Android system — 进程生命周期与ADJ
Android system — 进程oom_adj
- 0. 引言
- 1. 进程的生命周期
- 1.1 Foreground process
- 1.2 Visible process
- 1.3 Service process
- 1.4 Background process
- 1.5 Empty process
- 2. Lowmemorykiller
- 2.1 ADJ级别
- 2.2 进程state级别
- 2.3 lmk策略
- 2.4 如何查看应用oom_adj值
- 3. 注意
0. 引言
本文主要介绍Android的lowmemorykiller的oom_adj的相关概念，进程的oom_adj，决定了当内存不够的时候，lmk会根据oom_adj的级别依次释放内存。哪怕做为应用开发者，对于进程生命周期和进程中的内存回收是透明的，但了解生命周期对加深对Andorid体系的理解很有帮助
1. 进程的生命周期
Android系统将尽量长时间地保持应用进程，但为了新建进程或运行更重要的进程，最终需要清除旧进程来回收内存。 为了确定保留或终止哪些进程，系统会根据进程中正在运行的组件以及这些组件的状态，将每个进程放入“重要性层次结构”中。 必要时，系统会首先消除重要性最低的进程，然后是清除重要性稍低一级的进程，依此类推，以回收系统资源。
进程的重要性，划分5级：
- 前台进程(Foreground process)
- 可见进程(Visible process)
- 服务进程(Service process)
- 后台进程(Background process)
- 空进程(Empty process)
前台进程的重要性最高，依次递减，空进程的重要性最低，下面分别来阐述每种级别的进程
1.1 Foreground process
用户当前操作所必需的进程。通常在任意给定时间前台进程都为数不多。只有在内存不足以支持它们同时继续运行这一万不得已的情况下，系统才会终止它们。
- 拥有用户正在交互的 Activity（已调用onResume()）
- 拥有某个 Service，后者绑定到用户正在交互的 Activity
- 拥有正在“前台”运行的 Service（服务已调用 startForeground()）
- 拥有正执行一个生命周期回调的 Service（onCreate()、onStart() 或 onDestroy()）
- 拥有正执行其 onReceive() 方法的 BroadcastReceiver
1.2 Visible process
没有任何前台组件、但仍会影响用户在屏幕上所见内容的进程。可见进程被视为是极其重要的进程，除非为了维持所有前台进程同时运行而必须终止，否则系统不会终止这些进程。
- 拥有不在前台、但仍对用户可见的 Activity（已调用onPause()）。
- 拥有绑定到可见（或前台）Activity 的 Service
1.3 Service process
尽管服务进程与用户所见内容没有直接关联，但是它们通常在执行一些用户关心的操作（例如，在后台播放音乐或从网络下载数据）。因此，除非内存不足以维持所有前台进程和可见进程同时运行，否则系统会让服务进程保持运行状态。
- 正在运行startService()方法启动的服务，且不属于上述两个更高类别进程的进程。
1.4 Background process
后台进程对用户体验没有直接影响，系统可能随时终止它们，以回收内存供前台进程、可见进程或服务进程使用。 通常会有很多后台进程在运行，因此它们会保存在LRU列表中，以确保包含用户最近查看的Activity的进程最后一个被终止。如果某个 Activity 正确实现了生命周期方法，并保存了其当前状态，则终止其进程不会对用户体验产生明显影响，因为当用户导航回该 Activity 时，Activity 会恢复其所有可见状态。
- 对用户不可见的Activity的进程（已调用Activity的onStop()方法）
1.5 Empty process
保留这种进程的的唯一目的是用作缓存，以缩短下次在其中运行组件所需的启动时间。 为使总体系统资源在进程缓存和底层内核缓存之间保持平衡，系统往往会终止这些进程。
- 不含任何活动应用组件的进程
2. Lowmemorykiller
Android中对于内存的回收，主要依靠Lowmemorykiller来完成，是一种根据阈值级别触发相应力度的内存回收的机制。
2.1 ADJ级别
在Android的lowmemroykiller机制中，会对于所有进程进行分类，对于每一类别的进程会有其oom_adj值的取值范围，oom_adj值越高则代表进程越不重要，在系统执行低杀操作时，会从oom_adj值越高的开始杀。系统lowmemeorykiller机制下对于进程的级别的以变量的形式定义在framework/base/services/core/java/com/android/server/am/ProcessList.java类中，可总结成下表：
| adj级别 | 值 | 说明 |
|---|---|---|
| UNKNOWN_ADJ | 16 | 预留的最低级别，一般指将要会缓存进程，无法获取确定值 |
| CACHED_APP_MAX_ADJ | 15 | 不可见进程的adj最大值 1 |
| CACHED_APP_MIN_ADJ | 9 | 不可见进程的adj最小值 2 |
