一、task_struct

Android的進(jìn)程管理建立在Linux內(nèi)核的基礎(chǔ)上颁湖。Linux內(nèi)核通過一個被稱為進(jìn)程描述符的task_struct結(jié)構(gòu)體來管理進(jìn)程宣蠕，這個結(jié)構(gòu)體包含了一個進(jìn)程所需的所有信息。它定義在include/linux/sched.h文件中或者Android的kernel/msm-4.9/include/linux/sched.h中甥捺。包含一下的信息：

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其中抢蚀，進(jìn)程的狀態(tài)有以下取值：

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二、進(jìn)程創(chuàng)建流程

idle進(jìn)程 -> init進(jìn)程 -> zygote進(jìn)程 -> system_server進(jìn)程 →App進(jìn)程
他們之間的關(guān)系如下：

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64位下有兩個zygote镰禾，zygote64和zygote皿曲。64位應(yīng)用的父進(jìn)程是zygote64，它的pgid也是zygote64的pid吴侦；32位應(yīng)用的父進(jìn)程是zygote屋休，它的pgid卻是zygote64的pid，如：com.ss.android.article.news的父進(jìn)程是zygote（1112）备韧，但它的pgid是zygote64(1111)劫樟，這是怎么回事呢？原來不管32位或64位的zygote织堂，它在創(chuàng)建完子進(jìn)程后叠艳，會調(diào)用setChildPgid()來改變子進(jìn)程的pgid捧挺。

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多個進(jìn)程組還可以構(gòu)成一個會話 (session)翅睛，sid標(biāo)識會話id捕发，Android中進(jìn)程的sid基本都是0。

一張更為詳細(xì)的圖：

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ZygoteServer啟動過程：

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Zygote本身是一個Native的應(yīng)用程序法挨，剛開始的名字為“app_process”窃植，運(yùn)行過程中巷怜，通過調(diào)用setArgv0將名字改為Zygote延塑。
ZygoteInit進(jìn)程啟動后，會注冊一個Socket豫缨，在runSelectLoop方法中開啟一個while死循環(huán)等待ActivityManagerService創(chuàng)建新進(jìn)程的請求，其次冲呢，ZygoteInit啟動了SystemServer進(jìn)程敬拓，執(zhí)行SystemServer的main方法。
Socket通信框架：

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LocalSocket就是作為客戶端建立于服務(wù)端的連接营勤，發(fā)送數(shù)據(jù)葛作。LocalServerSocket作為服務(wù)端使用，建立服務(wù)端的socket監(jiān)聽客戶端請求虱岂，典型的C/S架構(gòu)

三、如何創(chuàng)建一個進(jìn)程

#inlucde<unistd.h>
#inlucde<stdio.h>
#inlucde<wait.h>
int main(){
  int count = 0;
  pid_t fpid = fork();
  if( fpid < 0){
    printf("創(chuàng)建子進(jìn)程失敗");
  } else if( fpid == 0){
    printf("子進(jìn)程Id:%d\n",getpid());
  } else {
    printf("父進(jìn)程Id:%d\n",getpid());
  }
  printf("count=%d\n",count);
  waitpid(fpid,NULL,0); // 暫時(shí)停止目前進(jìn)程的執(zhí)行难菌，直到有信號來到或子進(jìn)程結(jié)束
  return 0;
}

1. fork函數(shù)執(zhí)行一次，返回兩次猎塞，第一次返回父進(jìn)程的id荠耽，第二次返回子進(jìn)程的id铝量。
2. count是全局變量慢叨，子進(jìn)程和父進(jìn)程同時(shí)操作拍谐，但是互相不受影響

fork()使用寫時(shí)復(fù)制轩拨，copy-on-write，是一種可以推遲甚至避免拷貝數(shù)據(jù)的技術(shù)砍濒。內(nèi)核此時(shí)并不復(fù)制整個進(jìn)程的地址空間梯影，而是讓父子進(jìn)程共享同一個地址空間甲棍。只用在需要寫入的時(shí)候才會復(fù)制地址空間七扰，從而使各個進(jìn)行擁有各自的地址空間颈走。如下圖所示，同左到右大的方向箭頭表示復(fù)制內(nèi)容：

