android 进程的优先级

android 进程的优先级

 进程的优先级

12.1.1.概述
Android规定：进程的优先级分为以下五个级别，如图－1所示：
图－1
1、 前台进程 －Activte process
Active (前台) process是包含（与用户交互的）控件的那种应用程序。这些是Android通过回收资源来极力保护的进程。Active process包括:
(1)处于“active”状态的Activity，它们运行在前台来响应用户的事件。
(2)Activity Service或者正在执行onReceive事件处理函数的Broadcast Receiver。
(3)正在执行onStart，onCreate，OnDestroy事件处理函数的Service。
2、 可见进程－Visible Process
可见但不活动的进程是那些拥有“可见”Activity的进程。“可见”Activity是那些在屏幕上可见，但不是在前台或不响应用户事件的Activity。这种情况发生在当一个Activity被部分遮盖的时候（被一个非全屏或者透明的Activity）。可见进程只在极端的情况下，才会被杀死来保证Active Process的运行。包括以下情况：
(1)可见的Activity，但处于暂停(onPause()) 状态;
(2)被可见Activity绑定的Service
3、 服务进程 Service process 
进程中包含已经启动的Service。Service以动态的方式持续运行但没有可见的界面。因为Service不直接和用户交互，它们拥有比visible Process较低的优先级。它们还是可以被认为是前台进程，不会被杀死，直到资源被active/visible Process需求。
4、 背景进程 Background process
进程中的Activity不可见和进程中没有任何启动的Service，这些进程都可以看作是后台进程。在系统中，拥有大量的后台进程，并且Android按照后看见先杀掉的原则来杀掉后台进程以获取资源给前台进程。
5、 空进程－Empty process
为了改善整个系统的性能，Android经常在内存中保留那些已经走完生命周期的应用程序。Android维护这些缓存来改善应用程序重新启动的时间。这些进程在资源需要的时候常常被杀掉。
当一个进程被杀掉，进程保留，变成空进程。
12.1.2.设置/取消Service为前台进程的方法
由上所述，Service排在进程的第三优先级，通常耗时的操作是放在线程中，那么将这样的线程放在Service中将会有较高的优先级，降低被Android系统杀掉的几率。
若是将线程放在Activity中，当Activity被完全遮盖，处于onStop状态时，其进程的优先级别降为第四级。明显不如放在处于第三级别的Service中更保险。
应用场景，如音乐播放器，通过在前台做其它操作时，音乐播放器在后台播放音乐，这种情况将播放音乐的线程放在Service中是适宜的。
Service类中有两个方法，分别用来设置Service为前台进程和取消前台进程。被设置为前台进程的Service拥有最高的优先级别，被Android系统杀掉的几率降至最低。
1、startForeground(int id,Notification noti);
作用：设置Service对象为前台进程。
说明：
第一个参数是通知的id值。

第二个参数是通知对象。
startForegroud方法的参数与通知管理器相同，使用上也类似，都是发送一个通知，并指定该通知对象的id值。
2、stopForeGround(int id);
作用：取消（指定id值所通知的Service对象）前台进程。
12.1.3.设置Service为前台进程的步骤
步骤1、在Service类的onStartCommand方法中（通常在该方法中）创建Intent对象，并指定与其绑定的Activity，示例代码如下：
Intent foreIntent=new Intent(this, MainActivity.class);
步骤2、创建PendingIntetn对象
PendingIntent pintent=PendingIntent.getActivity(
this, 0, foreIntent, PendingIntent.FLAG_UPDATE_CURRENT);
说明：第四个参数指明在通知栏随时刷新通知。
步骤3、创建通知对象，示例代码如下：
Notification noti=new Notification(
R.drawable.icon,"notification",System.currentTimeMillis());
说明：
第一个参数是通知栏中显示的本通知的图标。
第二个参数是通知栏中显示的本通知的标题。
第三个参数是本通知发出的时间。
步骤4、将此通知放到通知栏的（Ongoing）正在运行组中，示例代码如下：
noti.flags=Notification.FLAG_ONGOING_EVENT;
步骤5、设置通知的点击事件，示例代码如下：
noti.setLatestEventInfo(this, "title","content", pintent);
步骤6、向指定的Activity发送通知，并设置当前的Service对象为前台进程，示例代码如下：
startForeground(97789, noti);
12.1.4.示例
运行图－1所示的窗口：
图－2
