前台如何正确接收流信息_如何绕过 Android 8.0 startService 限制?
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应用在后台运行时,会消耗一部分有限的设备资源,例如 RAM。这可能会影响用户体验,如果用户正在使用占用大量资源的应用(例如玩游戏或观看视频),影响会尤为明显。为了提升用户体验,Android 8.0(API 级别 26)对应用在后台运行时可以执行的操作施加了限制。
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限制了什么?
1. 后台应用对后台服务的访问受到限制
在不与用户直接交互的后台应用中,运行 Service 会消耗系统资源,这可能会影响前台应用的正常运行。Android 8.0 及更高版本「不允许后台应用运行后台服务」,需要通过 startForegroundService() 指定为前台服务运行,或者使用 JobScheduler 替代。
2. 注册隐式广播接收器受到限制
对于一些系统隐式广播(非全部),系统不允许应用在 AndroidManifest 中注册对应的广播接收器,从而避免系统广播导致诸多应用快速、连续消耗系统资源,从而影响用户体验,需要通过 Context.registerReceiver() 动态注册或 JobScheduler 代替。
3. 降低了后台应用接收位置更新的频率
为节约电池电量、保持良好的用户体验和确保系统健康运行,在运行 Android 8.0 的设备上使用后台应用时,降低了后台应用接收位置更新的频率。
什么是前台应用?
系统可以区分前台和后台应用。如果满足以下任意条件,应用将被视为处于前台:
- 具有可见 Activity
- 具有前台 Service
- 另一个前台应用已关联到该应用(绑定 Service 或使用 content providers)
如果以上条件均不满足,应用将被视为处于后台。
正确理解后台服务限制
「不允许后台应用运行后台服务」
官网的这句描述很简单,但你真的明白它的含义吗?顺着这句话推导一下:
后台应用无法启动后台服务
-> 前台应用可以启动后台服务
-> A 为前台应用,则 A 就能启动后台服务
基于这个结论,再结合后台服务的种类,对以下三种场景实践验证,结果如下:
- 若后台服务属于 A 应用进程,则能正常启动
- 若后台服务属于 B 应用进程,且 B 是前台应用,则能正常启动
- 若后台服务属于 B 应用进程,且 B 是后台应用,则无法启动!
通过第三种场景的验证结果,可以知道 不允许后台应用运行后台服务 这个描述是不准确、有歧义的,更精准的描述应该是:
「不允许启动属于后台应用的后台服务」
后台服务限制源码分析
若在 Android 8.0 设备上通过 startService 启动一个属于后台应用的后台服务,会直接崩溃:
Caused by: java.lang.IllegalStateException: Not allowed to start service Intent { act=intent.action.ServerService pkg=com.server }: app is in background uid null at android.app.ContextImpl.startServiceCommon(ContextImpl.java:1577) at android.app.ContextImpl.startService(ContextImpl.java:1532) at android.content.ContextWrapper.startService(ContextWrapper.java:664) ...
下面以此异常为线索,一步一步来看源码中是如何限制的。异常在 ContextImpl 中抛出:
private ComponentName startServiceCommon(Intent service, boolean requireForeground, UserHandle user) { ... ComponentName cn = ActivityManager.getService().startService( mMainThread.getApplicationThread(), service, service.resolveTypeIfNeeded( getContentResolver()), requireForeground, getOpPackageName(), user.getIdentifier()); if (cn != null) { if (cn.getPackageName().equals("!")) { ... } else if (cn.getPackageName().equals("?")) { //这里抛出启动服务限制的异常 throw new IllegalStateException( "Not allowed to start service " + service + ": " + cn.getClassName()); } } return cn;}
可见关键点是 cn.getPackageName().equals("?") 条件成立, 继续看 AMS startService 方法中是如何返回这个 ComponentName 的:
public ComponentName startService(IApplicationThread caller, Intent service, String resolvedType, boolean requireForeground, String callingPackage, int userId)throws TransactionTooLargeException { ... ComponentName res; try { res = mServices.startServiceLocked(caller, service, resolvedType, callingPid, callingUid, requireForeground, callingPackage, userId); } finally { Binder.restoreCallingIdentity(origId); } return res;}
AMS 中转调 ActiveServices 的 startServiceLocked 方法去处理服务的启动,关键代码如下:
ComponentName startServiceLocked(IApplicationThread caller, Intent service, String resolvedType,int callingPid, int callingUid, boolean fgRequired, String callingPackage,final int userId, boolean allowBackgroundActivityStarts)throws TransactionTooLargeException { ... //非前台服务,需要检测是否满足后台服务启动条件,不满足则限制启动 if (forcedStandby || (!r.startRequested && !fgRequired)) { final int allowed = mAm.getAppStartModeLocked(r.appInfo.uid, r.packageName, r.appInfo.targetSdkVersion, callingPid, false, false, forcedStandby); if (allowed != ActivityManager.APP_START_MODE_NORMAL) { //不满足启动条件 if (allowed == ActivityManager.APP_START_MODE_DELAYED || forceSilentAbort) { //这里返回 null 代表此场景下静默的限制启动,不通知应用 return null; } ... //这里代表用户应知道此场景下不允许启动,所以返回 ComponentName,明确的通知应用 //注意返回了 "?",是导致应用崩溃的原因 UidRecord uidRec = mAm.mProcessList.getUidRecordLocked(r.appInfo.uid); return new ComponentName("?", "app is in background uid " + uidRec); } }}
