Android进程保活详解：一篇文章解决你的所有疑问

前言

最新推荐：《Android保活从入门到放弃：乖乖引导用户加白名单吧(附7大机型加白示例)》（此文发布于2020年06月13日）。

关于 Android 平台的进程保活这一块，想必是所有 Android 开发者瞩目的内容之一。你到网上搜 Android 进程保活，可以搜出各种各样神乎其技的做法，绝大多数都是极其不靠谱。前段时间，Github还出现了一个很火的“黑科技”进程保活库，声称可以做到进程永生不死（详见《Android后台保活实践总结：即时通讯应用无法根治的“顽疾”》文末推荐的开源解决方案）。

怀着学习和膜拜的心情进去Github围观，结果发现很多人提了 Issue 说各种各样的机子无法成功保活。

看到这里，我瞬间就放心了。坦白的讲，我是真心不希望有这种黑科技存在的，它只会滋生更多的流氓应用，拖垮我大 Android 平台的流畅性。

那么，什么样的应用需要进程保活？通常情况下，即时通讯类的应用（包括IM聊天应用、消息推送服务等）为了保证消息的全时、实时送达能力，必须要实现进程或Service的保活。而就这一看似不起眼的问题，实际处理起来，因为众多Android手机和Android系统版本的差异，让问题的处理充满了不确定性。

本文将详细介绍关于进程保活的知识，但提前声明以下四点：

• 本文是本人开发 Android 至今综合各方资料所得；
• 不以节能来维持进程保活的手段，都是耍流氓；
• 本文不是教你做永生不死的进程，如果指望实现进程永生不死，请忽略本文；
• 本文有错误的地方，欢迎留下评论互相探讨（拍砖请轻拍）。
  

保活手段

当前业界的Android进程保活手段主要分为 黑、白、灰 三种，其大致的实现思路如下：

• 黑色保活：不同的app进程，用广播相互唤醒（包括利用系统提供的广播进行唤醒）；
• 白色保活：启动前台Service；
• 灰色保活：利用系统的漏洞启动前台Service。
  

黑色保活

所谓黑色保活，就是利用不同的app进程使用广播来进行相互唤醒。举个3个比较常见的场景：

• 场景1：开机，网络切换、拍照、拍视频时候，利用系统产生的广播唤醒app；
• 场景2：接入第三方SDK也会唤醒相应的app进程，如微信sdk会唤醒微信，支付宝sdk会唤醒支付宝。由此发散开去，就会直接触发了下面的 场景3；
• 场景3：假如你手机里装了支付宝、淘宝、天猫、UC等阿里系的app，那么你打开任意一个阿里系的app后，有可能就顺便把其他阿里系的app给唤醒了。（只是拿阿里打个比方，其实BAT系都差不多）。
  

没错，我们的Android手机就是一步一步的被上面这些场景给拖卡机的。

针对场景1，估计Google已经开始意识到这些问题，所以在最新的Android N取消了 ACTION_NEW_PICTURE（拍照），ACTION_NEW_VIDEO（拍视频），CONNECTIVITY_ACTION（网络切换）等三种广播，无疑给了很多app沉重的打击。

而开机广播的话，记得有一些定制ROM的厂商早已经将其去掉。针对场景2和场景3，因为调用SDK唤醒app进程属于正常行为，此处不讨论。

但是在借助LBE分析app之间的唤醒路径的时候，发现了两个问题：

• 很多推送SDK也存在唤醒app的功能；
• app之间的唤醒路径真是多，且错综复杂。
  

我把自己使用的手机测试结果给大家围观一下（我的手机是小米4C，刷了原生的Android5.1系统，且已经获得Root权限才能查看这些唤醒路径）。

15组相互唤醒路径：


全部唤醒路径：


我们直接点开 简书 的唤醒路径进行查看：


可以看到以上3条唤醒路径，但是涵盖的唤醒应用总数却达到了23+43+28款，数目真心惊人。请注意，这只是我手机上一款app的唤醒路径而已，到了这里是不是有点细思极恐。

当然，这里依然存在一个疑问，就是LBE分析这些唤醒路径和互相唤醒的应用是基于什么思路，我们不得而知。所以我们也无法确定其分析结果是否准确，如果有LBE的童鞋看到此文章，不知可否告知一下思路呢？但是，手机打开一个app就唤醒一大批，我自己可是亲身体验到这种酸爽的......

