某学姐

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Android学习笔记——进程和线程

2018-05-24 | Comments

1、进程和线程的关系
2、进程
(1)进程分类
(2)进程间通信
(3)进程保活
3、线程
(1)线程优先级
(2)线程调度
(3)线程间通信
4、多线程编程
(1)线程协作
(2)生产者消费者
5、参考文档

1、进程和线程的关系

进程是系统进行资源分配和调度的一个独立单位,拥有独立的内存单元。线程是比进程更小的可独立运行的基本单位。

区别:
调度方面:进程是资源的拥有单位,线程是独立的调度和分派单位,可以显著的提高并发度和减少切换开销。
并发性:进程间可以并发,同一进程的线程间也可以并发,有效提高系统资源的利用率和吞吐量。
拥有资源:进程是基本的资源拥有单位,线程只拥有很少的资源,但是线程可以访问所属进程的资源。
系统开销:创建或者撤销进程的时候,系统要为之创建或回收PCB,系统资源等,切换时也需要保存和恢复CPU环境。而线程的切换只需要保存和恢复少量的寄存器,不涉及存储器管理方面的工作,所以开销较小。

2、进程

(1)进程分类

按优先级分为5类:前台进程可见进程服务进程后台进程空进程

这个分类是根据进程中正在运行的组件的状态进行分类的。

前台进程:用户当前操作所必需的进程。如托管Activity(已调用onResume())、Service(和前台正在交互的Activity绑定,或已调用startForeground(),或执行了onCreate()/onStart()/onDestroy())、BroadcastReceiver(正执行onReceive())等前台运行的组件的进程。

可见进程:没有任何前台组件,但仍会影响用户在屏幕上所见内容的进程。如托管Activity(已调用onPause())、Service(绑定到可见onPause()的Activity)

服务进程:正在运行已使用startService()方法启动的服务,且不属于上述两个更高级别进程的进程。如Service(后台播放音乐、从网络下载数据场景)

后台进程:包含目前对用户不可见的Activity的进程。如Activity(已调用onStop())。后台进程会保存在一个LRU列表中,以确保最近查看的Activity的进程最后一个被终止。守护进程也属于后台进程。

空进程:不包含任何活动应用组件的进程,系统往往会终止这些进程。作用:用作缓存,以缩短下次在其中运行组件所需的启动时间。

从上面可以看出,运行Service的进程至少是服务进程,运行Activity的进程至少是后台进程。

(2)进程间通信

Linux进程间通信的方式:
(1)管道(Pipeline):无名管道,半双工通信,数据单向通信,且在父子进程间通信;有名管道,半双工通信,允许无亲缘关系进程间通信。管道的实质是一个内核缓冲区。
(2)信号量(Semophore):是一个计数器,用来控制多个进程对共享资源的访问。
(3)消息队列(Message Queue):存放在内核中的消息链表,每个消息队列由消息队列标志符表示。
(4)信号(Signal):用于通知接收进程某个事件已经发生。
(5)共享内存(Shared Memory):映射一段能被其他进程访问的内存,这段内存由一个进程创建,但多个进程都可以访问。
(6)套接字(Socket):与其他通信机制的区别是,可用于不同机器间的进程通信。

Android系统进程间通信方式:
(1)文件共享:不适用于并发场景。
(2)Socket:网络数据交换场景。
(3)Binder:AIDL、Messageer、BroadcastReceiver、ContentProvider通信本质上都是基于Binder实现。

Android系统中,Zygote和system_server进程,Zygote和App进程的通信都是Socket通信;其他情况是Binder通信。

(3)进程保活

进程保活方式:厂商白名单启动前台服务进程相互唤醒利用系统漏洞

厂商白名单:如有些手机厂商把知名App加入白名单,保证进程不死来提高用户体验。

启动前台服务:开启一个前台服务,如启动一个前台Activity或Service。开启一个像素的Activity,如手Q方案;启动一个前台Service,在系统通知栏生成一个Notification,哪怕App退到后台,进程也会一直运行。

进程相互唤醒:主要包括3种场景,即利用系统进程唤醒、第三方SDK唤醒、同体系App唤醒。

(1)系统进程唤醒:开机、网络切换(CONNECTIVITY_ACTION)、拍照(ACTION_NEW_PICTURE)、拍视频(ACTION_NEW_VIDEO)时,利用系统产生的广播唤醒App。开机广播有些定制ROM的厂商已将其去掉,Android N之后已取消网络切换、拍照、拍视频3种广播
(2)第三方SDK唤醒:比如某个App中集成微信SDK,则微信SDK会唤醒微信App;比如使用信鸽或友盟SDK的App,相互之间会相互唤醒等。
(3)同体系App唤醒:如阿里系的App,比如淘宝、天猫、支付宝等之间会相互唤醒。

利用系统漏洞:在启动前台服务这种方式上,想办法把通知栏去掉。
原理如下: 对于 API level < 18 :调用startForeground(ID, new Notification()),发送空的Notification ,图标则不会显示。
对于 API level >= 18:在需要提优先级的Service A启动一个InnerService,两个服务同时startForeground,且绑定同样的 notificationId,然后Stop掉InnerService ,这样通知栏图标即被移除,但是Service A还活着。

从大的方面,根据优先级进程可以分为:前台进程可见进程服务进程后台进程空进程
从更具体方面,每个进程都有一个oom_adj,代表进程优先级值,这个值越小优先级越高,比如前台进程oom_adj的值为0,空进程最大。

系统往往会杀优先级低且内存占用大的进程。先按照oom_adj杀,oom_adj相同的话,按照内存占用杀。

参考:
Android进程保活的一般套路
微信Android客户端后台保活经验分享
Android进程保活的一般套路

3、线程

(1)线程优先级

Java线程优先级使用1~10的整数表示,值越大优先级越高。

Thread.MIN_PRIORITY(1)、Thread.NORM_PRIORITY(5)、Thread.MAX_PRIORITY(10)

线程优先级只在局部起作用,不保证线程执行的顺序,真正的执行顺序和操作系统及虚拟机版本有关。只能说优先级高的线程获取CPU资源的概率高。

(2)线程调度

图片来自《深入理解Java虚拟机》

(3)线程间通信

主线程和子线程:AsyncTask、Handler。

从其他线程访问UI线程(本质还是Handler机制):

Activity.runOnUiThread(Runnable)
View.post(Runnable)
View.postDelayed(Runnable, long)

public void onClick(View v) {
    new Thread(new Runnable() {
        public void run() {
            final Bitmap bitmap =
                    loadImageFromNetwork("http://example.com/image.png");
            mImageView.post(new Runnable() {
                public void run() {
                    mImageView.setImageBitmap(bitmap);
                }
            });
        }
    }).start();
}

子线程和子线程:Handler

4、多线程编程

(1)线程协作

死锁

wait()/notify()、sleep()/interrupt()

(2)生产者消费者

生产者/消费者问题的多种Java实现方式
Java实现生产者和消费者的5种方式

5、参考文档

(1)进程和线程
(2)进程间通信IPC (InterProcess Communication)

本文原文发自 某学姐, 转载请保留出处, 谢谢.

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