASK) {
r.persistent = true;
r.maxAdj = ProcessList.PERSISTENT_PROC_ADJ;
}
if (isolated &
&
isolatedUid != 0) { //startIsolatedProcess
r.maxAdj = ProcessList.PERSISTENT_SERVICE_ADJ;
}
return r;
}
调用链：
startOtherServices
WebViewUpdateService.prepareWebViewInSystemServer
WebViewUpdateServiceImpl.prepareWebViewInSystemServer
WebViewUpdater.prepareWebViewInSystemServer
WebViewUpdater.onWebViewProviderChanged
SystemImpl.onWebViewProviderChanged
WebViewFactory.onWebViewProviderChanged
WebViewLibraryLoader.prepareNativeLibraries
WebViewLibraryLoader.createRelros
WebViewLibraryLoader.createRelroFile
AMS.startIsolatedProcess
BACKUP_APP_ADJ(300)
if (mBackupTarget != null &
&
app == mBackupTarget.app) {
if (adj >
ProcessList.BACKUP_APP_ADJ) {
adj = ProcessList.BACKUP_APP_ADJ;
if (procState >
ActivityManager.PROCESS_STATE_TRANSIENT_BACKGROUND) {
procState = ActivityManager.PROCESS_STATE_TRANSIENT_BACKGROUND;
}
app.adjType = "backup";
app.cached = false;
}
if (procState >
ActivityManager.PROCESS_STATE_BACKUP) {
procState = ActivityManager.PROCESS_STATE_BACKUP;
app.adjType = "backup";
}
}
- 执行bindBackupAgent()过程，设置mBackupTarget值；
- 执行clearPendingBackup()或unbindBackupAgent()过程，置空mBackupTarget值；
- realStartActivityLocked()过程，当应用的privateFlags标识PRIVATE_FLAG_CANT_SAVE_STATE，设置mHeavyWeightProcess值；
- finishHeavyWeightApp(), 置空mHeavyWeightProcess值；
PREVIOUS_APP_ADJ(700)场景1：用户上一个使用的包含UI的进程，为了给用户在两个APP之间更好的切换体验，将上一个进程ADJ设置到PREVIOUS_APP_ADJ的档次。 当activityStoppedLocked()过程会更新上一个应用。
if (app == mPreviousProcess &
&
app.activities.size() >
0) {
if (adj >
ProcessList.PREVIOUS_APP_ADJ) {
adj = ProcessList.PREVIOUS_APP_ADJ;
schedGroup = ProcessList.SCHED_GROUP_BACKGROUND;
app.cached = false;
app.adjType = "previous";
}
if (procState >
ActivityManager.PROCESS_STATE_LAST_ACTIVITY) {
procState = ActivityManager.PROCESS_STATE_LAST_ACTIVITY;
app.adjType = "previous";
}
}
场景2： 当provider进程，上一次使用时间不超过20S的情况下，优先级不低于PREVIOUS_APP_ADJ。provider进程这个是Android 7.0以后新增的逻辑 ，这样做的好处是在内存比较低的情况下避免拥有provider的进程出现颠簸，也就是启动后杀，然后又被拉。
if (app.lastProviderTime >
0 &
&
(app.lastProviderTime+mConstants.CONTENT_PROVIDER_RETAIN_TIME) >
now) {
if (adj >
ProcessList.PREVIOUS_APP_ADJ) {
adj = ProcessList.PREVIOUS_APP_ADJ;
schedGroup = ProcessList.SCHED_GROUP_BACKGROUND;
app.cached = false;
app.adjType = "recent-provider";
}
if (procState >
ActivityManager.PROCESS_STATE_LAST_ACTIVITY) {
procState = ActivityManager.PROCESS_STATE_LAST_ACTIVITY;
app.adjType = "recent-provider";
}
}
2.1 FOREGROUND_APP_ADJ(0)
场景1：满足以下任一条件的进程都属于FOREGROUND_APP_ADJ(0)优先级：
- 正处于resumed状态的Activity
- 正执行一个生命周期回调的Service（比如执行onCreate,onStartCommand,onDestroy等）
- 正执行onReceive()的BroadcastReceiver
- 通过startInstrumentation()启动的进程
if (PROCESS_STATE_CUR_TOP == ActivityManager.PROCESS_STATE_TOP &
&
app == TOP_APP) {
adj = ProcessList.FOREGROUND_APP_ADJ;
schedGroup = ProcessList.SCHED_GROUP_TOP_APP;
app.adjType = "top-activity";
foregroundActivities = true;
procState = PROCESS_STATE_CUR_TOP;
} else if (app.instr != null) {
adj = ProcessList.FOREGROUND_APP_ADJ;
schedGroup = ProcessList.SCHED_GROUP_DEFAULT;
app.adjType = "instrumentation";
procState = ActivityManager.PROCESS_STATE_FOREGROUND_SERVICE;
} else if (isReceivingBroadcastLocked(app, mTmpBroadcastQueue)) {
adj = ProcessList.FOREGROUND_APP_ADJ;
schedGroup = (mTmpBroadcastQueue.contains(mFgBroadcastQueue))
? ProcessList.SCHED_GROUP_DEFAULT : ProcessList.SCHED_GROUP_BACKGROUND;
app.adjType = "broadcast";
procState = ActivityManager.PROCESS_STATE_RECEIVER;
} else if (app.executingServices.size() >
0) {
adj = ProcessList.FOREGROUND_APP_ADJ;
schedGroup = app.execServicesFg ?