| SERVICE_B_ADJ | 8 | B List中的Service（较老的、使用可能性更小） |
| PREVIOUS_APP_ADJ | 7 | 上一个App的进程(往往通过按返回键) |
| HOME_APP_ADJ | 6 | Home进程 |
| SERVICE_ADJ | 5 | 服务进程(Service process) |
| HEAVY_WEIGHT_APP_ADJ | 4 | 后台的重量级进程，system/rootdir/init.rc文件中设置 |
| BACKUP_APP_ADJ | 3 | 备份进程 3 |
| PERCEPTIBLE_APP_ADJ | 2 | 可感知进程，比如后台音乐播放 4 |
| VISIBLE_APP_ADJ | 1 | 可见进程(Visible process) 5 |
| FOREGROUND_APP_ADJ | 0 | 前台进程（Foreground process） 6 |
| PERSISTENT_SERVICE_ADJ | -11 | 关联着系统或persistent进程 |
| PERSISTENT_PROC_ADJ | -12 | 系统persistent进程，比如telephony |
| SYSTEM_ADJ | -16 | 系统进程 |
| NATIVE_ADJ | -17 | native进程（不被系统管理） |
2.2 进程state级别
定义在ActivityManager.java文件，process_state划分18类，从-1到16之间取值。
| state级别 | 取值 | 解释 |
|---|---|---|
| PROCESS_STATE_CACHED_EMPTY | 16 | 进程处于cached状态，且为空进程 |
| PROCESS_STATE_CACHED_ACTIVITY_CLIENT | 15 | 进程处于cached状态，且为另一个cached进程(内含Activity)的client进程 |
| PROCESS_STATE_CACHED_ACTIVITY | 14 | 进程处于cached状态，且内含Activity |
| PROCESS_STATE_LAST_ACTIVITY | 13 | 后台进程，且拥有上一次显示的Activity |
| PROCESS_STATE_HOME | 12 | 后台进程，且拥有home Activity |
| PROCESS_STATE_RECEIVER | 11 | 后台进程，且正在运行receiver |
| PROCESS_STATE_SERVICE | 10 | 后台进程，且正在运行service |
| PROCESS_STATE_HEAVY_WEIGHT | 9 | 后台进程，但无法执行restore，因此尽量避免kill该进程 |
| PROCESS_STATE_BACKUP | 8 | 后台进程，正在运行backup/restore操作 |
| PROCESS_STATE_IMPORTANT_BACKGROUND | 7 | 对用户很重要的进程，用户不可感知其存在 |
| PROCESS_STATE_IMPORTANT_FOREGROUND | 6 | 对用户很重要的进程，用户可感知其存在 |
| PROCESS_STATE_TOP_SLEEPING | 5 | 与PROCESS_STATE_TOP一样，但此时设备正处于休眠状态 |
| PROCESS_STATE_FOREGROUND_SERVICE | 4 | 拥有给一个前台Service |
| PROCESS_STATE_BOUND_FOREGROUND_SERVICE | 3 | 拥有给一个前台Service，且由系统绑定 |
| PROCESS_STATE_TOP | 2 | 拥有当前用户可见的top Activity |
| PROCESS_STATE_PERSISTENT_UI | 1 | persistent系统进程，并正在执行UI操作 |
| PROCESS_STATE_PERSISTENT | 0 | persistent系统进程 |
| PROCESS_STATE_NONEXISTENT | -1 | 不存在的进程 |
2.3 lmk策略
Lowmemorykiller根据当前可用内存情况来进行进程释放，总设计了6个级别，即上表中“解释列”加粗的行，即Lowmemorykiller的杀进程的6档，如下：
- CACHED_APP_MAX_ADJ
- CACHED_APP_MIN_ADJ
- BACKUP_APP_ADJ
- PERCEPTIBLE_APP_ADJ
- VISIBLE_APP_ADJ
- FOREGROUND_APP_ADJ
系统内存从很宽裕到不足，Lowmemorykiller也会相应地从CACHED_APP_MAX_ADJ(第1档)开始杀进程，如果内存还不足，那么会杀CACHED_APP_MIN_ADJ(第2档)，不断深入，直到满足内存阈值条件。
2.4 如何查看应用oom_adj值
最直观的方法，通过ps -A找到应用的pid
然后 cat /proc/$pid/oom_score_adj 即可
3. 注意
过多的调整OOM adjusted score 会导致OOM Killer选中进程的过程变得随机，而且没有足够的内存被释放掉。解决内存不足的最好办法还是增加可用内存（例如更好的硬件）或者将某些进程移到别的地方去，又或者优化代码以减少内存消耗。