Android 应用进程保活APP常驻内存研究方案

前言

遥想当年,博主铭记在心的一件事,就是曾做过让我加快秃顶的功能——健步活动。我们知道,在Android4.4之后的版本中,Android在硬件中支持内置计步传感器,例如微信运动等软件都是调用了Android中的Sensor.TYPE_STEP_COUNTER传感器服务,从而获取到每日的步数。

由于当时用户手机版本普遍偏低,因此需要手写记步。当时好在机智如我,参考了微信摇一摇的原理,通过加速度传感器SENSOR_TYPE_LINEAR_ACCELERATION获取到在某个时间段的加速度值,最后通过一顿计算公式得出步数。但是不同机型的加速度值并不相同,而且超级耗电。而最难的问题,就是应用特别容易被杀死,因为内存和电量耗损大,当应用在后台运行会优先被系统回收,而且用户手动一键清理时杀死进程,导致无法记步。

 

一、常见的应用保活方法 

1、  监听广播方式

通过监听全局的静态广播,如开机广播、解锁屏广播、网络状态广播等,来启动应用的后台服务。目前,在高版本的Android系统中已经失效,因为Android系统规定应用必须在系统开机后运行一次才能监听这些系统广播,一般应用进程被杀死,广播也接收不到。

2、 提高Service的优先级

提高Service优先级方法很多,比如onStartCommand返回START_STICKY使系统内存足够的时候Service能够自动启动、弹出通知、配置service的优先级等,这些方式只能在一定程度上缓解service被立马回收,但只要用户一键清理或者系统回收照样无效。

3、 双service拉起

  经过测试,只要当前应用被杀,任何后台service都无法运行,也无法拉起。

3、双进程拉起

这种方式使用NDK在底层fork出一个子进程,来实现与父进程之间的互拉。在Android4.x还是非常有效的,但是高版本的Android系统的系统回收策略已经改成进程组的形式了,如果系统要回收一个应用,必然会杀死同属于一个进程组的所有进程导致双进程无法拉起。 

二、多进程音频保活方案

综上所述,上面的方法只是提高了APP后台运行存留能力,在用户不主动清理或强杀的情况下,测试APP的保活效果还是非常不错的。但是,"咕咚"在点击一键清理时奇妙的活了下来,原因是在后台循环播放一段无声音乐。如下图:

代码如下:

public class PlayerMusicService extends Service {
    private final static String TAG = "PlayerMusicService";
    private MediaPlayer mMediaPlayer;
    @Nullable
    @Override
    public IBinder onBind(Intent intent) {
        return null;
    }
    @Override
    public void onCreate() {
        super.onCreate();
        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;//注释1
    }
    private void startPlayMusic(){
        if(mMediaPlayer != null){
            mMediaPlayer.start();
        }
    }
    private void stopPlayMusic(){
        if(mMediaPlayer != null){
            mMediaPlayer.stop();
        }
    }
    @Override
    public void onDestroy() {
        super.onDestroy();
        stopPlayMusic();
        // 注释2
        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"/>//多进程

注释1:在onStartCommand方法中返回START_STICKY,其作用是当Service进程被kill后,系统会尝试重新创建这个Service。

注释2:在onDestory方法中重新启动自己,即Service被销毁时调用onDestory,就执行重新启动代码。

开启后台播放音频服务,此方案在各机型测试情况如下:
1、 华为Mate8(7.0) ,一键清理依然存活,在置于后台的黑屏模式下存活12小时以上;但是如果用户只选择清理此应用也会被杀死,这与"咕咚"保活效果一致。
2、三星C9(6.0),一键清理最近应用,成功保活;
3、华为4X(6.0):一键清理最近应用,成功保活;
4、三星Note4(5.0):一键清理最近应用,成功保活;

三、通过JobScheduler方案

概述

JobScheduler是谷歌在Android 5.0引入的一个能够执行特定任务的API,当条件满足时执行指定的任务。通常情况下,即使APP被强制停止,预定的任务仍然会被执行。