ProcessList.SCHED_GROUP_DEFAULT : ProcessList.SCHED_GROUP_BACKGROUND;
app.adjType = "exec-service";
procState = ActivityManager.PROCESS_STATE_SERVICE;
} else if (app == TOP_APP) {
adj = ProcessList.FOREGROUND_APP_ADJ;
schedGroup = ProcessList.SCHED_GROUP_BACKGROUND;
app.adjType = "top-sleeping";
foregroundActivities = true;
procState = PROCESS_STATE_CUR_TOP;
} else {
schedGroup = ProcessList.SCHED_GROUP_BACKGROUND;
adj = cachedAdj;
procState = ActivityManager.PROCESS_STATE_CACHED_EMPTY;
app.cached = true;
app.empty = true;
app.adjType = "cch-empty";
}
场景2： 当客户端进程activity里面调用bindService()方法时flags带有BIND_ADJUST_WITH_ACTIVITY参数，并且该activity处于可见状态，则当前服务进程也属于前台进程，源码如下：
for (int is = app.services.size()-1;
is >
= 0;
is--) {
ServiceRecord s = app.services.valueAt(is);
for (int conni = s.connections.size()-1;
conni >
= 0;
conni--) {
ArrayList<
ConnectionRecord>
clist = s.connections.valueAt(conni);
for (int i = 0;
i <
clist.size();
i++) {
ConnectionRecord cr = clist.get(i);
if ((cr.flags&
Context.BIND_WAIVE_PRIORITY) == 0) {
...
}final ActivityRecord a = cr.activity;
if ((cr.flags&
Context.BIND_ADJUST_WITH_ACTIVITY) != 0) {
if (a != null &
&
adj >
ProcessList.FOREGROUND_APP_ADJ &
&
(a.visible || a.state == ActivityState.RESUMED ||
a.state == ActivityState.PAUSING)) {
adj = ProcessList.FOREGROUND_APP_ADJ;
if ((cr.flags&
Context.BIND_NOT_FOREGROUND) == 0) {
if ((cr.flags&
Context.BIND_IMPORTANT) != 0) {
schedGroup = ProcessList.SCHED_GROUP_TOP_APP_BOUND;
} else {
schedGroup = ProcessList.SCHED_GROUP_DEFAULT;
}
}
app.cached = false;
app.adjType = "service";
app.adjTypeCode = ActivityManager.RunningAppProcessInfo
.REASON_SERVICE_IN_USE;
app.adjSource = a;
app.adjSourceProcState = procState;
app.adjTarget = s.name;
}
}
}
}
}
provider客户端场景3： 对于provider进程，还有以下两个条件能成为前台进程：
- 当Provider的客户端进程ADJ< =FOREGROUND_APP_ADJ时，则Provider进程ADJ等于FOREGROUND_APP_ADJ
- 当Provider有外部(非框架)进程依赖，也就是调用了getContentProviderExternal()方法，则ADJ至少等于FOREGROUND_APP_ADJ
for (int provi = app.pubProviders.size()-1;
provi >
= 0;
provi--) {
ContentProviderRecord cpr = app.pubProviders.valueAt(provi);
//根据client来调整provider进程的adj和procState
for (int i = cpr.connections.size()-1;
i >
= 0;
i--) {
ContentProviderConnection conn = cpr.connections.get(i);
ProcessRecord client = conn.client;
int clientAdj = computeOomAdjLocked(client, cachedAdj, TOP_APP, doingAll, now);
if (adj >
clientAdj) {
if (app.hasShownUi &
&
app != mHomeProcess
&
&
clientAdj >
ProcessList.PERCEPTIBLE_APP_ADJ) {
...
} else {
adj = clientAdj >
ProcessList.FOREGROUND_APP_ADJ
? clientAdj : ProcessList.FOREGROUND_APP_ADJ;
adjType = "provider";
}
app.cached &
= client.cached;
}
...