1、单击图－1中的start foreground按钮，将启动一个Service对象，并设置改Service为前台进程，在该在日志窗口中出现图－2中红框内的第一行信息。
2、单击图－2中的stop foreground按钮，将取消Service的当前进程，并在日志窗口中显示图－2中红框内的第二行信息。
以下列出关键代码：
步骤1、创建项目exer12_01，包名为com.tarena.exer12_01，项目入口：MainActivity类，该中关键代码如下所示：
@Override
public void onClick(View v) {
//创建Intent对象，并设置目标组件为MyService
Intent intent=new Intent();
intent.setClass(this, MyService.class);
switch(v.getId()){
case R.id.btnStartFore:
//设置intent.action的值为Constant.ACTION_FORE
intent.setAction(Constant.ACTION_FORE);
startService(intent);//启动服务
break;
case R.id.btnStopFore:
//设置intent.action的值为Constant.ACTION_STOP_FORE
intent.setAction(Constant.ACTION_STOP_FORE);
startService(intent);
break;
case R.id.btnStopService:
stopService(intent);//停止服务
break;
}
}
步骤2、在src/com.tarena.exer12_01包下创建MyService.java该类继承自Service类。关键代码如下所示：
@Override
public int onStartCommand(Intent intent, int flags, int startId) {
String action=intent.getAction();
if(Constant.ACTION_FORE.equals(action)){
Log.i(tag,"startForeground");
Intent foreIntent=new Intent();
foreIntent.setClass(this, MainActivity.class);
PendingIntent pintent=PendingIntent.getActivity(
this, 0, foreIntent, PendingIntent.FLAG_UPDATE_CURRENT);
Notification noti=new Notification(
R.drawable.icon,"notification",System.currentTimeMillis());
//将此通知放到通知栏的"Ongoing"即"正在运行"组中

noti.flags=Notification.FLAG_ONGOING_EVENT;
noti.setLatestEventInfo(
this, "改变Service优先级", "设置service为foreground级别", pintent);
startForeground(97789, noti);
}else if(Constant.ACTION_STOP_FORE.equals(action)){
Log.i(tag,"stopForeground");
stopForeground(true);//取消当前服务为前台服务
}
return super.onStartCommand(intent, flags, startId);
}
步骤3、打开项目清单文件，注册该服务，如下代码中红框中代码所示：
<application android:icon="@drawable/icon" 
android:label="@string/app_name">
<service android:name="MyService"></service>
</application>
12.2.UI与线程
12.2.1.概述
UI是英文User Interface单词的简称。
当应用程序启动时，系统会为应用程序创建一个主线程（main）或者叫UI线程，它负责分发事件到不同的控件（例如绘画事件）以完成应用程序与Android UI孔庙件的交互。
例如，当触摸屏幕上的一个按钮时，UI线程会把触摸事件分发到控件上，更改状态并加入事件队列，UI线程会分发请求和通知到各个控件，完成相应的动作。
单线程模型的性能是非常差的，除非应用程序相当简单，特别是当所有的操作都在主线程中执行，比如访问网络或数据库之类的耗时操作将会导致用户界面锁定，所有的事件将不能分发，应用程序就像死了一样，更严重的是当超过5秒时，系统就会弹出“应用程序无响应”的对话框。
12.2.2.main线程
主线程也叫UI线程，主线程负责UI的创建，UI的刷新以及处理用户的输入事件。
提示：Android规定，Activity中的控件的刷新由主线程负责，其它线程不能直接刷新。
12.2.3.ANR术语
ANR的全称：Activity or Application is not responding，当用户操作超过系统规定的响应时间时，会弹出ANR对话框，如图－3所示：
图－3
若选择Force close按钮将强制关闭当前的Activity；
若选择Wait按钮将保留当前的Activity继续等待。
出现ANR的条件：