至此可以知道关键在于 mAm.getAppStartModeLocked 方法,如果返回 APP_START_MODE_NORMAL 则代表满足启动条件,不会被限制。
mAm 为 ActivityManagerService,继续看 ActivityManagerService 的 getAppStartModeLocked 方法:
int getAppStartModeLocked(int uid, String packageName, int packageTargetSdk,int callingPid, boolean alwaysRestrict, boolean disabledOnly, boolean forcedStandby) { UidRecord uidRec = mProcessList.getUidRecordLocked(uid); //注意传入的 alwaysRestrict、forcedStandby 都为 false,暂不关注 if (uidRec == null || alwaysRestrict || forcedStandby || uidRec.idle) { ... final int startMode = (alwaysRestrict) ? appRestrictedInBackgroundLocked(uid, packageName, packageTargetSdk) : appServicesRestrictedInBackgroundLocked(uid, packageName, packageTargetSdk); return startMode; } return ActivityManager.APP_START_MODE_NORMAL;}
uidRec 为该服务所在应用,uidRec == null 代表应用还未启动,uidRec.idle 代表应用处于后台。应用未启动可以看作处于后台,当然也是不允许启动后台服务的。
继续看 appServicesRestrictedInBackgroundLocked 方法:
int appServicesRestrictedInBackgroundLocked(int uid, String packageName, int packageTargetSdk) { if (mPackageManagerInt.isPackagePersistent(packageName)) { //系统永久应用不做限制 return ActivityManager.APP_START_MODE_NORMAL; } if (uidOnBackgroundWhitelist(uid)) { //白名单应用不做限制 return ActivityManager.APP_START_MODE_NORMAL; } if (isOnDeviceIdleWhitelistLocked(uid, false)) { //白名单应用不做限制 return ActivityManager.APP_START_MODE_NORMAL; } // 其他应用走通用的限制策略 return appRestrictedInBackgroundLocked(uid, packageName, packageTargetSdk);}
普通应用会走通用的限制策略,继续看 appRestrictedInBackgroundLocked 方法:
int appRestrictedInBackgroundLocked(int uid, String packageName, int packageTargetSdk) { if (packageTargetSdk >= Build.VERSION_CODES.O) { return ActivityManager.APP_START_MODE_DELAYED_RIGID; } //tartget API 小于 8.0 的应用走旧的限制策略,众所周知的不会被限制 ...}
可以看到这里对 tartget API 做的限制,8.0 及以上的应用会被限制启动服务,是上层抛出异常的根本原因。
适配 Android 8.0 startService 限制策略
了解了系统的限制原理后,结合上文对 AMS 启动服务限制的源码分析,列举可能的适配方案:
- 使用 startForegroundService 代替
- 使用 JobScheduler 代替
- 设置应用为 Persisten 系统永久应用类型
- 将应用加入到系统白名单
- 将应用的 targetSdkVersion 调整为小于 Android 8.0 的版本
- 启动服务前,先将服务所在应用从后台切换到前台
方案 1 是工作量较小的兼容旧代码方案,但会显示一条通知,这可能不是我们想要的
方案 2 是官方建议方案,兼容工作量比方案 1 多
方案 3 和方案 4 需要系统侧配合,适用于系统或预装应用,对绝大多数的第三方应用来说不可行
方案 5 可行,但极不推荐这种固步自封的方式
方案 6 可行,但不符合谷歌推进此限制策略的意愿,违背提高用户体验的初衷
如何绕过 Android 8.0 startService 限制?
别忘了标题,最终想要实现的是绕过 Android 8.0 startService 的限制,即不修改为前台服务,调用 startService 方法,仍旧可以启动属于后台应用的后台服务,怎么实现呢?
通过上面的方案 6 :「启动服务前,先将服务所在应用从后台切换到前台」 便可实现,如何将应用从后台切换到前台呢?上文介绍了应用被视为处于前台的条件:
- 具有可见 Activity
- 具有前台 Service
- 另一个前台应用已关联到该应用
依据条件 1 可想到一种实现方案:
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如果应用处于后台,就启动一个透明的、用户无感知的 Activity,将应用切换到前台,然后再通过 startService 启动服务,随后 finish 掉透明 Activity。
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调用端这样 startService :
Intent serviceIntent = new Intent();serviceIntent.setAction("com.ahab.server.service");serviceIntent.setPackage("com.ahab.server");if (Build.VERSION.SDK_INT >= Build.VERSION_CODES.O) { try{ context.startService(serviceIntent); }catch (Exception e){ Intent activityIntent = new Intent(); activityIntent.setAction("com.ahab.server.TranslucentActivity"); activityIntent.setPackage("com.ahab.server"); activityIntent.setFlags(Intent.FLAG_ACTIVITY_NEW_TASK); context.startActivity(activityIntent); }}else{ context.startService(serviceIntent);}
启动透明 Activity 后 startService:
public class TranslucentActivity extends Activity {
@Override protected void onCreate(@Nullable Bundle savedInstanceState) { super.onCreate(savedInstanceState); Intent serviceIntent = new Intent(); serviceIntent.setAction("com.ahab.server.service"); serviceIntent.setPackage("com.ahab.server"); context.startService(serviceIntent); finish(); }}
可以看到代码实现十分简单。
上面都是围绕 startService 启动方式来讲,没有提及 「bindService」 方式,系统并未限制 bindService 启动后台服务,所以通过 bindService 绕过 Android 8.0 startService 的限制,也是可行的。
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