Android后台执行限制

朱雀 2024-04-01 17:38 31阅读 0赞

## 一、前言 ##

每次在后台运行时，应用都会消耗一部分有限的设备资源，例如 RAM。 这可能会影响用户体验，如果用户正在使用占用大量资源的应用（例如玩游戏或观看视频），影响会尤为明显。 为了提升用户体验，Android 8.0（API 级别 26）对应用在后台运行时可以执行的操作施加了限制。 本篇文章将介绍操作系统的一些变更，以及如何更新应用以使其能够在新限制下正常运行。

## 二、概览 ##

多个 Android 应用和 Service 可以同时运行。 例如，用户可以在一个窗口中玩游戏，同时在另一个窗口中浏览网页，并使用第三个应用播放音乐。 同时运行的应用越多，对系统造成的负担越大。 如果还有应用或 Service 在后台运行，则会对系统造成更大负担，进而可能导致用户体验下降；例如，音乐应用可能会突然关闭。为了降低发生这些问题的几率，Android 8.0 对应用在用户不与其直接交互时可以执行的操作施加了限制。

应用在两个方面受到限制：

**后台 Service 限制**：处于空闲状态时，应用可以使用的后台 Service 存在限制。 这些限制不适用于前台 Service，因为前台 Service 更容易引起用户注意。

**广播限制**：除了有限的例外情况，应用无法使用清单注册隐式广播。 它们仍然可以在运行时注册这些广播，并且可以使用清单注册专门针对它们的显式广播。

**请注意：**默认情况下，这些限制仅适用于适配 Android 8.0（API 级别 26）或更高版本的应用。 然而，即使应用适配的 API 级别低于 26，用户也可以从 **Settings** 屏幕为任意应用启用其中大多数限制。

在大多数情况下，应用都可以使用 JobScheduler 作业克服这些限制。 这种方法允许应用安排其在未活跃运行时执行工作，不过仍能够使系统可以在不影响用户体验的情况下安排这些作业。 Android 8.0 提供针对 JobScheduler 的多项改进，让您可以更轻松地使用计划作业取代 Service 和广播接收器；如需了解详细信息，请参阅 JobScheduler 改进。

## 三、后台 Service 限制 ##

在后台中运行的 Service 会消耗设备资源，这可能会降低用户体验。 为了缓解这一问题，系统对这些 Service 施加了一些限制。

系统可以区分前台和后台应用。 （用于 Service 限制目的的后台定义与内存管理使用的定义不同；一个应用按照内存管理的定义可能处于后台，但按照能够启动 Service 的定义又处于前台。）如果满足以下任意条件，应用将被视为处于前台：

*  具有可见 Activity（不管该 Activity 已启动还是已暂停）。
 *  具有前台 Service ，通俗来讲：目前正在执行该service某个回调（Service.onCreate()、Service.onStart() 或 Service.onDestroy()）方法中的代码。
 *  另一个前台应用已关联到该应用（不管是通过绑定到其中一个 Service，还是通过使用其中一个内容提供程序ContentProvider）。 例如，如果另一个应用绑定到该应用的 Service，那么该应用处于前台：

IME

壁纸 Service

通知侦听器

语音或文本 Service

**如果以上条件均不满足，应用将被视为处于后台。**

处于前台时，应用可以自由创建和运行前台与后台 Service。 进入后台时，在一个持续数分钟的时间窗内，应用仍可以创建和使用 Service。 在该时间窗结束后，应用将被视为处于空闲状态。 此时，系统将停止应用的后台 Service，就像应用已经调用 Service 的 Service.stopSelf() 方法一样。

在这些情况下，后台应用将被置于一个临时白名单中并持续数分钟。 位于白名单中时，应用可以无限制地启动 Service，并且其后台 Service 也可以运行。 处理对用户可见的任务时，应用将被置于白名单中，例如：