1. 在main线程（或称主线程）中有一个耗时操作正在执行，此时用户输入事件并且这个事件在5秒内没有得到响应，就会弹出ANR。
2. 广播接收者的onReceive()方法在10秒内没有执行完成，也会弹出ANR。
提示：在广播接收者的onReceive方法中要避免执行耗时的操作。
12.2.4.示例－测试ANR发生的两种情况
创建项目exer12_02，在该类中创建MyReceiver类，该类是BroadcastRecevier的子类。
图-4
1、单击download按钮，在主线程中执行一个循环模拟从网络下载数据的操作，该循环耗时10秒，在该循环执行过程中，在图－4的标注所指的编辑框中连续试图输入字符串，5秒后，将弹出图－3所示的ANR对话框。
2、单击send broadcast按钮，发送广播，然后在图－4的标注所指的编辑框内连续试图输入字符串，10秒后将弹出ANR对话框。
以下是关键代码：
步骤1、创建工具类－CommonUtils.java，该类中定义了一个模拟耗时操作的循环，代码如下所示：

public final class CommonUtils {
public static final String ACTION_RECEIVER="com.tarena.ACTION_RECEIVER";
public static void timeConsuming(int n){
for(int i=0;i<n;i++){
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
步骤2、创建MyReceiver.java类，该类继承自BroadcastReceiver类，代码如下所示：
public class MyReceiver extends BroadcastReceiver {
private static final String tag="MyReceiver";
@Override
public void onReceive(Context context, Intent intent) {
Log.i(tag,"onReceiver");
CommonUtils.timeConsuming(15);
}
}
步骤3、以下是MainActivity.java类的代码，该代码负责发送广播，模拟下载的耗时操作，代码如下所示：
public class MainActivity extends Activity implements OnClickListener{
TextView mTextView;
@Override
public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.main);
mTextView=(TextView)findViewById(R.id.tv);
//实例化按钮对象
Button btnDownload=(Button)findViewById(R.id.btnDownload);
Button btnSendBraodcast=(Button)findViewById(R.id.btnSendBroadcast);
//注册按钮对象的单击事件
btnDownload.setOnClickListener(this);
btnSendBraodcast.setOnClickListener(this);
}
//实现按钮的单击事件
@Override
public void onClick(View v) {
switch(v.getId()){
case R.id.btnDownload://下载按钮
CommonUtils.timeConsuming(10);//模拟（耗时10秒的）下载
mTextView.setText("finished");
break;
case R.id.btnSendBroadcast://发送广播按钮
//发送广播
Intent intent=new Intent(CommonUtils.ACTION_RECEIVER);
sendBroadcast(intent);
mTextView.setText("finished");
break;
}
}
}
12.3.Message对象
12.3.1.概述
Message类用于存放消息，该类通常与Handler类配合使用。
12.3.2.常用属性
1、int arg1：存放一个int类型的数据。
2、int arg2：存放一个int类型的数据。
3、int what：存放一个int类型的数据。
4、Object obj：存放任意类型的对象。
12.3.3.示例代码
Message msg=new Message();
msg.what=1;
msg.arg1=100;
msg.obj=”hello”;
msg.obj=new Runnable();
12.4.用Handler更新UI
12.4.1.概述
由以上所述，在主线程中不宜执行耗时操作，因此，通常的耗时操作都放在其它线程中，Androidghi称这样的线程为work thread（工作线程）。但Android还规定：只有主线程才能修改Activity中的控件，其它线程不能修改。
解决以上问题有多种方法，本节介绍如何通过Handler类提供的方法解决工作线程不能直接修改UI的问题。
Handler修改主线程UI的思路：Handler对象通过在工作线程中发送消息，该消息发送至消息对列中，等待处理。
在主线程中从消息对列中接收消息，根据消息中的信息决定如何更新主线程中UI.
