im即时通讯开发之双进程守护保活实践
作者：互联网
在Android 4.4及以后的系统中，应用能否常驻内存，一直以来都是相当头疼的事情，尤其移动端IM、消息推送这类应用，为了保证“全时在线”的概念，真是费尽了心思。
虽然APP常驻内存对于用户来说比较”恶心”，但是在诸如IM和消息推送这类场景来说，APP的常驻内存却尤其重要，而且很多时候用户也会要求APP能够保证长久运行。
因为Android机型太多太杂，以及各厂商定制ROOM的差异，Android应用保活没有一劳永逸和万能的方法。
常见的Android应用保活方法
1）监听广播方式：
通过监听一些全局的静态广播，比如开机广播、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，因为高版本的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，一般而言，应用被系统杀死后，基本无法接收系统广播。
2）提高Service的优先级：
以前提高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）全局定时器：
还有一种方法就是在设置一种全局定时器，定时检测启动后台服务，但这种方法目前也已经无效，因为应用只要被系统杀死，全局定时器最后也只成了摆设。
4）应用中的双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，也无法自行启动。
5）应用中的双进程拉起：
这种方式就是传说中的使用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，因此最后导致双进程无法拉起。
剖析Android的Service
Service的特征类似于Activity，其区别是它没有交互界面，且可长时间运行在后台，即使它所属的应用已经退出，Service仍然可以继续在后台运行。Service无法自行启动，访问者启动它的方式分为两种，即startService(绑定式)和bindService (非绑定式)，相关介绍如下。
startService：
即非绑定式。访问者使用这种方式启动service后，被启动的service将不受访问者控制，也无法与访问者进行数据通信，它会无限地运行下去，必须调用stopSelf()方法或者其他组件(包括访问者)调用stopService()方法来停止。它的生命周期：onCreate->onStartCommand()->……>onDestory()，其中，onCreate用于初始化工作，多次调用startService启动同一个服务，onCreate方法只会被调用一次，onStartCommand会被调用多次，onDestory在销毁时也只会被调用一次。即时通讯开发
bindService：
即绑定式。访问者使用这种方式启动service后，被启动的service受访问者的控制，访问者将通过一个IBinder接口的对象与被绑定的service进行通信，并且可以通过unbindService()方法随时关闭service。一个service可以同时被多个访问者绑定，只有当多个访问者都主动解除绑定关系之后，系统才会销毁service。它的生命周期：onCreate->onBind->....>onUnbind->onDestory，其中，onBind用于返回一个通信对象(IBinder)给访问者，访问者可以通过该IBinder对象调用service的相关方法。当多个访问者绑定同一个service时，onCreate只会被调用一次，onBind、unOnbind方法会被调用与访问者数目相关的次数，onDestory在销毁时只会被调用一次。
有一点需要注意的是：如果一个service被startService启动，然后其他组件再执行bindService绑定该service，service的onCreate不会再被回调，而是直接回调onBind方法；当该组件unBindService时，service的onUnbind方法被回调，但是service不会被销毁，直到自己调用stopSelf方法或者其他组件调用stopService方法时才会被销毁。
理解AIDL和远程Service调用
接上一节。bindService绑定方式启动service分为两种：本地service和远程service。
本地service是指绑定启动的service实现在它所属的应用进程中，其他组件访问者与本地service之间的通信是通过IBinder接口对象实现的；远程service是指绑定启动的service实现在其他应用进程中，也就是另一个APP中，他们之间的通信则是通过IBinder接口的代理对象实现的，而这个代理对象必须通过AIDL方式来构造。
AIDL（Android Interface DefinitionLanguage，即接口描述语言）使用用于约束两个进程之间通讯的规则，可以实现Android终端上两个不同应用(进程)之间的通信(IPC)。
AIDL实现的步骤非常简单，阐述如下：
1）在A应用创建IPerson.aidl接口文件(注意AIDL语言的编写规则，这里不详解)；
2）将创建的IPerson.aidl接口文件拷贝到B应用中。
packagecom.person.aidl
interfaceIPerson{
String getName();
intgetAge();