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為這四個部分分配物理塊锐膜，P2的：正文段-->PI的正文段的物理塊道盏，指的是不為P2分配正文段塊，讓P2的正文段指向P1的正文段塊种远，數(shù)據(jù)段-->P2自己的數(shù)據(jù)段塊（為其分配對應(yīng)的塊）院促，堆-->P2自己的堆塊，棧-->P2自己的棧塊辉浦。

一個進(jìn)程有正文段宪郊、數(shù)據(jù)段弛槐、堆和棧等段乎串，內(nèi)核只為新生成的子進(jìn)程創(chuàng)建虛擬空間結(jié)構(gòu)叹誉，它們來復(fù)制于父進(jìn)程的虛擬空間結(jié)構(gòu)钧唐，但是不為這些段分配物理內(nèi)存钝侠，它們共享父進(jìn)程的物理空間，當(dāng)父子進(jìn)程中有更改相應(yīng)段的行為發(fā)生時(shí)弱匪，再為子進(jìn)程相應(yīng)的段分配物理空間萧诫。
對應(yīng)到Android系統(tǒng)中：

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4、Zygote進(jìn)程預(yù)加載資源

android系統(tǒng)資源加載分兩種方式及刻，預(yù)加載和使用進(jìn)程中加載。 預(yù)加載是指在zygote進(jìn)程啟動的時(shí)候就加載颗搂，這樣系統(tǒng)只在zygote執(zhí)行一次加載操作丢氢，所有APP用到該資源不需要再重新加載，減少資源加載時(shí)間貌嫡，加快了應(yīng)用啟動速度嫁艇，一般情況下步咪，系統(tǒng)中App共享的資源會被列為預(yù)加載資源。

預(yù)加載的內(nèi)容：

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上面文件中列舉的四千多個類都要通過Class.forName加載到系統(tǒng)中，生成字節(jié)碼
preload的過程主要發(fā)生在ZygoteInit.preload()函數(shù)里面：

static void preload(TimingsTraceLog bootTimingsTraceLog) {
        Log.d(TAG, "begin preload");
        beginIcuCachePinning();
        preloadClasses();
        preloadResources();
        nativePreloadAppProcessHALs();
        preloadOpenGL();
        preloadSharedLibraries();
        preloadTextResources();
        WebViewFactory.prepareWebViewInZygote();
        endIcuCachePinning();
        warmUpJcaProviders();
        Log.d(TAG, "end preload");

        sPreloadComplete = true;
    }

會輸出以下log：

Zygote  : begin preload
Zygote  : Preloading ICU data...
Zygote  : Preloading classes...
Zygote  : ...preloaded 6558 classes in 441ms.
Zygote64Timing: PreloadClasses took to complete: 545ms
Zygote  : Preloading resources...
Zygote  : ...preloaded 86 resources in 45ms.
Zygote  : ...preloaded 41 resources in 2ms.
Zygote  : Preloading shared libraries...
Zygote  : end preload

可見preload加載的有類，資源闰挡，共享庫长酗。系統(tǒng)中有大量的資源可以直接被App所使用，比如一個顏色咧叭，一個drawble，這些都是通過preloadResources加載的听想。

4衔峰、進(jìn)程優(yōu)先級

進(jìn)程管理主要涉及到兩個值：
adj：通過調(diào)整oom_score_adj來影響進(jìn)程壽命(Lowmemorykiller殺進(jìn)程策略)威彰；
schedGroup：影響進(jìn)程的CPU資源調(diào)度與分配歇盼；
adj，即進(jìn)程的優(yōu)先級粗略劃分如下：

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前臺進(jìn)程：正在與用戶進(jìn)行交互的進(jìn)程
可見進(jìn)程：可在屏幕上顯示但不在前臺運(yùn)行，比如一個前臺進(jìn)程以對話框的形式顯示在該進(jìn)程前面氮惯。典型的如輸入法。
服務(wù)進(jìn)程：正在運(yùn)行已使用 startService() 方法啟動的服務(wù)且不屬于上述兩個更高類別進(jìn)程的進(jìn)程铛纬。盡管服務(wù)進(jìn)程與用戶所見內(nèi)容沒有直接關(guān)聯(lián)，但是它們通常在執(zhí)行一些用戶關(guān)心的操作（例如唬滑，在后臺播放音樂或從網(wǎng)絡(luò)下載數(shù)據(jù)）告唆。
后臺進(jìn)程：包含目前對用戶不可見的 Activity 的進(jìn)程（已調(diào)用 Activity 的 onStop() 方法）。這些進(jìn)程對用戶體驗(yàn)沒有直接影響晶密，系統(tǒng)可能隨時(shí)終止它們擒悬，以回收內(nèi)存供前臺進(jìn)程、可見進(jìn)程或服務(wù)進(jìn)程使用稻艰。
空進(jìn)程：不含任何活動應(yīng)用組件的進(jìn)程懂牧。保留這種進(jìn)程的的唯一目的是用作緩存，以縮短下次在其中運(yùn)行組件所需的啟動時(shí)間。

