前言

       Android系统与其他操作系统有个很不一样的地方，就是其他操作系统尽可能移除不再活动的进程，从而尽可能保证多的内存空间，而Android系统却是反其道而行之，尽可能保留进程。Android这样设计有什么优势呢？又是通过怎样的方法来管理这些被保留的进程的呢？Android用户又该如何正确使用手机从而更好发挥Android系统所特有的优势呢？本文将一一为您解开这些谜团。

      本文的主要内容如下：

一、Android进程管理的特殊设计

       Linux系统对进程的管理方式是一旦进程活动停止，系统就会结束该进程。尽管Android基于Linux Kernel，但在进程管理上，却采取了另外一种独特的设计：当进程活动停止时，系统并不会立刻结束它，而是会尽可能地将该进程保存在内存中，在以后的某个时间，一旦需要该进程，系统就会立即启动该进程。只有当剩余内存不够用了，为了维持新开启的进程或者比较重要的进程的正常运行，系统才会选择性地杀掉一些不重要的内存，腾出内存空间来，所以Android系统永远不会有内存不足的提示。

二、Android独特进程管理设计的好处

      Android这种独特的设计，也正是Android标榜的优势之一，这有两个好处：

  1、最大限度地提高内存的使用率。

       比如，你的内存是8G，如果每次使用完某个进程就杀掉，那么被使用的内存基本上会始终保持在某个值比如4G以内，那么内存的使用率就总是保存在50%以内，剩余的4G内存形同虚设，发挥用处的机会非常少。而Android的这种设计，就可以做到有多少内存就用多少内存，尽可能大地提高内存使用率。同样比如有8G内存，使用完的进程仍保留在内存中，累积下来，被使用的内存就尽可能地会接近8G。

  2、提高再次启动时的启动速度

       被驻留在内存中不再活动的进程（后台进程或空进程，后面会再讲到），很多是经常需要使用的，当再次使用该进程的时候，系统立即启动这个进程，而不需要再重新初始化。例如，我们常用的浏览器，当暂时不再使用时，按下back键，浏览器进程就变成了不再活动的进程。如果下次又要使用了，在最近使用应用列表中点击浏览器即可，浏览器界面仍然保持着退出前的界面。但如果退出时把该进程移除了，那么再次使用时，就需要重新初始化，然后进入该应用，这往往会花费数秒的时间。

三、Android进程的五个等级

        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，最终需要移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，然后是重要性略逊的进程，以此类推，以回收系统资源。该“重要性层级结构”将进程分为了五个等级：

  1、前台进程（foreground）

       前台进程是指那些有组件正和用户进行交互的应用程序的进程，也称为Active进程。这些都是Android尝试通过回收其他应用程序来使其保持相应的进程。这些进程的数量非常少，只有等到最后关头才会终止这些进程，是用户最不希望终止的进程。例如：而当你运行浏览器这类应用时，它们的界面就会显示在前台，它们就属于前台进程，当你按home键回到主界面，他们就变成了后台程序。

       如果一个进程满足以下任一条件，即视为前台进程：

     （1）托管处于活动状态的Activity，也就是说，它们位于前台并对用户事件进行响应，此时的情形为响应了Activity中的onResume()生命周期方法，但没有响应onPause()。

     （2）托管正在执行onReceive()方法处理事件程序的BroadcastReceiver。

     （3）托管正在执行onStart()、onCreate()或onDestroy()事件处理程序的Service。

     （4）托管正在运行且被标记为在前台运行的Service，即调用了该Service的startForeground()方法。

     （5）托管某个Service，且该Service正绑定在用户正在交互的Activity的Service，即该Activity正处于活动状态。

  2、可见进程（visible）

        没有任何前台组件、但仍然会影响用户在屏幕上所见内容的进程。如果一个进程满足以下任一条件，即视为可见进程：

    （1）托管不在前台、但仍对用户可见的Activity（已调用其onPause（）方法）。例如：如果前台Acitivty启动了一个对话框，或者启动了一个非全屏，亦或是一个透明的Activity，允许在其后显示上一个Activity，则可能会发生这种情况，这类Activity不在前台运行，也不能对用户事件作出反应。