原理

     在重写父类JobService的onStartJob的方法中执行任务,使用JobInfo的Builder方法来设定条件并和实现了JobService的子类的组件名绑定,然后调用系统服务JobScheduler的schedule方法。这样,即便在执行任务之前应用程序进程被杀,也不会导致任务不会执行,因为系统服务JobScheduler会使用bindServiceAsUser的方法把实现了JobService的子类服务启动起来,并执行它的onStartJob方法

新建类:AliveJobService.java

@TargetApi(21)
public class AliveJobService extends JobService {
    private static final int MESSAGE_ID_TASK = 0x01;
    // 告知编译器,这个变量不能被优化
    private volatile static Service mKeepAliveService = null;
    public static boolean isJobServiceAlive(){
        return mKeepAliveService != null;
    }
    private Handler mHandler = new Handler(new Handler.Callback() {
        @Override
        public boolean handleMessage(Message msg) {
            if(SystemUtils.isAPPALive(getApplicationContext(), Contants.PACKAGE_NAME)){
                //APP活着的
            }else{
                Intent intent = new Intent(getApplicationContext(), SportsActivity.class);
                intent.setFlags(Intent.FLAG_ACTIVITY_NEW_TASK);
                startActivity(intent);
                //APP被杀死后重启
            }
            jobFinished( (JobParameters) msg.obj, false ); // 通知系统任务执行结束
            return true;
        }
    });
    @Override
    public boolean onStartJob(JobParameters params) {
        mKeepAliveService = this;
        Message msg = Message.obtain(mHandler, MESSAGE_ID_TASK, params);
        mHandler.sendMessage(msg);
        // 返回false,系统假设这个方法返回时任务已经执行完毕;
        // 返回true,系统假定这个任务正要被执行
        return true;
    }
    @Override
    public boolean onStopJob(JobParameters params) {
        mHandler.removeMessages(MESSAGE_ID_TASK);
        return false;
    }
}
 

JobScheduler管理类执行系统任务:JobSchedulerManager.java

public class JobSchedulerManager {
    private static final int JOB_ID = 1;
    private static JobSchedulerManager mJobManager;
    private JobScheduler mJobScheduler;
    private static Context mContext;
 
    private JobSchedulerManager(Context ctxt){
        this.mContext = ctxt;
        mJobScheduler = (JobScheduler)ctxt.getSystemService(Context.JOB_SCHEDULER_SERVICE);
    }
    public final static JobSchedulerManager getJobSchedulerInstance(Context ctxt){
        if(mJobManager == null){
            mJobManager = new JobSchedulerManager(ctxt);
        }
        return mJobManager;
    }
    @TargetApi(21)
    public void startJobScheduler(){
        if(AliveJobService.isJobServiceAlive() || isBelowLOLLIPOP()){
            return;        // 如果JobService已经启动或API<21,返回
        }
        JobInfo.Builder builder = new JobInfo.Builder(JOB_ID,new ComponentName(mContext, AliveJobService.class));
        builder.setPeriodic(3000); // 设置每3秒执行一下任务
        builder.setPersisted(true);  // 设置设备重启时,执行该任务
        builder.setRequiresCharging(true); // 当插入充电器,执行该任务
        JobInfo info = builder.build();
        mJobScheduler.schedule(info);  
    }
    @TargetApi(21)
    public void stopJobScheduler(){
        if(isBelowLOLLIPOP())
            return;
        mJobScheduler.cancelAll();
    }
    private boolean isBelowLOLLIPOP(){
        return Build.VERSION.SDK_INT < Build.VERSION_CODES.LOLLIPOP; // API< 21
    }
}

记得添加权限: android:permission="android.permission.BIND_JOB_SERVICE"

Doze休眠模式

谷歌在Android M(6.0)提出为了延长电池使用寿命的一种节能方式,它的核心思想是在手机处于屏幕熄灭、不插电或静止不动一段时间后,手机会自动进入Doze模式,处于Doze模式的手机将停止所有非系统应用的WalkLocks、网络访问、闹钟、GPS/WIFI扫描,包括JobSheduler活动