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進(jìn)程的優(yōu)先級取決于進(jìn)程四大組件的運(yùn)行狀態(tài)尸变。例如Activity是否在前臺痛垛，用戶是否可見蹂析；Service正在被哪些客戶端使用；ContentProvider正在被哪些客戶端使用；BroadcastReceiver是否正在接受廣播
ProcessRecord中有以下成員變量：

// all activities running in the process
final ArrayList<ActivityRecord> activities = new ArrayList<>();
// any tasks this process had run root activities in
final ArrayList<TaskRecord> recentTasks = new ArrayList<>();
// all ServiceRecord running in this process
final ArraySet<ServiceRecord> services = new ArraySet<>();
// services that are currently executing code (need to remain foreground).
final ArraySet<ServiceRecord> executingServices = new ArraySet<>();
// All ConnectionRecord this process holds
final ArraySet<ConnectionRecord> connections = new ArraySet<>();
// all IIntentReceivers that are registered from this process.
final ArraySet<ReceiverList> receivers = new ArraySet<>();
// class (String) -> ContentProviderRecord
final ArrayMap<String, ContentProviderRecord> pubProviders = new ArrayMap<>();
// All ContentProviderRecord process is using
final ArrayList<ContentProviderConnection> conProviders = new ArrayList<>();

activities 記錄了進(jìn)程中運(yùn)行的Activity
services，executingServices 記錄了進(jìn)程中運(yùn)行的Service
receivers 記錄了進(jìn)程中運(yùn)行的BroadcastReceiver
pubProviders 記錄了進(jìn)程中運(yùn)行的ContentProvider
而：
connections 記錄了對于Service連接
conProviders 記錄了對于ContentProvider的連接

連接的意義在于：連接的客戶端的進(jìn)程優(yōu)先級會影響被使用的Service和ContentProvider所在進(jìn)程的優(yōu)先級它匕。 例如：當(dāng)一個后臺的Service正在被一個前臺的Activity使用烧给，那么這個后臺的Service就需要設(shè)置一個較高的優(yōu)先級以便不會被回收榴鼎。（否則后臺Service進(jìn)程一旦被回收，便會對前臺的Activity造成影響心赶。）

ADJ的具體數(shù)值：

以上各值數(shù)值越小椅贱，優(yōu)先級越高

BACKUP_APP_ADJ(300)：執(zhí)行bindBackupAgent()過程的進(jìn)程
HEAVY_WEIGHT_APP_ADJ(400): realStartActivityLocked()過程舍悯，當(dāng)應(yīng)用的privateFlags標(biāo)識PRIVATE_FLAG_CANT_SAVE_STATE的進(jìn)程馁蒂；

進(jìn)程由SERVICE_ADJ(500)降低到SERVICE_B_ADJ(800)，有以下兩種情況：
A類Service占比過高：當(dāng)A類Service個數(shù) > Service總數(shù)的1/3時(shí)，則加入到B類Service。換句話說蝙云，B Service的個數(shù)至少是A Service的2倍。

內(nèi)存緊張&&A類Service占用內(nèi)存較高：當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)存緊張級別(mLastMemoryLevel)高于ADJ_MEM_FACTOR_NORMAL垢揩，且該應(yīng)用所占內(nèi)存lastPss大于或等于CACHED_APP_MAX_ADJ級別所對應(yīng)的內(nèi)存閾值的1/3（默認(rèn)值閾值約等于110MB）悬包。