12.4.2.常用方法
1、sendEmptyMessage(int what);
作用：从work thead（工作线程）向主线程发送一个空消息。

说明：若多个线程向主线程发送消息，则参数what用于区别不同的线程。
2、sendEmptyMessageAtTime(int what,long uptime);
作用：从work thead（工作线程）按指定时间发送空消息。
说明：第二个参数uptime：指定的时间。
3、sendEmptyMessageDelayed(int what,long delay);
作用：从work thead（工作线程）延迟发送空消息。
说明：第二个参数用于指定延迟的时间,单位：毫秒。
5、sendMessage(Message msg);
作用：从work thead（工作线程）向主线程发送消息；
说明：msg是存放消息数据的对象。
6、sendMessageAtTime(Message msg,long uptime);
作用：从work thead（工作线程）按指定时间向主线程发送消息
7、sendMessageDelayed(Message msg,long delay);
作用：从work thead（工作线程）延迟指定时间向主线程发送消息。
8、handleMessage(Message msg);
作用：接收并处理从work thread发送的消息。
说明：参数-msg：send***Message发送过来的消息对象。
图－5是Android处理消息机制的示意图：
图－5
图－5显示了Android系统提供了一个称为Looper（循环对列）用来管理消息对列，各线程通过Handler类的Send***Message命令将消息发送至消息对列，Looper再将消息对列中的消息依次交给主线程处理。
12.4.3.示例
从两个工作线程向主线程发送不同的消息，主线程接收消息并显示不同的处理信息。
步骤1、以下是Activity类中的onClick()方法中的代码，该方法用于处理按钮单击事件。
@Override
public void onClick(View v) {
switch(v.getId()){
case R.id.btnDownload://若单击了标题为下载的按钮
//创建一个work thread(工作线程)线程对象
new Thread(){
public void run() {
//以下一行代码模拟下载进度，执行时间约为10秒
CommonUtils.timeConsuming(10);
//创建消息对象
Message msg=new Message();
//CommonUtils.FLAG_DOWNLOAD值代表下载操作
msg.what=CommonUtils.FLAG_DOWNLOAD;
msg.obj="download finished";
mHandler.sendMessage(msg);//发送消息
};
}.start();//启动线程
break;
case R.id.btnUpdate://若单击了标题为更新的按钮
//创建一个work thread(工作线程对象）
new Thread(){
public void run() {
//以下一行代码模拟更新进度，执行时间约为10秒
CommonUtils.timeConsuming(8);
//创建消息对象
Message msg=new Message();
//CommonUtils.FLAG_UPDATE代表更新操作
msg.what=CommonUtils.FLAG_UPDATE;
msg.obj="update finished";
mHandler.sendMessage(msg);//发送消息
};
}.start();//启动线程
break;
}
}
步骤2、以下是在Activity.onCreate()方法中（主线程）中创建的Handler对象－mHandler：
Button btnDownload.setOnClickListener(this);
Button btnUpdate.setOnClickListener(this);
mHandler=new Handler(){
@Override
public void handleMessage(Message msg) {
switch(msg.what){
case CommonUtils.FLAG_DOWNLOAD:
mTextView.setText(“下载结束”);
break;
case CommonUtils.FLAG_UPDATE:
mTextView.setText(“更新结束”);
break;
}
}
说明：
1、CommonUtils是一个自定义的工具类，该类中包括以下两个int类型的常量：

public static final int FLAG_DOWNLOAD=1;
public static final int FLAG_UPDATE=2;
2、msg是work thread线程发送过来的消息对象，该线程代码在步骤1中列出。
3、若msg.what的值是CommonUtils.FLAG_DOWNLOAD，则在标签中显示：下载结束。
若msg.what的值是CommonUtils.FLAG_UPDATE ，则在标签中显示：更新结束。
12.4. 发送Runnalbe对象－更新UI
12.4.1.概述
1、Runnable接口
该接口的源代码如下所示：
public interface Runnable {
public void run();
}
Java规定：一个线程要实现Runnable中的run方法。Android的线程也同样如此。在new 一个Thread时，查看Android源代码，将发现内部代码也是要创建一个Runnable的对象，并实现run方法。
2、Handler.post()方法
Handler类中有一个方法：post(Runnable r);
作用：将Runnable对象作为参数发送至消息对列中，以下是post方法的源代码：
public final boolean post(Runnable r)
{
return sendMessageDelayed(getPostMessage(r), 0);
}
