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

//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）。

测试结果

 

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参考链接：

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

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