当进入Doze模式的手机屏幕被点亮、移动或充电时,会立即从Doze模式恢复到正常,系统继续执行被Doze模式"冷冻"的各项活着。换而言之,Doze模式不会杀死进程,只是停止了进程相关的耗电活动,使其进入"休眠"状态。至Android N(7.0)后,谷歌进一步对Doze休眠机制进行了优化,休眠机制的应用场景和使用规则进行了加强。Doze在Android 6.0中需要将手机平行放置一段时间才能开启,在7.0中则可随时开启。

因此,对于Android 5.0,JobSheduler的唤醒是非常有效的;对于Android 6.0,虽然谷歌引入了Doze模式,但通常很难真正进入Doze模式,所以JobSheduler的唤醒依然有效;对于Android 7.0,JobSheduler的唤醒会有一定的影响,我们可以在电池管理中给APP开绿色通道,防止手机Doze模式后阻止APP使用JobSheduler功能。

测试结果
    三星C9(6.0):一键清理和强制停止(force stop)都能够唤醒APP;
    三星Note4(5.0):一键清理和强制停止(force stop)都能够唤醒APP;
    华为荣耀4X(6.0):一键清理和强制停止(force stop)都能够唤醒APP;
    华为Mate8(7.0):失效(可能被华为屏蔽了);


四、华为推送SDK

Android市场推送,包括个推、小米、极光华为Push、360、魅族等。华为推送服务让一个后台运行的Service在一个独立进程里,主程序不需要常驻内存。当该后台Service接收到push消息后会以广播的方式通知主进程,触发相关回调接口。通常,被强制停止的APP无法接收到广播,但是华为push的后台Service,可以强行将APP拉起来,这是因为其在发广播时利用了Intent.FLAG_INCLUDE_STOPPED_PACKAGES标记实现的。

MyHwPushReceiver.java

该类继承了华为接收器(com.huawei.android.pushagent.api.PushEventReceive),用于接收服务器传递过来的token,获取服务器连接状态,接收服务器推送过来的通知、透传等消息。需要注意的是,onToken方法、onPushMsg方法必须要实现,并且尽量不要在MyHwPushReceiver类中开启线程、处理Handler等。

public class MyHwPushReceiver extends PushEventReceiver{
    private final static String TAG = "MyHwPushReceiver";
    @Override
    public void onToken(Context context, String token, Bundle bundle) {
        Log.i(TAG,"连接到华为推送服务器,token="+token);
    }
    @Override
    public boolean onPushMsg(Context context, byte[] msgBytes, Bundle bundle) {
        Log.i(TAG,"接收透传消息:"+new String(msgBytes,"UTF-8"));
        // 启动应用
        return false;
    }
    @Override
    public void onPushState(Context context, boolean connectState) {
        Log.i(TAG,"是否连接到华为推送服务器:"+(connectState?"connected":"disconnected"));
    }

    @Override
    public void onEvent(Context context, Event event, Bundle bundle) { 
        //点击打开通知栏
        super.onEvent(context, event, bundle);
    }
}

HwPushManager.java

 public class HwPushManager {
    private static HwPushManager mPushManager;
    private Context mContext; 
    private HwPushManager(Context mContext){
        this.mContext = mContext;
    }
    public static  HwPushManager getInstance(Context mContext){
        if(mPushManager == null){
            mPushManager = new HwPushManager(mContext);
        }
        return mPushManager;
    }
    public void startRequestToken(){
        //向服务器请求Token
        PushManager.requestToken(mContext);
    }
        //是否接收服务器传递过来的透传消息
    public void isEnableReceiveNormalMsg(boolean isEnable){
        PushManager.enableReceiveNormalMsg(mContext,isEnable);
    }
        //是否接收自呈现消息
    public  void isEnableReceiverNotifyMsg(boolean isEnable){
        PushManager.enableReceiveNotifyMsg(mContext,isEnable);
    }
}

穿透消息,即对于信息传输通道来说不会去关心透传消息的消息体格式及内容,它只是负责消息的传递,不对消息做任何处理,当客户端接收到透传消息后,由客户端自己来决定如何处理消息,比如默默在后台处理消息、以通知的方式向用户展示消息等,因此它弥补了通知栏消息客户端无法捕获到相关动作的不足。