由上代码可知，Runnable对象r被当作消息的第一个参数发送至消息队列，然后由Looper交给主线程处理，如图－5所示。
根据以上原理，Runnable.run中的代码可以在主线程中运行，那么在Runnable.run方法中可以编写更新主线程UI的代码。
12.4.2.示例
在按钮单击事件方法中创建一个工作线程，在该线程中先模拟下载操作，操作结束后，向主线程发送了一个实现Runnable的内部匿名类，代码如下所示：
public void onClick(View v) {
switch(v.getId()){
case R.id.btnDownload:
//创建Handler对象
final Handler handler=new Handler();
//new一个工作线程模拟下载操作
new Thread(){
public void run() {
CommonUtils.timeConsuming(5);//模拟下载操作
/*下载结束后，
*将Runable的内部匿名类的代码
*当作消息中的第一个参数发送至消息对列，
* 再由Looper交给主线程执行*/
handler.post(new Runnable() {
@Override
public void run() {
mTextView.setText("download finished");
}
});
};
}.start();//启动工作线程
break;
case R.id.btnUpdate:
break;
}
}
12.5.runOnUiThread()发送Runnable对象
12.5.1.概述
Activity类中提供了一个runOnUiThread方法，该方法封装了Handler.post方法，因此作用与Handler.post相同。
12.5.2.示例
用runOnUiThread方法发送Runnable对象，让主线程执行该对象中的run方法。示例代码如下：
//new一个工作线程
new Thread(){
public void run() {
CommonUtils.timeConsuming(8); //模拟更新操作
//创建一个Runnable接口的实例
Runnable action=new Runnable() {
//实现run方法，在该方法中可修改UI
@Override
public void run() {
mTextView.setText("update finished");
}
};
//将action对象发送至消息对列，交由主线程执行run方法中的代码
runOnUiThread(action);
};
}.start();//启动线程
12.6. View.post（）发送Runnable对象－更新UI
12.6.1.概述
View类中也提供了发送Runnable对象至消息对列，然后由Looper交给主线程的方法：
1、Post(Runnable r);
2、postDelayed(Runnable r,long delayMillis);

作用：延迟指定时间，再将r对象发送至主线程执行。
12.6.2.示例
@Override
public void onClick(final View v) {
switch (v.getId()) {
case R.id.download:
new Thread() {
public void run() {
CommonUtils.timeConsuming(1);
Runnable action = new Runnable() {
@Override
public void run() {
mTextView.setText("下载完成");
}
};
//v-当前的按钮对象，延迟1秒发送action对象由主线程执行
v.postDelayed(action, 1000);
}
}.start();
break;
case R.id.update:
new Thread() {
public void run() {
CommonUtils.timeConsuming(8);
Runnable action = new Runnable() {
@Override
public void run() {
mTextView.setText("更新新闻完成");
}
};
/v-当前的按钮对象，延迟3秒发送action对象由主线程执行
v.postDelayed(action, 3000);
}
}.start();
break;
12.7.post总结
12.7.1.概述
Android提供了post方法，将Runnable对象（当作消息中的第一参数）发送至消息对列，然后由Looper将消息对列中的消息交给主线程执行。如此，就可以在Runnable.run中编写修改UI的代码。但要注意：不要在run方法中编写耗时操作的代码。耗时的代码要放在工作线程的run方法中运行。以下列出已介绍过的post的方法
1、runOnUiThread(Runnable)：该方法对handler.post进行了封装。
2、View.post(Runnable)：运行被选择的控件对象发送Runnable对象。
3、Handler.post(Runnable)
4、View.postDelayed(Runnable, long)：延迟发送
5、Handler.postDelayed(Runnable, long)：延迟发送
12.7.2.Handler.post与runOnUiThread的比较
1. Handler可以实现线程间消息通讯。
2. 在代码的可读性和性能(创建对象的个数)方面，Handler都更有优势。
12.8. AsyncTask更新UI
12.8.1.概述
前面我们采用的都是new一个线程对象，采用这种匿名线程的方式存在以下缺陷：
第一，线程的开销较大，如果每个任务都要创建一个线程，那么应用程序的效率要低很多；
第二，线程无法管理，匿名线程创建并启动后就不受程序的控制了，如果有很多个请求发送，那么就会启动非常多的线程，系统将不堪重负。 另外，在工作线程中更新UI还必须要引入handler，这让代码看上去非常臃肿。