白色保活

白色保活手段非常简单，就是调用系统api启动一个前台的Service进程，这样会在系统的通知栏生成一个Notification，用来让用户知道有这样一个app在运行着，哪怕当前的app退到了后台。如下方的LBE和QQ音乐这样：

灰色保活

灰色保活，这种保活手段是应用范围最广泛。它是利用系统的漏洞来启动一个前台的Service进程，与普通的启动方式区别在于，它不会在系统通知栏处出现一个Notification，看起来就如同运行着一个后台Service进程一样。这样做带来的好处就是，用户无法察觉到你运行着一个前台进程（因为看不到Notification）,但你的进程优先级又是高于普通后台进程的。

那么如何利用系统的漏洞呢，大致的实现思路和代码如下：

• 思路一：API < 18，启动前台Service时直接传入new Notification()；
• 思路二：API >= 18，同时启动两个id相同的前台Service，然后再将后启动的Service做stop处理。
  

public class GrayService extends Service {

    private final static int GRAY_SERVICE_ID = 1001;

    @Override
    public int onStartCommand(Intent intent, int flags, int startId) {
        if (Build.VERSION.SDK_INT < 18) {
            startForeground(GRAY_SERVICE_ID, new Notification());//API < 18 ，此方法能有效隐藏Notification上的图标
        } else {
            Intent innerIntent = new Intent(this, GrayInnerService.class);
            startService(innerIntent);
            startForeground(GRAY_SERVICE_ID, new Notification());
        }

        return super.onStartCommand(intent, flags, startId);
    }

    ...
    ...

    /**
     * 给 API >= 18 的平台上用的灰色保活手段
     */
    public static class GrayInnerService extends Service {

        @Override
        public int onStartCommand(Intent intent, int flags, int startId) {
            startForeground(GRAY_SERVICE_ID, new Notification());
            stopForeground(true);
            stopSelf();
            return super.onStartCommand(intent, flags, startId);
        }
    }
}

代码大致就是这样，能让你神不知鬼不觉的启动着一个前台Service。其实市面上很多app都用着这种灰色保活的手段，什么？你不信？好吧，我们来验证一下。流程很简单，打开一个app，看下系统通知栏有没有一个 Notification，如果没有，我们就进入手机的adb shell模式，然后输入下面的shell命令：

dumpsys activity services PackageName

打印出指定包名的所有进程中的Service信息，看下有没有 isForeground=true 的关键信息。如果通知栏没有看到属于app的 Notification 且又看到 isForeground=true 则说明了，此app利用了这种灰色保活的手段。

下面分别是我手机上微信、qq、支付宝、陌陌的测试结果，大家有兴趣也可以自己验证一下。

微信：


手机QQ：


支付宝：


陌陌：


其实Google察觉到了此漏洞的存在，并逐步进行封堵。这就是为什么这种保活方式分 API >= 18 和 API < 18 两种情况，从Android5.0的ServiceRecord类的postNotification函数源代码中可以看到这样的一行注释：


当某一天 API >= 18 的方案也失效的时候，我们就又要另谋出路了。需要注意的是，使用灰色保活并不代表着你的Service就永生不死了，只能说是提高了进程的优先级。如果你的app进程占用了大量的内存，按照回收进程的策略，同样会干掉你的app。感兴趣于灰色保活是如何利用系统漏洞不显示 Notification 的童鞋，可以研究一下系统的 ServiceRecord、NotificationManagerService 等相关源代码，因为不是本文的重点，所以不做详述。

题外话

到这里基本就介绍完了 黑、白、灰 三种实现方式，仅仅从代码层面去讲保活是不够的，我希望能够通过系统的进程回收机制来理解保活，这样能够让我们更好的避免踩到进程被杀的坑。

了解Android进程回收机制

熟悉Android系统的童鞋都知道，系统出于体验和性能上的考虑，app在退到后台时系统并不会真正的kill掉这个进程，而是将其缓存起来。打开的应用越多，后台缓存的进程也越多。在系统内存不足的情况下，系统开始依据自身的一套进程回收机制来判断要kill掉哪些进程，以腾出内存来供给需要的app。这套杀进程回收内存的机制就叫 Low Memory Killer ，它是基于Linux内核的 OOM Killer（Out-Of-Memory killer）机制诞生。

了解完 Low Memory Killer，再科普一下oom_adj。什么是oom_adj？它是linux内核分配给每个系统进程的一个值，代表进程的优先级，进程回收机制就是根据这个优先级来决定是否进行回收。对于oom_adj的作用，你只需要记住以下几点即可：

• 进程的oom_adj越大，表示此进程优先级越低，越容易被杀回收；越小，表示进程优先级越高，越不容易被杀回收
• 普通app进程的oom_adj>=0,系统进程的oom_adj才可能<0
  

那么我们如何查看进程的oom_adj值呢，需要用到下面的两个shell命令：

ps | grep PackageName //获取你指定的进程信息

这里是以我写的demo代码为例子，红色圈中部分别为下面三个进程的ID：

• UI进程：com.clock.daemon
• 普通后台进程：com.clock.daemon:bg
• 灰色保活进程：com.clock.daemon:gray
  

当然，这些进程的id也可以通过AndroidStudio获得：


接着我们来再来获取三个进程的oom_adj：

cat /proc/进程ID/oom_adj

从上图可以看到UI进程和灰色保活Service进程的oom_adj=0，而普通后台进程oom_adj=15。到这里估计你也能明白，为什么普通的后台进程容易被回收，而前台进程则不容易被回收了吧。但明白这个还不够，接着看下图：