然后：我们只需要保存.aidl文件，编译器就会自动生成所需的IPerson.java文件，保存在gen目录下，该文件包含一个内部类IPerson.Stub，它实际上继承于Binder对象，即充当通信所需的IBinder代理对象。
这里有几点需要注意，将会影响两进程之间是否能够通讯成功：
1）接口名与aidl文件名相同；
2）应用A、应用B中的.aidl文件必须相同，并且它们所属的包名也必须要一样。
先来看看单进程守护如何实现保活
我们先分析一下绑定方式启动Service流程。
以某Android应用（以下简称应用X）中的守护Service启动保活助手A的守护Service为例：
1）当应用X中的Service通过bindService绑定保活助手A的Service时，保活助手A会回调onBind方法返回一个IPerson.Stub的代理对象给应用X；
2）当应用XService中的onServiceConnected被回调时，说明应用X绑定保活助手A的Service成功；
3）当解绑时，应用X中的onServiceDisconnected和保活助手A中的onUnbind被调用。
有了前面的基础，接下来就分析如何在不同的应用进程中创建守护service，通过检测彼此的绑定情况来唤醒彼此：
1）当应用X绑定保活助手A时(浅绿色字体)，如果保活助手A被系统杀死，应用X的onServiceDisConnected被回调，我们可以在该方法中执行bindService方法再次尝试绑定唤醒保活助手A；
2）当保活助手A绑定应用X时(橙色字体)，如果应用X被系统杀死，保活助手A的onServiceDisconnected被回调，我们可以在该方法中执行bindService方法再次尝试绑定唤醒应用X。
至此，经过这种双重绑定守护来到达应用保活的目的。
新型双进程守护的保活实践
从程度上来说，单进程守护方式差不多可以满足应用长时间保活的要求，虽说让人感觉有点怪异，但实现起来也不是很难，效果明显。
但是，随着进一步的测试，我连续两次强杀应用X，应用X就无法启动了，这是因为当应用X“体积”较大，启动前需要加载诸如大量的静态变量或者Application类中的变量等，导致启动较慢，当我第一次强杀应用X时，保活助手A是执行绑定启动应用X保活服务的，但我继续第二次强杀应用X时，保活助手A可能还未与应用X绑定，最终导致保活助手A无法检查应用X的绑定状态而失效。
双进程守护：针对单进程守护出现的问题，当应用X“体积”较大时，我们可以采用双进程守护，即实现两个保活助手，它们彼此双向绑定来对应用X进行守护。我们采用“环”的形式来进行互拉，无论谁被杀死，只要系统杀掉剩余的任何一个进程，最后活着的进程都能够将其他被杀进程拉起来。当然，这里还有个小技巧，为了防止两个保活助手进程同时被系统杀死，我这里采取高低优先级的方式来解决。
虽然APP常驻内存对于用户来说比较”恶心”，但是在诸如IM和消息推送这类场景来说，APP的常驻内存却尤其重要，而且很多时候用户也会要求APP能够保证长久运行。
因为Android机型太多太杂，以及各厂商定制ROOM的差异，Android应用保活没有一劳永逸和万能的方法。
常见的Android应用保活方法
1）监听广播方式：
通过监听一些全局的静态广播，比如开机广播、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，因为高版本的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，一般而言，应用被系统杀死后，基本无法接收系统广播。
2）提高Service的优先级：
以前提高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）全局定时器：
还有一种方法就是在设置一种全局定时器，定时检测启动后台服务，但这种方法目前也已经无效，因为应用只要被系统杀死，全局定时器最后也只成了摆设。
4）应用中的双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，也无法自行启动。
5）应用中的双进程拉起：
这种方式就是传说中的使用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，因此最后导致双进程无法拉起。
剖析Android的Service
Service的特征类似于Activity，其区别是它没有交互界面，且可长时间运行在后台，即使它所属的应用已经退出，Service仍然可以继续在后台运行。Service无法自行启动，访问者启动它的方式分为两种，即startService(绑定式)和bindService (非绑定式)，相关介绍如下。
startService：
即非绑定式。访问者使用这种方式启动service后，被启动的service将不受访问者控制，也无法与访问者进行数据通信，它会无限地运行下去，必须调用stopSelf()方法或者其他组件(包括访问者)调用stopService()方法来停止。它的生命周期：onCreate->onStartCommand()->……>onDestory()，其中，onCreate用于初始化工作，多次调用startService启动同一个服务，onCreate方法只会被调用一次，onStartCommand会被调用多次，onDestory在销毁时也只会被调用一次。即时通讯开发
bindService：