**处理一条高优先级 Firebase 云消息传递 (FCM)消息。**  
**接收广播，例如短信/彩信消息。**  
**从通知执行 PendingIntent。**  
**在 VPN 应用将自己提升为前台进程前开启 VpnService。**

在 Android 8.0 之前，创建前台 Service 的方式通常是先创建一个后台 Service，然后将该 Service 推到前台。 **Android 8.0 有一项复杂功能：系统不允许后台应用创建后台 Service**。 因此，Android 8.0 引入了一种全新的方法，即 startForegroundService()，以在前台启动新 Service。 在系统创建 Service 后，应用有五秒的时间来调用该 Service 的 startForeground() 方法以显示新 Service 的用户可见通知。 如果应用在此时间限制内未调用 startForeground()，则系统将停止此 Service 并声明此应用为 **ANR**。

**总结**

默认情况下，这些变更仅影响适配 Android 8.0（API 级别 26）或更高版本的应用。 不过，即使应用适配的 API 级别低于 26 的，用户也可以从 **Settings** 屏幕中启用这些限制。您可能需要更新应用，使其符合新限制，约定如下：

**1. 如果处于后台时您的应用需要创建一个前台 Service，请使用 startForegroundService() 方法，而非 startService()。**

**2. 如果 Service 容易引起用户注意，请将其设置为前台 Service。 例如，播放音频的 Service 始终应为前台 Service。 使用 startForegroundService() 方法创建 Service， 而非 startService()。**

## 四、广播限制 ##

如果应用注册为接收广播，则在每次发送广播时，应用的接收器都会消耗资源。 如果多个应用注册为接收基于系统事件的广播，则会引发问题：触发广播的系统事件会导致所有应用快速地连续消耗资源，从而降低用户体验。 为了缓解这一问题，Android 7.0（API 级别 24）对广播施加了一些限制，如后台优化中所述。 Android 8.0（API 级别 26）让这些限制更为严格，约定如下：

**1. 适配 Android 8.0 或更高版本的应用无法继续在其清单中为隐式广播注册广播接收器。 隐式广播是一种不专门针对该应用的广播。 例如，ACTION\_PACKAGE\_REPLACED 就是一种隐式广播，因为该广播将被发送给所有已注册侦听器，让后者知道设备上的某些软件包已被替换。 不过，ACTION\_MY\_PACKAGE\_REPLACED 不是隐式广播，因为不管已为该广播注册侦听器的其他应用有多少，它都会只被发送给软件包已被替换的应用。**

**2. 应用可以继续在它们的清单中注册显式广播。**

**3. 应用可以在运行时使用 Context.registerReceiver() 为任意广播（不管是隐式还是显式）注册接收器。**

**4. 需要签名权限的广播不受此限制所限，因为这些广播只会发送到使用相同证书签名的应用，而不是发送到设备上的所有应用。**

**隐式广播和显示广播**

显示广播：发送广播时，指定具体的广播接收者类，例如：在Activity中可通过如下语句发送广播：

sendBroadcast(new Intent(MainActivity.this, TestReceiver.class)))。

AndroidMainfest.xml 静态注册：

隐式广播：发送广播时，不指定具体的广播接收者类，而是携带一些action、category或者data。例如：

sendBroadcast(new Intent("com.my.test.action"));

AndroidMainfest.xml中注册：

**Android O做了一系列变更，在清单文件中注册的隐式广播（*除例外情况*），运行在Android O上已经不起任何作用（不会收到广播回调）,** 这样子做是为了节省电量，提升续航，增强性能，提高用户体验。

举个例子：现在的手机中少则几十个应用多则上百，如果每个应用都注册监听CONNECIVITY\_ACTION广播，想象一下，每当WiFi，数据流量网络状态发生变化时系统就会发出广播，此时所有的应用都被唤醒并执行任务，即使这些应用不在前台甚至没有运行，所以可想这是多么的耗费资源，特别是电量。