为了解决这一问题，引入了AsyncTask。AsyncTask的特点是任务在主线程之外运行，而回调方法是在主线程中执行， 这就有效地避免了使用Handler带来的麻烦。阅读AsyncTask的源码可知，AsyncTask是使用java.util.concurrent 框架来管理线程以及任务的执行的，concurrent框架是一个非常成熟，高效的框架，经过了严格的测试。这说明AsyncTask的设计很好的解决了匿名线程存在的问题。
AsyncTask是抽象类，子类必须实现抽象方法doInBackground(Params... p) ，在此方法中实现任务的执行工作，比如连接网络获取数据等。通常还应该实现onPostExecute(Result r)方法，因为应用程序关心的结果在此方法中返回。
提示：AsyncTask一定要在主线程中创建实例。
AsyncTask定义了三种泛型类型 Params，Progress和Result。
(1)Params 启动任务执行的输入参数，比如HTTP请求的URL。
(2)Progress 后台任务执行的百分比。
(3)Result 后台执行任务最终返回的结果，比如String。
12.8.2.常用方法
AsyncTask 的执行分为四个步骤,每一步都对应一个回调方法，需要注意的是这些方法不应该由应用程序调用，开发者需要做的就是实现这些方法。在任务的执行过程中，这些方法被自动调用。

1、 onPreExecute();
作用：当任务执行之前开始调用此方法，可以在这里显示进度对话框。
2、doInBackground(Params...)；
作用：在后台线程执行，执行耗时操作。在执行过程中可以调用publicProgress(Progress...)来更新任务的进度。
提示：publicProgress()相当于Handler.sendmessage()方法
3、onProgressUpdate(Progress...)；
作用：此方法在主线程执行，用于显示任务执行的进度。
4、onPostExecute(Result)；
作用：此方法在主线程执行，任务执行的结果作为此方法的参数返回。
12.8.3.示例
用AsyncTask实现图－6效果，当单击dwonload按钮后，在进度条中显示模拟的下载进度，并在标签中显示进度的百分比。下载结束后显示download finised。
图－6a 图－6b
public class MainActivity extends Activity implements OnClickListener{
Handler mHandler;
ProgressBar mProgressBar;//声明进度条
TextView mTextView;//标签：显示进度的百分比和操作的结果
@Override
public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.main);
//实例化各控件
mProgressBar=(ProgressBar)findViewById(R.id.progressBar);
mTextView=(TextView)findViewById(R.id.tvMessage);
Button btnDownload=(Button)findViewById(R.id.btnDownload);
Button btnUpdate=(Button)findViewById(R.id.btnUpdate);
//注册按钮的单击事件
btnDownload.setOnClickListener(this);
btnUpdate.setOnClickListener(this);
}
//实现按钮的单击时间事件
@Override
public void onClick(View v) {
switch (v.getId()) {
case R.id.btnDownload:
//创建对象
MyAsyncTask myAsyncTask=new MyAsyncTask();
myAsyncTask.execute(null);//执行任务
break;
case R.id.btnUpdate:
break;
}
}
private class MyAsyncTask extends AsyncTask<URL, Integer, String>{
//在UI中执行，更新UI
@Override
protected void onProgressUpdate(Integer... values) {
mProgressBar.setProgress(values[0]);
if(values[0]<100){
mTextView.setText("progress="+values[0]+"%");
}
}
//现在work thread中执行耗时操作
@Override
protected String doInBackground(URL... params) {
for (int i = 0; i < 100; i++) {
publishProgress(i+1);//向onProgressUpdate发送消息
try {
Thread.sleep(100);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
return "download finished";
}
//doInBackground结束后，执行本方法，result是doInBackground方法返回的数据
@Override
protected void onPostExecute(String result) {
mTextView.setText(result);
}
}
}
12.9. 软件开发术语
12.9.1性能
临时对象越多，垃圾回收(GC)的频率越高
GC占用CPU，CPU被占用时，无法响应用户的操作
用户感觉到卡，影响用户体验。
12.9.2资源池
存放一定数量的同样类型的对象，当程序需要使用时，可以从资源池中获取，使用完成，收回资源池。
等待下一次被使用。
示例：从资源池中获取Message对象。
Message msg=Message.obtainMessage();
提示：若之前没有创建过Message，则创建给对象。Android系统会在适当时候回收该对象，方便下次取用。
提示：解决性能问题的前提是不能影响功能。