    （2）托管绑定到可见Activity的Service。（官网上说是绑定到可见或前台Activity，但笔者有一点疑问，这个和“前台进程”中第（5）点相矛盾吗，绑定到前台Activity，那就是前台进程了）

        可见进程被视为是极其重要的进程，这类进程的数量也很少，只有在资源极度匮乏的环境下，为保证前台进程继续执行时才会终止。

  3、服务进程（Service）

        正在运行已使用startService（）方法启动的Serice且不属于上述两个更高类别进程的进程。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。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。

       有些资料上面也称这种进程为次要服务（Secondary Service），而属于上述两个更高类别的进程则被称为主要服务，主要服务往往属于系统进程，如拨号进程等，不可能被进程管理轻易终止。这里我们以Android开发者官网的称呼为标准，称为服务进程。

  4、后台进程（hidden）

       包含目前对用户不可见的Activity，即该Activity调用了onStop()方法。这些进程对用户体验没有直接影响，系统可能随时终止它们，以回收内存供上述三个更高级别的进程使用。通常会有很多后台进程在运行，它们会保存在LRU（Least Recently Used，最近最少使用）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。

       这里读者可以做个试验，先开启微信，进入到朋友圈界面， 然后点击手机屏幕下方的导航栏中的Home按键进入到后台，再点击最近使用应用列表显示按钮（不同的手机位置不一样，有的在Home键左边，有的则在Home键右边），在显示的最近使用应用的列表中清理掉微信应用，最后再点击桌面的微信图标启动微信，会发现显示的界面仍然是朋友圈界面。

       后台进程，我们可以简单理解为，应用（只考虑只有Activity组件的情况）启动后按Home键后被切换到后台的进程。如浏览器、阅读器等，当程序显示在屏幕上时，它们所运行的进程即为前台进程（foreground），一旦按home键（注意不是back键）返回到桌面，程序就停留在后台，成为后台进程。

  5、空进程（empty）

       不含任何活动应用组件的进程。保留这种进程的唯一目的是用作缓存，以缩短下次再其中运行组件所需要的启动时间。一般来说，当应用按back按键退出后应用后，就变成了一个空进程。比如BTE，在程序退出后，依然会在进程中驻留一个空进程，这个进程里没有任何数据在运行，作用往往是提高该程序下次的启动速度或者记录程序的一些历史信息。当系统内存不够用时，无疑，该进程是应该最先终止的。在最近使用应用列表中，可以看到按back键退出的应用。

       根据进程中当前活动组件的重要程度，Android会将进程评定为它可能达到的最高级别。通俗地说，就是如果一个进程同时拥有多个对应上述不同等级进程的组件时，会以最高的那个等级作为该进程的等级。例如，如果某进程托管着服务和可见Activity，则会将此进程评定为可见进程，而不是服务进程。

       此外，一个进程的级别可能会因为其他进程对它的依赖而有所提高，即服务于另一进程的进程其级别永远不会低于其所服务的进程。例如，如果进程A中的内容提供程序为进程B中的客户端提供服务，或者如果进程A中的服务绑定到进程B中的组件，则进程A始终被视为至少与进程B同样重要。

       由于运行服务的进程其级别高于托管后台Activity的进程，因此启动长时间运行操作的Activity最好为该操作启动Service，而不是简单地创建工作线程，当操作有可能比Activity更加持久时更应该如此。例如，正在将图片上传到网站的Activity应该启动服务来执行上传，这样一来，即使用户退出Activity，仍可在后台继续执行上传操作。使用服务可以保证，无论Activity发生什么情况，该操作至少具备“服务进程”优先级。如果某个Activity开启了线程执行耗时操作，当Activity退出时，该Activity的实例将不会释放内存资源，直到线程执行完，这样容易导致内存泄漏。同理，广播接收器也应该使用服务，而不是简单地将耗时冗长的操作放入线程中。

四、答疑解惑

       在以前没有专门去了解Android进程管理机制的时候，甚至是在研究的过程中，笔者心里都经常存在很多疑惑，以下整理了其中5个，不知道读者您是否有也类似的困惑呢？