}
//根据provider外部依赖情况来调整adj和schedGroup
if (cpr.hasExternalProcessHandles()) {
if (adj >
ProcessList.FOREGROUND_APP_ADJ) {
adj = ProcessList.FOREGROUND_APP_ADJ;
schedGroup = ProcessList.SCHED_GROUP_DEFAULT;
app.cached = false;
app.adjType = "ext-provider";
app.adjTarget = cpr.name;
}
}
}
2.2 VISIBLE_APP_ADJ(100)
可见进程：当ActivityRecord的visible=true，也就是Activity可见的进程。
if (!foregroundActivities &
&
activitiesSize >
0) {
int minLayer = ProcessList.VISIBLE_APP_LAYER_MAX;
for (int j = 0;
j <
activitiesSize;
j++) {
final ActivityRecord r = app.activities.get(j);
if (r.visible) {
if (adj >
ProcessList.VISIBLE_APP_ADJ) {
adj = ProcessList.VISIBLE_APP_ADJ;
app.adjType = "vis-activity";
}
if (procState >
PROCESS_STATE_CUR_TOP) {
procState = PROCESS_STATE_CUR_TOP;
app.adjType = "vis-activity";
}
schedGroup = ProcessList.SCHED_GROUP_DEFAULT;
app.cached = false;
app.empty = false;
foregroundActivities = true;
final TaskRecord task = r.getTask();
if (task != null &
&
minLayer >
0) {
final int layer = task.mLayerRank;
if (layer >
= 0 &
&
minLayer >
layer) {
minLayer = layer;
}
}
break;
}
...
}
if (adj == ProcessList.VISIBLE_APP_ADJ) {
adj += minLayer;
}
}
从Android P开始，进一步细化ADJ级别，增加了VISIBLE_APP_LAYER_MAX(99)，是指VISIBLE_APP_ADJ(100)跟PERCEPTIBLE_APP_ADJ(200)之间有99个槽，则可见级别ADJ的取值范围为[100,199]。 算法会根据其所在task的mLayerRank来调整其ADJ，100加上mLayerRank就等于目标ADJ，layer越大，则ADJ越小。
关于TaskRecord的mLayerRank的计算方式是在updateOomAdjLocked()过程调用ASS的rankTaskLayersIfNeeded()方法，如下：
[->
ActivityStackSupervisor.java]
void rankTaskLayersIfNeeded() {
if (!mTaskLayersChanged) {
return;
}
mTaskLayersChanged = false;
for (int displayNdx = 0;
displayNdx <
mActivityDisplays.size();
displayNdx++) {
final ActivityDisplay display = mActivityDisplays.valueAt(displayNdx);
int baseLayer = 0;
for (int stackNdx = display.getChildCount() - 1;
stackNdx >
= 0;
--stackNdx) {
final ActivityStack stack = display.getChildAt(stackNdx);
baseLayer += stack.rankTaskLayers(baseLayer);
}
}
}
[->
ActivityStack.java]
final int rankTaskLayers(int baseLayer) {
int layer = 0;
for (int taskNdx = mTaskHistory.size() - 1;
taskNdx >
= 0;
--taskNdx) {
final TaskRecord task = mTaskHistory.get(taskNdx);
ActivityRecord r = task.topRunningActivityLocked();
if (r == null || r.finishing || !r.visible) {
task.mLayerRank = -1;
} else {
task.mLayerRank = baseLayer + layer++;
}
}
return layer;
}
当TaskRecord顶部的ActivityRecord为空或者结束或者不可见时，则设置该TaskRecord的mLayerRank等于-1; 每个ActivityDisplay的baseLayer都是从0开始，从最上面的TaskRecord开始，第一个ADJ=100，从上至下依次加1，直到199为上限。
文章图片
service客户端ServiceRecord的成员变量startRequested=true，是指被显式调用了startService()方法。当service被stop或kill会将其置为false。
一般情况下，即便客户端进程处于前台进程(ADJ=0)级别，服务进程只会提升到可见(ADJ=1)级别。以下flags是由调用bindService()过程所传递的flags来决定的。
| flag | 含义 |
|---|---|
| BIND_WAIVE_PRIORITY | 是指客户端进程的优先级不会影响目标服务进程的优先级。比如当调用bindService又不希望提升目标服务进程的优先级的情况下，可以使用该flags |
| BIND_ADJUST_WITH_ACTIVITY | 是指当从Activity绑定到该进程时，允许目标服务进程根据该activity的可见性来提升优先级 |
| BIND_ABOVE_CLIENT | 当客户端进程绑定到一个服务进程时，则服务进程比客户端进程更重要 |
| BIND_IMPORTANT | 标记该服务对于客户端进程很重要，当客户端进程处于前台进程(ADJ=0)级别时，会把服务进程也提升到前台进程级别 |
| BIND_NOT_VISIBLE | 当客户端进程处于可见(ADJ=1)级别，也不允许被绑定的服务进程提升到可见级别，该类服务进程的优先级上限为可感知(ADJ=2)级别 |
| BIND_NOT_FOREGROUND | 不允许被绑定的服务进程提升到前台调度优先级，但是内存优先级可以提升到前台级别。比如不希望服务进程占用 |
这个过程主要根据service本身、client端情况以及activity状态分别来调整adj和schedGroup
for (int is = app.services.size()-1;
is >
= 0;
is--) {
ServiceRecord s = app.services.valueAt(is);
if (s.startRequested) {
... // 根据service本身调整adj和adjType
}
for (int conni = s.connections.size()-1;
conni >
= 0;
conni--) {
ArrayList<
ConnectionRecord>
clist = s.connections.valueAt(conni);
for (int i = 0;
i <
clist.size();
i++) {
ConnectionRecord cr = clist.get(i);
//根据client端来调整adj
if ((cr.flags&
Context.BIND_WAIVE_PRIORITY) == 0) {
if (adj >
clientAdj) {
if (app.hasShownUi &
&
app != mHomeProcess
&
&
clientAdj >
ProcessList.PERCEPTIBLE_APP_ADJ) {
...