上面是我把app切换到后台，再进行一次oom_adj的检验，你会发现UI进程的值从0变成了6,而灰色保活的Service进程则从0变成了1。这里可以观察到，app退到后台时，其所有的进程优先级都会降低。但是UI进程是降低最为明显的，因为它占用的内存资源最多，系统内存不足的时候肯定优先杀这些占用内存高的进程来腾出资源。所以，为了尽量避免后台UI进程被杀，需要尽可能的释放一些不用的资源，尤其是图片、音视频之类的。

从Android官方文档中，我们也能看到优先级从高到低列出了这些不同类型的进程：Foreground process、Visible process、Service process、Background process、Empty process。而这些进程的oom_adj分别是多少，又是如何挂钩起来的呢？推荐大家阅读下面这篇文章：http://www.cnblogs.com/angeldevil/archive/2013/05/21/3090872.html

本文小结

絮絮叨叨写完了这么多，最后来做个小小的总结。回归到开篇提到QQ进程不死的问题，我也曾认为存在这样一种技术。可惜我把手机root后，杀掉QQ进程之后就再也起不来了。有些手机厂商把这些知名的app放入了自己的白名单中，保证了进程不死来提高用户体验（如微信、QQ、陌陌都在小米的白名单中）。如果从白名单中移除，他们终究还是和普通app一样躲避不了被杀的命运，为了尽量避免被杀，还是老老实实去做好优化工作吧。

所以，进程保活的根本方案终究还是回到了性能优化上，进程永生不死终究是个彻头彻尾的伪命题！

补充更新 （2016-04-20）

有童鞋问，在华为的机子上发现微信和手Q的UI进程退到后台，oom_adj的值一点都没有变，是不是有什么黑科技在其中。为此，我稍稍验证了一下，验证方式就是把demo工程的包名改成手机QQ的，编译运行在华为的机子上，发现我的进程怎么杀也都是不死的，退到后台oom_adj的值同样不发生变化，而恢复原来的包名就不行了。所以，你懂的，手Q就在华为机子的白名单中。

本文源码

本文相关的实践代码请看：https://github.com/52im/AndroidDaemonService。

附录：有关IM/推送的进程保活/网络保活的文章汇总

《应用保活终极总结(一)：Android6.0以下的双进程守护保活实践》
《应用保活终极总结(二)：Android6.0及以上的保活实践(进程防杀篇)》
《应用保活终极总结(三)：Android6.0及以上的保活实践(被杀复活篇)》
《Android进程保活详解：一篇文章解决你的所有疑问》
《Android端消息推送总结：实现原理、心跳保活、遇到的问题等》
《深入的聊聊Android消息推送这件小事》
《为何基于TCP协议的移动端IM仍然需要心跳保活机制？》
《微信团队原创分享：Android版微信后台保活实战分享(进程保活篇)》
《微信团队原创分享：Android版微信后台保活实战分享(网络保活篇)》
《移动端IM实践：实现Android版微信的智能心跳机制》
《移动端IM实践：WhatsApp、Line、微信的心跳策略分析》
《Android P正式版即将到来：后台应用保活、消息推送的真正噩梦》
《全面盘点当前Android后台保活方案的真实运行效果（截止2019年前）》
《一文读懂即时通讯应用中的网络心跳包机制：作用、原理、实现思路等》
《融云技术分享：融云安卓端IM产品的网络链路保活技术实践》
《正确理解IM长连接的心跳及重连机制，并动手实现（有完整IM源码）》
《2020年了，Android后台保活还有戏吗？看我如何优雅的实现！》
《史上最强Android保活思路：深入剖析腾讯TIM的进程永生技术》
《Android进程永生技术终极揭密：进程被杀底层原理、APP对抗被杀技巧》（* 推荐）
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（原文链接：http://www.jianshu.com/p/63aafe3c12af）

找了这么久，这篇关于android后台保活的文章最为靠谱，赞一个！

“进程保活的根本方案终究还是回到了性能优化上，进程永生不死终究是个彻头彻尾的伪命题！”    0这句话说得好

引用：kk.zhang 发表于 2016-07-20 18:42
“进程保活的根本方案终究还是回到了性能优化上，进程永生不死终究是个彻头彻尾的伪命题！”    0这句话说 ...

搞ANdroid移动端im的都希望能达到微信、QQ这样的后台存活率，但厂商白名单是普通APP 遥不可及的，所以还是别折腾，尽量把能做的做到最好就行了。

看完茅塞顿开

今天第一次来到52im,感觉又发现了新大陆

引用：google666s 发表于 2016-08-25 11:40
今天第一次来到52im,感觉又发现了新大陆

必须的

感谢分享，学习了。

感谢分享！

厉害

神奇的service启动不起来是为什么 用的是6.0

学习中

感谢分享  

真是要给群主点赞。

引用：tuna 发表于 2017-12-21 23:05
真是要给群主点赞。

这么晚了还睡觉？

引用：JackJiang 发表于 2017-12-21 23:26
这么晚了还睡觉？

哈哈，我是要做到每天看一篇咱们的帖子。今天开始的晚了。
每天都有新发现。

学习了

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引用：cndragonsoft 发表于 2018-03-20 12:03
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