即绑定式。访问者使用这种方式启动service后，被启动的service受访问者的控制，访问者将通过一个IBinder接口的对象与被绑定的service进行通信，并且可以通过unbindService()方法随时关闭service。一个service可以同时被多个访问者绑定，只有当多个访问者都主动解除绑定关系之后，系统才会销毁service。它的生命周期：onCreate->onBind->....>onUnbind->onDestory，其中，onBind用于返回一个通信对象(IBinder)给访问者，访问者可以通过该IBinder对象调用service的相关方法。当多个访问者绑定同一个service时，onCreate只会被调用一次，onBind、unOnbind方法会被调用与访问者数目相关的次数，onDestory在销毁时只会被调用一次。
有一点需要注意的是：如果一个service被startService启动，然后其他组件再执行bindService绑定该service，service的onCreate不会再被回调，而是直接回调onBind方法；当该组件unBindService时，service的onUnbind方法被回调，但是service不会被销毁，直到自己调用stopSelf方法或者其他组件调用stopService方法时才会被销毁。
理解AIDL和远程Service调用
接上一节。bindService绑定方式启动service分为两种：本地service和远程service。
本地service是指绑定启动的service实现在它所属的应用进程中，其他组件访问者与本地service之间的通信是通过IBinder接口对象实现的；远程service是指绑定启动的service实现在其他应用进程中，也就是另一个APP中，他们之间的通信则是通过IBinder接口的代理对象实现的，而这个代理对象必须通过AIDL方式来构造。
AIDL（Android Interface DefinitionLanguage，即接口描述语言）使用用于约束两个进程之间通讯的规则，可以实现Android终端上两个不同应用(进程)之间的通信(IPC)。
AIDL实现的步骤非常简单，阐述如下：
1）在A应用创建IPerson.aidl接口文件(注意AIDL语言的编写规则，这里不详解)；
2）将创建的IPerson.aidl接口文件拷贝到B应用中。
packagecom.person.aidl
interfaceIPerson{
String getName();
intgetAge();
然后：我们只需要保存.aidl文件，编译器就会自动生成所需的IPerson.java文件，保存在gen目录下，该文件包含一个内部类IPerson.Stub，它实际上继承于Binder对象，即充当通信所需的IBinder代理对象。
这里有几点需要注意，将会影响两进程之间是否能够通讯成功：
1）接口名与aidl文件名相同；
2）应用A、应用B中的.aidl文件必须相同，并且它们所属的包名也必须要一样。
先来看看单进程守护如何实现保活
我们先分析一下绑定方式启动Service流程。
以某Android应用（以下简称应用X）中的守护Service启动保活助手A的守护Service为例：
1）当应用X中的Service通过bindService绑定保活助手A的Service时，保活助手A会回调onBind方法返回一个IPerson.Stub的代理对象给应用X；
2）当应用XService中的onServiceConnected被回调时，说明应用X绑定保活助手A的Service成功；
3）当解绑时，应用X中的onServiceDisconnected和保活助手A中的onUnbind被调用。
有了前面的基础，接下来就分析如何在不同的应用进程中创建守护service，通过检测彼此的绑定情况来唤醒彼此：
1）当应用X绑定保活助手A时(浅绿色字体)，如果保活助手A被系统杀死，应用X的onServiceDisConnected被回调，我们可以在该方法中执行bindService方法再次尝试绑定唤醒保活助手A；
2）当保活助手A绑定应用X时(橙色字体)，如果应用X被系统杀死，保活助手A的onServiceDisconnected被回调，我们可以在该方法中执行bindService方法再次尝试绑定唤醒应用X。
至此，经过这种双重绑定守护来到达应用保活的目的。
新型双进程守护的保活实践
从程度上来说，单进程守护方式差不多可以满足应用长时间保活的要求，虽说让人感觉有点怪异，但实现起来也不是很难，效果明显。
但是，随着进一步的测试，我连续两次强杀应用X，应用X就无法启动了，这是因为当应用X“体积”较大，启动前需要加载诸如大量的静态变量或者Application类中的变量等，导致启动较慢，当我第一次强杀应用X时，保活助手A是执行绑定启动应用X保活服务的，但我继续第二次强杀应用X时，保活助手A可能还未与应用X绑定，最终导致保活助手A无法检查应用X的绑定状态而失效。
双进程守护：针对单进程守护出现的问题，当应用X“体积”较大时，我们可以采用双进程守护，即实现两个保活助手，它们彼此双向绑定来对应用X进行守护。我们采用“环”的形式来进行互拉，无论谁被杀死，只要系统杀掉剩余的任何一个进程，最后活着的进程都能够将其他被杀进程拉起来。当然，这里还有个小技巧，为了防止两个保活助手进程同时被系统杀死，我这里采取高低优先级的方式来解决。
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