} else {
int newAdj = clientAdj;
if ((cr.flags&
(Context.BIND_ABOVE_CLIENT
|Context.BIND_IMPORTANT)) != 0) {
if(clientAdj <
ProcessList.PERSISTENT_SERVICE_ADJ) {
newAdj = PERSISTENT_SERVICE_ADJ;
}
} else if ((cr.flags&
Context.BIND_NOT_VISIBLE) != 0) {
if(clientAdj <
ProcessList.PERCEPTIBLE_APP_ADJ) {
newAdj = PERCEPTIBLE_APP_ADJ;
}
} else {
if (clientAdj <
ProcessList.VISIBLE_APP_ADJ) {
newAdj = VISIBLE_APP_ADJ;
}
}if (adj >
newAdj) {
adj = newAdj;
adjType = "service";
}
}
}
}
final ActivityRecord a = cr.activity;
// 根据client的activity来调整adj和schedGroup
if ((cr.flags&
Context.BIND_ADJUST_WITH_ACTIVITY) != 0) {
...
}
}
}
}
上段代码说明服务端进程优先级(adj)不会低于客户端进程优先级(newAdj)，而newAdj的上限受限于flags，具体服务端进程受客户端进程影响的ADJ上限如下：
- BIND_ABOVE_CLIENT或BIND_IMPORTANT的情况下，ADJ上限为PERSISTENT_SERVICE_ADJ；
- BIND_NOT_VISIBLE的情况下， ADJ上限为PERCEPTIBLE_APP_ADJ；
- 否则，一般情况下，ADJ上限为VISIBLE_APP_ADJ；
2.3 PERCEPTIBLE_APP_ADJ(200)
可感知进程：当该进程存在不可见的Activity，但Activity正处于PAUSING、PAUSED、STOPPING状态，则为PERCEPTIBLE_APP_ADJ
if (!foregroundActivities &
&
activitiesSize >
0) {
int minLayer = ProcessList.VISIBLE_APP_LAYER_MAX;
for (int j = 0;
j <
activitiesSize;
j++) {
final ActivityRecord r = app.activities.get(j);
if (r.visible) {
...
} else if (r.state == ActivityState.PAUSING || r.state == ActivityState.PAUSED) {
if (adj >
ProcessList.PERCEPTIBLE_APP_ADJ) {
adj = ProcessList.PERCEPTIBLE_APP_ADJ;
app.adjType = "pause-activity";
}
if (procState >
PROCESS_STATE_CUR_TOP) {
procState = PROCESS_STATE_CUR_TOP;
app.adjType = "pause-activity";
}
schedGroup = ProcessList.SCHED_GROUP_DEFAULT;
app.cached = false;
app.empty = false;
foregroundActivities = true;
} else if (r.state == ActivityState.STOPPING) {
if (adj >
ProcessList.PERCEPTIBLE_APP_ADJ) {
adj = ProcessList.PERCEPTIBLE_APP_ADJ;
app.adjType = "stop-activity";
}if (!r.finishing) {
if (procState >
ActivityManager.PROCESS_STATE_LAST_ACTIVITY) {
procState = ActivityManager.PROCESS_STATE_LAST_ACTIVITY;
app.adjType = "stop-activity";
}
}
app.cached = false;
app.empty = false;
foregroundActivities = true;
}
}
}
满足以下任一条件的进程也属于可感知进程:
- foregroundServices非空：前台服务进程，执行startForegroundService()方法
- app.forcingToImportant非空：执行setProcessImportant()方法，比如Toast弹出过程。
- hasOverlayUi非空：非activity的UI位于屏幕最顶层，比如显示类型TYPE_APPLICATION_OVERLAY的窗口
if (adj >
ProcessList.PERCEPTIBLE_APP_ADJ
|| procState >
ActivityManager.PROCESS_STATE_FOREGROUND_SERVICE) {
if (app.foregroundServices) {
adj = ProcessList.PERCEPTIBLE_APP_ADJ;
procState = ActivityManager.PROCESS_STATE_FOREGROUND_SERVICE;
app.cached = false;
app.adjType = "fg-service";
schedGroup = ProcessList.SCHED_GROUP_DEFAULT;
} else if (app.hasOverlayUi) {
adj = ProcessList.PERCEPTIBLE_APP_ADJ;
procState = ActivityManager.PROCESS_STATE_IMPORTANT_FOREGROUND;
app.cached = false;
app.adjType = "has-overlay-ui";
schedGroup = ProcessList.SCHED_GROUP_DEFAULT;
}
}if (adj >
ProcessList.PERCEPTIBLE_APP_ADJ
|| procState >
ActivityManager.PROCESS_STATE_TRANSIENT_BACKGROUND) {
if (app.forcingToImportant != null) {
adj = ProcessList.PERCEPTIBLE_APP_ADJ;
procState = ActivityManager.PROCESS_STATE_TRANSIENT_BACKGROUND;