Android P開始垫释，進(jìn)一步細(xì)化VISIBLE_APP_ADJ級別：

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從Android P開始，進(jìn)一步細(xì)化ADJ級別，增加了VISIBLE_APP_LAYER_ MAX(99)吁朦，是指VISIBLE_APP_ADJ(100)跟PERCEPTIBLE_APP_ADJ(200)之間有99個槽，則可見級別ADJ的取值范圍為[100,199]擂仍。 算法會根據(jù)其所在task的mLayerRank來調(diào)整其ADJ囤屹，100加上mLayerRank就等于目標(biāo)ADJ，layer越大逢渔，則ADJ越小肋坚。

如何查看進(jìn)程優(yōu)先級：

1. cat proc/[pid]/oom_score_adj
2. adb shell dumpsys activity o/p

5、進(jìn)程的回收

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LMK基本原理

所有應(yīng)用進(jìn)程都是從zygote孵化出來的肃廓，記錄在AMS中mLruProcesses列表中智厌，由AMS進(jìn)行統(tǒng)一管理，AMS中會根據(jù)進(jìn)程的狀態(tài)更新進(jìn)程對應(yīng)的oom_adj值盲赊，這個值會通過文件傳遞到kernel中去铣鹏，kernel有個低內(nèi)存回收機(jī)制，在內(nèi)存達(dá)到一定閥值時(shí)會觸發(fā)清理oom_adj值高的進(jìn)程騰出更多的內(nèi)存空間哀蘑，這就是LowMemoryKiller工作原理诚卸。

LMK基本實(shí)現(xiàn)方案

根據(jù)不同手機(jī)的配置，就有對應(yīng)的殺進(jìn)程標(biāo)準(zhǔn)绘迁，這個標(biāo)準(zhǔn)用minfree和adj兩個文件來定義：
/sys/module/lowmemorykiller/parameters/minfree：里面是以","分割的一組數(shù)合溺，每個數(shù)字代表一個內(nèi)存級別。
/sys/module/lowmemorykiller/parameters/adj：對應(yīng)上面的一組數(shù)缀台，每個數(shù)組代表一個進(jìn)程優(yōu)先級級別
例如：

$ adb shell cat /sys/module/lowmemorykiller/parameters/minfree
18432,23040,27648,32256,85296,120640
$ adb shell cat /sys/module/lowmemorykiller/parameters/adj
0,100,200,300,900,906

Minfree是一個閾值棠赛，它跟內(nèi)存大小和分辨率有關(guān)系，通過ProcessList中updateOomLevels計(jì)算設(shè)置的，這里的adj并不是直接對應(yīng)ProcessList中定義的恭朗。
而是adj*17/1000=ProcessList文件里面的值

對于應(yīng)用進(jìn)程來說屏镊，也需要有自身的adj，由AMS負(fù)責(zé)更新痰腮。定義在oom_adj和oom_score_adj文件中：
/proc/pid/oom_adj：代表當(dāng)前進(jìn)程的優(yōu)先級而芥，這個優(yōu)先級是kernel中的優(yōu)先級。
/proc/pid/oom_score_adj：這個是AMS上層的優(yōu)先級膀值，與ProcessList中的優(yōu)先級對應(yīng)棍丐，例如：

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LMK回收過程

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用戶在啟動一個進(jìn)程之后，通常伴隨著啟動一個Activity游覽頁面或者一個Service播放音樂等等沧踏，這個時(shí)候此進(jìn)程的adj被AMS提高歌逢，LMK就不會殺死這個進(jìn)程，當(dāng)這個進(jìn)程要做的事情做完了翘狱，退出后臺了秘案，此進(jìn)程的adj很快又被AMS降低。
當(dāng)需要?dú)⑺酪粋€進(jìn)程釋放內(nèi)存時(shí)潦匈，一般先根據(jù)當(dāng)前手機(jī)剩余內(nèi)存的狀態(tài)阱高，在minfree節(jié)點(diǎn)中找到當(dāng)前等級，再根據(jù)這個等級去adj節(jié)點(diǎn)中找到這個等級應(yīng)該殺掉的進(jìn)程的優(yōu)先級茬缩， 之后遍歷所有進(jìn)程并比較進(jìn)程優(yōu)先級adj與優(yōu)先級閾值赤惊，并殺死優(yōu)先級低于閾值的進(jìn)程，達(dá)到釋放內(nèi)存的目的