**例外情况**

有几种广播目前不会受这些限制，无论应用目标平台的 API 级别为何，都可以继续注册下列广播的侦听器，如下：

1. ACTION\_LOCKED\_BOOT\_COMPLETED、ACTION\_BOOT\_COMPLETED：原因：这些广播只在首次启动时发送一次，并且许多应用都需要接收此广播以便进行作业、闹铃等事项的安排。

2.ACTION\_USER\_INITIALIZE、”android.intent.action.USER\_ADDED”、”android.intent.action.USER\_REMOVED”：原因：这些广播受特权保护，因此大多数正常应用无论如何都无法接收它们。

3. “android.intent.action.TIME\_SET”、ACTION\_TIMEZONE\_CHANGED：原因：时钟应用可能需要接收这些广播，以便在时间或时区变化时更新闹铃。

4. ACTION\_LOCALE\_CHANGED：原因：只在语言区域发生变化时发送，并不频繁。 应用可能需要在语言区域发生变化时更新其数据。

5.ACTION\_USB\_ACCESSORY\_ATTACHED、ACTION\_USB\_ACCESSORY\_DETACHED、ACTION\_USB\_DEVICE\_ATTACHED、ACTION\_USB\_DEVICE\_DETACHED：原因：如果应用需要了解这些 USB 相关事件的信息，目前尚未找到能够替代注册广播的可行方案。

6. ACTION\_HEADSET\_PLUG：原因：由于此广播只在用户进行插头的物理连接或拔出时发送，因此不太可能会在应用响应此广播时影响用户体验。

7. ACTION\_CONNECTION\_STATE\_CHANGED、ACTION\_CONNECTION\_STATE\_CHANGED：原因：与 ACTION\_HEADSET\_PLUG 类似，应用接收这些蓝牙事件的广播时不太可能会影响用户体验。

8. ACTION\_CARRIER\_CONFIG\_CHANGED、 TelephonyIntents.ACTION\_\*\_SUBSCRIPTION\_CHANGED、”TelephonyIntents.SECRET\_CODE\_ACTION”：原因：原始设备制造商 (OEM) 电话应用可能需要接收这些广播。

9. LOGIN\_ACCOUNTS\_CHANGED\_ACTION：原因：一些应用需要了解登录帐号的变化，以便为新帐号和变化的帐号设置计划操作。

10. ACTION\_PACKAGE\_DATA\_CLEARED：原因：只在用户显式地从 Settings 清除其数据时发送，因此广播接收器不太可能严重影响用户体验。

11. ACTION\_PACKAGE\_FULLY\_REMOVED：原因：一些应用可能需要在另一软件包被移除时更新其存储的数据；对于这些应用，尚未找到能够替代注册此广播的可行方案。

12. ACTION\_NEW\_OUTGOING\_CALL：原因：执行操作来响应用户打电话行为的应用需要接收此广播。

13. ACTION\_DEVICE\_OWNER\_CHANGED：原因：此广播发送得不是很频繁；一些应用需要接收它，以便知晓设备的安装状态发生了变化。

14. ACTION\_EVENT\_REMINDER：原因：由日历提供程序发送，用于向日历应用发布事件提醒。因为日历提供程序不清楚日历应用是什么，所以此广播必须是隐式广播。

15. ACTION\_MEDIA\_MOUNTED、ACTION\_MEDIA\_CHECKING、ACTION\_MEDIA\_UNMOUNTED、ACTION\_MEDIA\_EJECT、 ACTION\_MEDIA\_UNMOUNTABLE、ACTION\_MEDIA\_REMOVED、ACTION\_MEDIA\_BAD\_REMOVAL：原因：这些广播是作为用户与设备进行物理交互的结果（安装或移除存储卷）或启动初始化（作为已装载的可用卷）的一部分发送的，因此它们不是很常见，并且通常是在用户的掌控下。

16. SMS\_RECEIVED\_ACTION、WAP\_PUSH\_RECEIVED\_ACTION：原因：这些广播依赖于短信接收应用。

**上面16种虽然是隐式广播，但是目前还是可以正常接收到广播。**