app.cached = false;
app.adjType = "force-imp";
app.adjSource = app.forcingToImportant;
schedGroup = ProcessList.SCHED_GROUP_DEFAULT;
}
}
2.4 SERVICE_ADJ(500)
服务进程：没有启动过Activity，并且30分钟之内活跃过的服务进程。 startRequested为true，则代表执行startService()且没有stop的进程。
for (int is = app.services.size()-1;
is >
= 0;
is--) {
ServiceRecord s = app.services.valueAt(is);
if (s.startRequested) {
app.hasStartedServices = true;
if (procState >
ActivityManager.PROCESS_STATE_SERVICE) {
procState = ActivityManager.PROCESS_STATE_SERVICE;
app.adjType = "started-services";
}
if (app.hasShownUi &
&
app != mHomeProcess) {
if (adj >
ProcessList.SERVICE_ADJ) {
app.adjType = "cch-started-ui-services";
}
} else {
if (now <
(s.lastActivity + mConstants.MAX_SERVICE_INACTIVITY)) {
if (adj >
ProcessList.SERVICE_ADJ) {
adj = ProcessList.SERVICE_ADJ;
app.adjType = "started-services";
app.cached = false;
}
}
}
}
for (int conni = s.connections.size()-1;
conni >
= 0;
conni--) {
... //根据client情况来调整adj
}
}
2.5 SERVICE_B_ADJ(800)
进程由SERVICE_ADJ(500)降低到SERVICE_B_ADJ(800)，有以下两种情况：
- A类Service占比过高：当A类Service个数 > Service总数的1/3时，则加入到B类Service。换句话说，B Service的个数至少是A Service的2倍。
- 内存紧张& & A类Service占用内存较高：当系统内存紧张级别(mLastMemoryLevel)高于ADJ_MEM_FACTOR_NORMAL，且该应用所占内存lastPss大于或等于CACHED_APP_MAX_ADJ级别所对应的内存阈值的1/3（默认值阈值约等于110MB）。
if (adj == ProcessList.SERVICE_ADJ) {
if (doingAll) {
app.serviceb = mNewNumAServiceProcs >
(mNumServiceProcs/3);
mNewNumServiceProcs++;
if (!app.serviceb) {
if (mLastMemoryLevel >
ProcessStats.ADJ_MEM_FACTOR_NORMAL
&
&
app.lastPss >
= mProcessList.getCachedRestoreThresholdKb()) {
app.serviceHighRam = true;
app.serviceb = true;
} else {
mNewNumAServiceProcs++;
}
} else {
app.serviceHighRam = false;
}
}
if (app.serviceb) {
adj = ProcessList.SERVICE_B_ADJ;
}
}
ADJ_MEM_FACTOR这里顺便一下，内存因子ADJ_MEM_FACTOR共有4个级别，当前处于哪个内存因子级别，取决于当前进程中cached进程和空进程的个数。
final int numCachedAndEmpty = numCached + numEmpty;
int memFactor;
if (numCached <
= mConstants.CUR_TRIM_CACHED_PROCESSES
&
&
numEmpty <
= mConstants.CUR_TRIM_EMPTY_PROCESSES) {
if (numCachedAndEmpty <
= ProcessList.TRIM_CRITICAL_THRESHOLD) {
memFactor = ProcessStats.ADJ_MEM_FACTOR_CRITICAL;
} else if (numCachedAndEmpty <
= ProcessList.TRIM_LOW_THRESHOLD) {
memFactor = ProcessStats.ADJ_MEM_FACTOR_LOW;
} else {
memFactor = ProcessStats.ADJ_MEM_FACTOR_MODERATE;
}
} else {
memFactor = ProcessStats.ADJ_MEM_FACTOR_NORMAL;
}
ADJ内存因子：决定允许后台运行Jobs的最大上限，以及决定TrimMemory的级别(包括ThreadedRenderer的回收级别)，再进一步来看看内存因子：
| 内存因子 | 取值 | 先决条件 |
|---|---|---|
| ADJ_MEM_FACTOR_CRITICAL | 3 | Cached+Empty< =3 |
| ADJ_MEM_FACTOR_LOW | 2 | Cached+Empty< =5 |
| ADJ_MEM_FACTOR_MODERATE | 1 | Cached< =5 & & Empty< =8 |
| ADJ_MEM_FACTOR_NORMAL | 0 | Cached> 5或者Empty> 8 |
默认情况取值如下：
- 最大缓存进程个数：CUR_MAX_CACHED_PROCESSES = MAX_CACHED_PROCESSES = 32
- 最大空进程个数： CUR_MAX_EMPTY_PROCESSES = MAX_CACHED_PROCESSES/2 = 16
- Trim空进程上限：CUR_TRIM_EMPTY_PROCESSES = MAX_CACHED_PROCESSES/4 = 8
- Trim缓存进程上限：CUR_TRIM_CACHED_PROCESSES = MAX_CACHED_PROCESSES/6 = 5
再来看看cached和empty进程：
final int emptyProcessLimit = mConstants.CUR_MAX_EMPTY_PROCESSES;