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AMS負(fù)責(zé)更新各應(yīng)用的進(jìn)程優(yōu)先級與閾值數(shù)組
lmkd負(fù)責(zé)接收AMS傳輸過來的數(shù)據(jù)然后寫入到sys與proc節(jié)點(diǎn)
lowmemorykiller則在內(nèi)存低于閾值時(shí)才會被觸發(fā)并負(fù)責(zé)殺死低優(yōu)先級的進(jìn)程凰锡。

AMS.updateConfiguration：更新窗口配置未舟，這個過程中，分別向/sys/module/lowmemorykiller/parameters目錄下的minfree和adj節(jié)點(diǎn)寫入相應(yīng)數(shù)值掂为；
AMS.applyOomAdjLocked：應(yīng)用adj裕膀，當(dāng)需要?dú)⒌裟繕?biāo)進(jìn)程則返回false；否則返回true勇哗，這個過程中魂角，調(diào)用setOomAdj(),向/proc/pid/oom_score_adj寫入oom_adj 后直接返回；
AMS.cleanUpApplicationRecordLocked & AMS.handleAppDiedLocked：進(jìn)程死亡后智绸，調(diào)用remove()野揪，直接返回;

時(shí)序圖：

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AMS：

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Lmkd.c：

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LMK殺進(jìn)程過程：

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入口是__init函數(shù), register_shrinker(&lowmem_shrinker);
關(guān)鍵點(diǎn)1：其實(shí)就是確定當(dāng)前低內(nèi)存對應(yīng)的閾值；
關(guān)鍵點(diǎn)2 ：找到比該閾值優(yōu)先級低瞧栗，并且內(nèi)存占用較多的進(jìn)程（tasksize = get_mm_rss(p->mm)其實(shí)就是獲取內(nèi)存占用）斯稳。如何殺死的呢？很直接迹恐，通過Linux的中的信號量挣惰，發(fā)送SIGKILL信號直接將進(jìn)程殺死。
到這就分析完了LomemoryKiller內(nèi)核部分如何工作的。其實(shí)很簡單憎茂，一句話：被動掃描珍语，找到低優(yōu)先級的進(jìn)程，殺死竖幔。

onTrimMemory和onLowMemory

Activity, Service, ContentProvider和Application都實(shí)現(xiàn)了這個接口

應(yīng)用處于Runnig狀態(tài)可能收到的級別
TRIM_MEMORY_RUNNING_MODERATE 表示系統(tǒng)內(nèi)存已經(jīng)稍低
TRIM_MEMORY_RUNNING_LOW 表示系統(tǒng)內(nèi)存已經(jīng)相當(dāng)?shù)?br> TRIM_MEMORY_RUNNING_CRITICAL 表示系統(tǒng)內(nèi)存已經(jīng)非常低板乙，你的應(yīng)用程序應(yīng)當(dāng)考慮釋放部分資源

應(yīng)用的可見性發(fā)生變化時(shí)收到的級別
TRIM_MEMORY_UI_HIDDEN 表示應(yīng)用已經(jīng)處于不可見狀態(tài)，可以考慮釋放一些與顯示相關(guān)的資源

應(yīng)用處于后臺時(shí)可能收到的級別
TRIM_MEMORY_BACKGROUND 表示系統(tǒng)內(nèi)存稍低拳氢，你的應(yīng)用被殺的可能性不大募逞。但可以考慮適當(dāng)釋放資源
TRIM_MEMORY_MODERATE 表示系統(tǒng)內(nèi)存已經(jīng)較低，當(dāng)內(nèi)存持續(xù)減少馋评，你的應(yīng)用可能會被殺死
TRIM_MEMORY_COMPLETE 表示系統(tǒng)內(nèi)存已經(jīng)非常低放接，你的應(yīng)用即將被殺死，請釋放所有可能釋放的資源

這里的通知也是來自ActivityManagerService留特，在updateOomAdjLocked的時(shí)候纠脾，ActivityManagerService會根據(jù)系統(tǒng)內(nèi)存以及應(yīng)用的狀態(tài)通過app.thread.scheduleTrimMemory發(fā)送通知給應(yīng)用程序。

如果你不釋放資源蜕青，那么請看上面的算法:找到比該閾值優(yōu)先級低乳乌，并且內(nèi)存占用較多的進(jìn)程，你的應(yīng)用將最先被干掉

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