 AndroidManifest.xml

除了自定义的MyHwPushReceiver类,其他直接从华为推送官方Demo拷贝即可。通过华为开发者联盟网页中给KeepAppAlive发送透传消息的,测试华为推送保活的可行性。一般来说,我们都是在自己的服务器开一个定时器,定时推送透传消息到客户端。

注:部分华为手机可能还需要开启自启动权限;如何集成华为推送SDK,直接看官方文档即可;非华为手机需要安装"华为手机服务.apk"才能使用华为推送(有点坑)。

    <uses-permission android:name="android.permission.INTERNET" />
    <uses-permission android:name="android.permission.ACCESS_NETWORK_STATE" />
    <uses-permission android:name="android.permission.ACCESS_WIFI_STATE" />
    <uses-permission android:name="android.permission.READ_PHONE_STATE" />
    <uses-permission android:name="android.permission.WAKE_LOCK" />
  <!-- 第三方相关 :接收Push消息(注册、Push消息、Push连接状态、标签,LBS上报结果)广播 -->
        <receiver android:name=".receiver.MyHwPushReceiver" >
            <intent-filter>
                <action android:name="com.huawei.android.push.intent.REGISTRATION" />
                <action android:name="com.huawei.android.push.intent.RECEIVE" />
                <action android:name="com.huawei.android.push.intent.CLICK" />
                <action android:name="com.huawei.intent.action.PUSH_STATE" />
                <action android:name="com.huawei.android.push.plugin.RESPONSE" />
            </intent-filter>
            <meta-data android:name="CS_cloud_ablitity" android:value="@string/hwpush_ability_value"/>
        </receiver>
        <!-- PushSDK:PushSDK接收外部请求事件入口 -->
        <receiver
            android:name="com.huawei.android.pushagent.PushEventReceiver"
            android:process=":pushservice" >
            <intent-filter>
             <action android:name="com.huawei.android.push.intent.REFRESH_PUSH_CHANNEL" />
                <action android:name="com.huawei.intent.action.PUSH" />
                <action android:name="com.huawei.intent.action.PUSH_ON" />
                <action android:name="com.huawei.android.push.PLUGIN" />
            </intent-filter>
            <intent-filter>
                <action android:name="android.intent.action.PACKAGE_ADDED" />
                <action android:name="android.intent.action.PACKAGE_REMOVED" />
                <data android:scheme="package" />
            </intent-filter>
        </receiver>
        <receiver
            android:name="com.huawei.android.pushagent.PushBootReceiver"
            android:process=":pushservice" >
            <intent-filter>
                <action android:name="com.huawei.android.push.intent.REGISTER" />
                <action android:name="android.net.conn.CONNECTIVITY_CHANGE" />
            </intent-filter>
            <meta-data
                android:name="CS_cloud_version"
                android:value="\u0032\u0037\u0030\u0035" />
        </receiver>
        <!-- PushSDK:Push服务 -->
        <service
            android:name="com.huawei.android.pushagent.PushService"
            android:process=":pushservice" >
        </service>
        <!-- locale|layoutDirection 切换语言后不重新创建activity -->
        <activity
            android:name="com.huawei.android.pushselfshow.richpush.RichPushActivity"
            android:process=":pushservice"
            android:theme="@style/hwpush_NoActionBar"
            android:configChanges="orientation|screenSize|locale|layoutDirection"
            android:screenOrientation="portrait">
            <meta-data android:name="hwc-theme"
                android:value="androidhwext:style/Theme.Emui"/>
            <intent-filter>
                <action android:name="com.huawei.android.push.intent.RICHPUSH" />
                <category android:name="android.intent.category.DEFAULT" />
            </intent-filter>
        </activity>
        <activity
       android:name="com.huawei.android.pushselfshow.permission.RequestPermissionsActivity"
            android:theme="@android:style/Theme.DeviceDefault.Light.Dialog.NoActionBar"
            android:launchMode="singleTop"
            android:screenOrientation="portrait"
            android:configChanges="orientation|screenSize|locale|layoutDirection"
            android:exported="false">
        </activity>

测试结果


参考链接:

https://blog.csdn.net/andrexpert/article/details/75174586

https://blog.csdn.net/andrexpert/article/details/75045678

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