final int cachedProcessLimit = mConstants.CUR_MAX_CACHED_PROCESSES - emptyProcessLimit;
final long oldTime = now - ProcessList.MAX_EMPTY_TIME;
switch (app.curProcState) {
case ActivityManager.PROCESS_STATE_CACHED_ACTIVITY:
case ActivityManager.PROCESS_STATE_CACHED_ACTIVITY_CLIENT:
mNumCachedHiddenProcs++;
numCached++;
//默认cachedProcessLimit=16
if (numCached >
cachedProcessLimit) {
app.kill("cached #" + numCached, true);
}
break;
case ActivityManager.PROCESS_STATE_CACHED_EMPTY:
//默认CUR_TRIM_EMPTY_PROCESSES=8, 且满足30min
if (numEmpty >
mConstants.CUR_TRIM_EMPTY_PROCESSES
&
&
app.lastActivityTime <
oldTime) {
app.kill("empty for "
+ ((oldTime + ProcessList.MAX_EMPTY_TIME - app.lastActivityTime)
/ 1000) + "s", true);
} else {
numEmpty++;
//默认cachedProcessLimit=16
if (numEmpty >
emptyProcessLimit) {
app.kill("empty #" + numEmpty, true);
}
}
break;
default:
mNumNonCachedProcs++;
break;
用于限制empty或cached进程的上限为16个，并且empty超过8个时会清理掉30分钟没有活跃的进程。 cached和empty主要是区别是否有Activity。
2.6 CACHED_APP_MIN_ADJ(900)
缓存进程优先级从CACHED_APP_MIN_ADJ(900)到 CACHED_APP_MAX_ADJ(906)。
ADJ的转换算法：
- cached: 900, 901, 903, 905
- empty: 900, 902, 904, 906
文章图片
final int N = mLruProcesses.size();
//numSlots等于3
int numSlots = (ProcessList.CACHED_APP_MAX_ADJ
- ProcessList.CACHED_APP_MIN_ADJ + 1) / 2;
//mNumNonCachedProcs是指empty和cached之外的进程， mNumCachedHiddenProcs代表的是cached进程个数
int numEmptyProcs = N - mNumNonCachedProcs - mNumCachedHiddenProcs;
if (numEmptyProcs >
cachedProcessLimit) {
numEmptyProcs = cachedProcessLimit;
}
//emptyFactor和cachedFactor分别代表每个slot里面包括的进程个数，大于或等于1
int emptyFactor = numEmptyProcs/numSlots;
int cachedFactor = (mNumCachedHiddenProcs >
0 ? mNumCachedHiddenProcs : 1)/numSlots;
mNumNonCachedProcs = 0;
mNumCachedHiddenProcs = 0;
int curCachedAdj = ProcessList.CACHED_APP_MIN_ADJ;
int nextCachedAdj = curCachedAdj+1;
int curEmptyAdj = ProcessList.CACHED_APP_MIN_ADJ;
int nextEmptyAdj = curEmptyAdj+2;
for (int i=N-1;
i>
=0;
i--) {
ProcessRecord app = mLruProcesses.get(i);
if (!app.killedByAm &
&
app.thread != null) {
app.procStateChanged = false;
computeOomAdjLocked(app, ProcessList.UNKNOWN_ADJ, TOP_APP, true, now);
if (app.curAdj >
= ProcessList.UNKNOWN_ADJ) {
switch (app.curProcState) {
case ActivityManager.PROCESS_STATE_CACHED_ACTIVITY:
case ActivityManager.PROCESS_STATE_CACHED_ACTIVITY_CLIENT:
case ActivityManager.PROCESS_STATE_CACHED_RECENT:
app.curRawAdj = curCachedAdj;
app.curAdj = app.modifyRawOomAdj(curCachedAdj);
if (curCachedAdj != nextCachedAdj) {
stepCached++;
if (stepCached >
= cachedFactor) {
stepCached = 0;
curCachedAdj = nextCachedAdj;
nextCachedAdj += 2;
//每次加2
if (nextCachedAdj >
ProcessList.CACHED_APP_MAX_ADJ) {
nextCachedAdj = ProcessList.CACHED_APP_MAX_ADJ;
}
}
}
break;
default:
app.curRawAdj = curEmptyAdj;
//ADJ阈值
app.curAdj = app.modifyRawOomAdj(curEmptyAdj);
if (curEmptyAdj != nextEmptyAdj) {
stepEmpty++;
if (stepEmpty >
= emptyFactor) {
stepEmpty = 0;
curEmptyAdj = nextEmptyAdj;
nextEmptyAdj += 2;
//每次加2
if (nextEmptyAdj >
ProcessList.CACHED_APP_MAX_ADJ) {
nextEmptyAdj = ProcessList.CACHED_APP_MAX_ADJ;
}
}
}
break;
}
}applyOomAdjLocked(app, true, now, nowElapsed);
...
