Android 进程调度之adj算法

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一、概述

提到进程调度,可能大家首先想到的是Linux cpu调度算法,进程优先级之类概念,本文并不打算介绍这些内容,而是介绍Android framework层中承载activity/service/contentprovider/broadcastrecevier的进程是如何根据组件运行状态而动态调节进程自身的状态。进程有两个比较重要的状态值,即adj(定义在ProcessList.java)和procState(定义在ActivityManager.java)。

本文是根据android 6.0原生系统的算法分析,不同手机厂商都会有各自的激进策略。先来看看系统adj和procState有哪些级别。

1.1 ADJ级别

定义在ProcessList.java文件,oom_adj划分为16级,从-17到16之间取值。adj值越大,优先级越低,adj<0的进程都是系统进程。

ADJ级别 取值 解释
UNKNOWN_ADJ 16 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
CACHED_APP_MIN_ADJ 9 不可见进程的adj最小值
SERVICE_B_AD 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
PERCEPTIBLE_APP_ADJ 2 可感知进程,比如后台音乐播放
VISIBLE_APP_ADJ 1 可见进程(Visible process)
FOREGROUND_APP_ADJ 0 前台进程(Foreground process
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)

lmkd会根据会根据当前系统可能内存的情况,来决定杀掉不同adj级别的进程,Android进程生命周期与ADJ

1.2 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 拥有一个前台Service
PROCESS_STATE_BOUND_FOREGROUND_SERVICE 3 拥有一个前台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

1.3 核心方法

调整进程的adj的3大护法:

  • updateOomAdjLocked:更新adj,当目标进程为空,或者被杀则返回false;否则返回true;
  • computeOomAdjLocked:计算adj,返回计算后RawAdj值;
  • applyOomAdjLocked:应用adj,当需要杀掉目标进程则返回false;否则返回true。

前面提到调整adj的3大护法,最为常见的方法便是computeOomAdjLocked,这也是其他各个方法在需要更新adj时会调用的方法,该方法有3个不同参数的同名方法,定义如下:

updateOomAdjLocked的实现过程中依次会computeOomAdjLockedapplyOomAdjLocked

1.4 使用场景

到底哪些地方会需要updateOomAdjLocked呢,其实很多地方,下面列举常见场景:

  • Activity的start/resume/finish;
  • Service的start/bind/unbind;
  • broadcast的分发/处理;
  • contentprovider的发布/移除/获取;
  • 进程的kill/attach等。

二、ADJ算法

ADJ算法,其核心也就是updateOomAdjLocked方法。

2.1 一参updateOomAdjLocked

[-> ActivityManagerService.java]

该方法主要功能:

  1. 执行五参updateOomAdjLocked
  2. 当app经过更新adj操作后,其cached状态改变(包括由cached变成非cached,或者非cached变成cached),或者curRawAdj=16,则执行无参updateOomAdjLocked

2.2 五参updateOomAdjLocked

该方法是private方法,只提供给一参和无参的同名方法调用,系统中并没有其他地方调用。

2.3 无参updateOomAdjLocked

2.3.1 涉及的部分参数

[-> ProcessList.java]

  • 空进程存活时长: MAX_EMPTY_TIME = 30min
  • (缓存+空)进程个数上限:MAX_CACHED_APPS = SystemProperties.getInt(“sys.fw.bg_apps_limit”,32) = 32(默认);
  • 空进程个数上限:MAX_EMPTY_APPS = computeEmptyProcessLimit(MAX_CACHED_APPS) = MAX_CACHED_APPS/2 = 16;
  • trim空进程个数上限:TRIM_EMPTY_APPS = computeTrimEmptyApps() = MAX_EMPTY_APPS/2 = 8;
  • trim缓存进程个数上限:TRIM_CACHED_APPS = computeTrimCachedApps() = MAX_CACHED_APPS-MAX_EMPTY_APPS)/3 = 5;
  • TRIM_CRITICAL_THRESHOLD = 3;

[-> AMS.java]

  • mBServiceAppThreshold = SystemProperties.getInt(“ro.sys.fw.bservice_limit”, 5);
  • mMinBServiceAgingTime =SystemProperties.getInt(“ro.sys.fw.bservice_age”, 5000);
  • mProcessLimit = ProcessList.MAX_CACHED_APPS
  • mProcessLimit = emptyProcessLimit(空进程上限) + cachedProcessLimit(缓存进程上限)
  • oldTime = now – ProcessList.MAX_EMPTY_TIME;
  • LRU进程队列长度 = numEmptyProcs(空进程数) + mNumCachedHiddenProcs(cached进程) + mNumNonCachedProcs(非cached进程)
  • emptyFactor = numEmptyProcs/3, 且大于等于1
  • cachedFactor = mNumCachedHiddenProcs/3, 且大于等于1

2.3.2 代码