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       Android系统长期存在应用后台管理机制。在多数人的认知中,应用分前台和后台。最简单的判别方式:显示界面的应用就是前台应用,在运行不显示界面的应用就是后台应用哼唧



  安卓十多年发展至今,应用数量庞大,实现的功能各不相同,那么简单的后台机制肯定无法满足需求。本篇图文详细解释一下Android的后台管理机制。具体分三节



目录:



-Android后台机制的根本-内存管理:应用状态分级、LMK机制、与其他系统的区别。



-为什么后台应用关不掉:应用保活、自唤醒、关联启动。



-斩杀恶性应用的利剑:后台纯净、切断唤醒、持剑人Google的手段。



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| 一、Android后台管理的根本 |

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安卓内存管理方案:



  Android沿用了Linux的内存管理方案,为低内存回收机制。与开多少就占用多少的Windows不同,Android是你不开应用,也会占用内存。在空载状态下,Android P占用下限约为500mb(大概,我测试可以正常运行),上限为设备物理内存的1/2,即开机占用一半内存。



  而安卓应用不存在关闭一说,退出之后仍然会留在内存中。直至剩余内存过低,才会由系统机制将其杀掉,回收它占用的那部分内存。



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了解应用状态的分级:



-foreground 前台。设备当前运行的应用,你打开什么软件,前台应用就是什么,很容易理解吧。



-visible 可见。与前台类似,同样可以显示在屏幕上,让用户看到,以及交互操作,如输入法、浮窗。



-secondary 次级。后台运行的服务,通常占用资源不大,但用户很需要其功能,比如各家系统的云服务。



-hidden 后台。后台运行的进程,在应用运行时直接按下home键,应用仍在运行。如果应用的优化没做好,那么将占用大量资源。



-content_provider 内容。与用户关系不大,通常感知不强。



-empty 空白。应用已经停止运行,没有进程与服务,只留下一个缓存,确保下一次打开时更迅速。



  上述六种状态,越往下,重要性越低,越容易被杀掉。



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Android后台的杀手-Low Memory Killer:



  应用在后台运行,固然可以增加启动速度,或便于推送信息,但内存大小和电池容量都不是无限的。当后台一多,就会拖累性能,降低续航。系统自然不可能坐以待毙,等着内存爆满死机。Android系统使用了的低内存杀后台机制LowMemoryKiller,以下简称lmk。

kernel lmk界面

  可以看到,lmk对每个应用状态都有对应数值。当剩余内存大小达到数值时,lmk就会杀掉对应状态的应用,以释放内存。若杀掉应用,剩余内存仍然不足,便会继续杀掉上一个状态级别的应用,以此类推。一直杀到前台应用,这便会造成正运行的应用或游戏闪退。



  当然,目前安卓机动辄4g、8g内存的时代,能让lmk杀到前台的应用应该不存在了吧,除非是出现bug。



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应用在后台占用的资源:



  在固有印象中,安卓后台应用一多,就会十分卡顿。因为应用运行是要消耗硬件资源的,不论前台和后台。可能在500mb内存的时代没有那么明显的感知,因为内存太小,应用留不住后台。但从安卓机进入了1g、2g内存的时代,这个缺陷就一下子暴露出来了:后台杀不死,杀死后自启动,一个应用拖好几条进程,一条进程又有好几项服务,堪称群魔乱舞。此现象持续了至少六年。



  那这些应用消耗的是哪些资源呢?看上文的后台分级,这些应用一般属于次级或后台,与前台应用一样运行,会占用CPU运算资源,数据操作会占用闪存的读写资源,这两项就足以死死卡住设备,使其无法正常运行。这些资源总量是一定的,在当时性能普遍不强时,资源用一点就少一点,后台占用大了,前台自然要卡。



空载:

空负载

后台开启百度地图:

后台挂百度地图

  此时已经卡到没法正常运行了,各种动画掉帧。



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Android与其他系统后台的区别:



  对于各个系统的应用,一般可以用两种状态来表示:Android分为“运行”和“停止”,iOS分为“前台”和“冻结”,Windows分为“启动”和“关闭”。



  解释一下:iOS的特点是冻结式后台,即应用留后台但不运行,只有前台应用能运行。这样可以做到打开应用时秒开,但退入后台也不消耗资源,只占用内存;Windows特点是打开哪个应用,哪个应用就运行,点击关闭就停止运行,并清出内存。



  内存占用也是与后台有关,旧时Android日常会占用50%;iOS内存在开机不久会爆满,始终居于95%以上;而Windows则是应用多大,内存占用就多大,没有应用时占用很低。

win空载占用

  还有一个Windows Phone系统,是Microsoft基于win为智能手机设计的系统,它的特点不是杀死,而是限制,对后台应用数量限制,对每个应用占用内存限制。这种单个体小,个体总数少的限制,是非常简单且有效的,逼开发者不得不优化。不愧是你,微软。



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|二、为什么后台应用关不掉?|

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  有些用户会刻意关闭后台,以释放内存或增加续航,但发现无法关闭后台运行的应用。这是什么原因呢?来详细分析一下后台管理手段与应用的关系。



  首先看一下后台界面。

卡片后台界面

  在这个界面中,可以展示出你打开过的应用,并生成缩略图。前面说过,安卓应用不存在关闭,退出后应用会进入后台运行。这个界面,可以手动停止后台的应用进程,就是点击那个×号,或在高版本上是滑动。但此行为并不等同于强行停止!



  这个界面并不是强制性停止应用,而是清理掉应用的界面,并通知应用,应该停止自己的后台进程了。至于停止哪些服务,就是应用自己说了算。旧时安卓这个机制问题真的很大,尤其Android K-N,和恶意应用对线简直被爆锤。当时定制化系统对这些机制进行了修改,划掉卡片即强行停止,才能对恶意应用进行反击。



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应用保活:



  应用的开发者为了一些功能运行,或是一些利益原因,会对应用的后台进程进行保护,防止被杀掉,此行为称为应用保活。



  常见的保活手段,就是留通知。在通知栏中留一条不可清除的通知,即可实现避免被杀。即便你在后台界面划掉了卡片,只要这条通知还在,那么这项服务就在,可以随时拉起主进程,继续运行。这样的应用有很多,比如在通知栏里放个资讯窗口、搜索框,就是这种思路。

酷安后台

  最直接的保活手段,就是向用户请求权限。在定制系统上,通常会有“允许应用在后台运行”权限,应用可以找一个正当的借口,让用户主动把这个权限打开,就能在后台畅通无阻的运行了。



  除此之外还有一些奇妙操作,比如建立透明悬浮窗,可以直接提高应用状态分级,就难以被lmk杀掉;进程守护,一个应用建立几个进程,有一个进程掉了,立马由另外一个进程拉起来;还有更强的,以毫秒级速度不停尝试拉起自己的进程,这种方法甚至可以无视强行停止(只要我启动的够快,强行停止就关不掉我流汗滑稽),这已经是破坏型行为了。



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应用唤醒:



  应用会通过一些方式,在用户未手动打开的情况下自行启动,即应用唤醒,也称应用自启动。此时没有前台界面,启动的只是进程与服务。



  Android应用开发时,会给应用加上BroadcastReceiver(广播接收器,以接收系统的广播),以对一些状态作出对应的响应,比方说此设备收到电话,系统就会发出广播“来电话了”,应用“拨号”就会自启动,响铃提醒用户接听。存储空间低于一定量时,系统会发广播,文件管理类应用会提示用户清理文件以释放空间。合理使用可以使应用极大提升功能性,但不合理使用的话,就是给用户找麻烦。

百度云自启

  借用知乎老哥的图。可以看出百度云会接收图中的广播,实现自启动。WiFi更改、存储变动时自启动也就罢了,毕竟功能联网还要依赖存储,但收发短信、拨打电话还要启动干什么呢?安装卸载应用时也启动,充电断电也启动,你是多么怕自己的服务拉不起来啊?t耐克嘴 即便杀掉了后台,没一会又自启了,跟没杀一样。
         

       后续内容请看下篇

最后编辑:2020年05月21日 ©著作权归作者所有

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