}
}numSlots=3, emptyFactor= 空进程个数/3, cachedFactor= 缓存进程个数/3,
再来看看PROCESS_STATE_CACHED_ACTIVITY的定义：
if (!foregroundActivities &
&
activitiesSize >
0) {
for (int j = 0;
j <
activitiesSize;
j++) {
final ActivityRecord r = app.activities.get(j);
if (r.visible) {
...
} else if (r.state == ActivityState.PAUSING || r.state == ActivityState.PAUSED) {
...
} else if (r.state == ActivityState.STOPPING) {
...
} else {
if (procState >
ActivityManager.PROCESS_STATE_CACHED_ACTIVITY) {
procState = ActivityManager.PROCESS_STATE_CACHED_ACTIVITY;
app.adjType = "cch-act";
}
}
}
}
foregroundActivities代表当前不是前台(FOREGROUND_APP_ADJ)进程，并且存在Activity的进程，当该Activity窗口不可见，并且不处于PAUSING(正在)、PAUSED(onPause个)、STOPPING的任一状态的情况下，则设置该进程为PROCESS_STATE_CACHED_ACTIVITY。
PROCESS_STATE_CACHED_ACTIVITY_CLIENT的定义：
if (procState >
= ActivityManager.PROCESS_STATE_CACHED_EMPTY) {
if (app.hasClientActivities) {
procState = ActivityManager.PROCESS_STATE_CACHED_ACTIVITY_CLIENT;
app.adjType = "cch-client-act";
} else if (app.treatLikeActivity) {
procState = ActivityManager.PROCESS_STATE_CACHED_ACTIVITY;
app.adjType = "cch-as-act";
}
}
当该进程Service的客户端进程存在Activity或者是treatLikeActivity的进程，其进程状态都是cached进程。
三、查看进程优先级 3.1 CPU调度优先级
bindService或者startService是否前台调用取决于caller进程的调度组。当caller属于SCHED_GROUP_BACKGROUND则认为是后台调用，当不属于SCHED_GROUP_BACKGROUND则认为是前台调用。callerFg = callerApp.setSchedGroup != ProcessList.SCHED_GROUP_BACKGROUND;
关于CPU调度组：
| 调度级别 | 进程组 | 备注 |
|---|---|---|
| SCHED_GROUP_BACKGROUND(0) | THREAD_GROUP_BG_NONINTERACTIVE | 后台进程组 |
| SCHED_GROUP_DEFAULT(1) | THREAD_GROUP_DEFAULT | 前台进程组 |
| SCHED_GROUP_TOP_APP(2) | THREAD_GROUP_TOP_APP | TOP进程组 |
| SCHED_GROUP_TOP_APP_BOUND(3) | THREAD_GROUP_TOP_APP | TOP进程组 |
- SCHED_GROUP_TOP_APP：
- setRenderThread()过程，根据属性sys.use_fifo_ui来决定采用SCHED_FIFO，或者设置当前线程的优先级为-10
- TOP_APP或者app.hasTopUi，则设置为该值
- SCHED_GROUP_TOP_APP_BOUND：
- 对于ConnectionRecord带有BIND_ADJUST_WITH_ACTIVITY和BIND_IMPORTANT，并且没带有BIND_NOT_FOREGROUND的情况下， 当客户端进程的有可见的Activity，或者处于RESUMED/PAUSING状态时，则设置为该值
THREAD_GROUP_DEFAULT
- SCHED_GROUP_DEFAULT：
- 默认值
- ADJ < = FOREGROUND_APP_ADJ；
- 正在接收来自于mFgBroadcastQueue广播队列的广播；
- 正在执行来自于前台调度进程发起的服务(execServicesFg=true)
- Activity处于可见状态(visible=true)
- 具有fg-service或者设置forcingToImportant的服务
- 正在显示一个overlay UI(app.hasOverlayUi=true)
- 当ConnectionRecord同时没有指定BIND_NOT_FOREGROUND和BIND_IMPORTANT_BACKGROUND、BIND_IMPORTANT情况下， 当客户端进程的schedGroup高于服务进程，则设置为该值
- 对于ConnectionRecord带有BIND_ADJUST_WITH_ACTIVITY，并且没带有BIND_NOT_FOREGROUND和BIND_IMPORTANT的情况下， 当客户端进程的有可见的Activity，或者处于RESUMED/PAUSING状态时，则设置为该值
- 当ContentProviderConnection所对应的客户端进程的schedGroup高于服务进程，则设置为该值
- 当cpr.hasExternalProcessHandles为true的情况
- 最后，当maxAdj < = PERCEPTIBLE_APP_ADJ的情况
- SCHED_GROUP_BACKGROUND:
- 应用已结束(app.thread == null)
- 正在接收来自于mBgBroadcastQueue广播队列的广播；
- 正在执行来自于前台调度进程发起的服务(execServicesFg=false)
- TOP_APP，且设备处于睡眠状态
- 等等
- adj：通过调整oom_score_adj来影响进程寿命(Lowmemorykiller杀进程策略)；
- schedGroup：影响进程的CPU资源调度与分配；
- procState：从进程所包含的四大组件运行状态来评估进程状态，影响framework的内存控制策略。比如控制缓存进程和空进程个数上限依赖于procState，再比如控制APP执行handleLowMemory()的触发时机等。
文章图片
CPU调度组：
| 调度级别 | 缩写 | 解释 |
|---|---|---|
| SCHED_GROUP_BACKGROUND(0) | B | 后台进程组 |
| SCHED_GROUP_DEFAULT(1) | F | 前台进程组 |
| SCHED_GROUP_TOP_APP(2) | T | TOP进程组 |
| SCHED_GROUP_TOP_APP_BOUND(3) | T | TOP进程组 |
- 常说的前台进程与后台进程，其实是从CPU调度角度来划分的前台与后台；为了让用户正在使用的TOP进程能分配到更多的CPU资源，从Android 6.0开始新增了TOP进程组，CPU调度优先分配给当前正在跟用户交互的APP，提升用户体验。
- 上图adjType=” broadcast” 的CPU调度组的选择取决于广播队列，当receiver接收到的广播来自于前台广播队列则采用前台进程组，当receiver接收到的广播来自于后台广播队列则采用后台进程组。前后台广播队列的CPU资源调度优先级不同，所以前台广播超时10秒就会ANR，而后台广播超时60秒才会ANR。更少的CPU资源分配就需要更长的时间来完成执行，这也就是为何两个广播队列定义了不同的超时阈值。
- 上图adjType=” exec-service” 的CPU调度组的选择取决于caller, 当发起bindService或者startService的调用者caller属于后台进程组，callerFg=false，则Service的生命周期回调运行在后台进程组，非常很少的CPU资源；当caller属于前台或者TOP进程组，则Service的生命周期回调运行在前台进程组，分配较多的CPU资源。
- 上图adjType=” service” 也有机会选择TOP组, 前提条件是在bindService的时候带有BIND_IMPORTANT的flags，用于标记该服务对于客户端进程很重要。
- UI进程与Service进程一定要分离，因为对于包含activity的service进程，一旦进入后台就成为” cch-started-ui-services” 类型的cache进程(ADJ> =900)，随时可能会被系统回收；而分离后的Service进程服务属于SERVICE_ADJ(500)，被杀的可能性相对较小。尤其是系统允许自启动的服务进程必须做UI分离，避免消耗系统较大内存。
- 只有真正需要用户可感知的应用，才调用startForegroundService()方法来启动前台服务，此时ADJ=PERCEPTIBLE_APP_ADJ(200)，常驻内存，并且会在通知栏常驻通知提醒用户，比如音乐播放，地图导航。切勿为了常驻而滥用前台服务，这会严重影响用户体验。
- 进程中的Service工作完成后，务必主动调用stopService或stopSelf来停止服务，避免占据内存，浪费系统资源；
- 不要长时间绑定其他进程的service或者provider，每次使用完成后应立刻释放，避免其他进程常驻于内存；
- APP应该实现接口onTrimMemory()和onLowMemory()，根据TrimLevel适当地将非必须内存在回调方法中加以释放。当系统内存紧张时会回调该接口，减少系统卡顿与杀进程频次。
- 减少在保活上花心思，更应该在优化内存上下功夫，因为在相同ADJ级别的情况下，系统会选择优先杀内存占用的进程。
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