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后台执行限制

每次在后台运行时,应用都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。 本文档将介绍操作系统的一些变更,以及如何更新应用以使其能够在新限制下正常运行。

概览

多个 Android 应用和 Service 可以同时运行。 例如,用户可以在一个窗口中玩游戏,同时在另一个窗口中浏览网页,并使用第三个应用播放音乐。 同时运行的应用越多,对系统造成的负担越大。 如果还有应用或 Service 在后台运行,则会对系统造成更大负担,进而可能导致用户体验下降;例如,音乐应用可能会突然关闭。

为了降低发生这些问题的几率,Android 8.0 对应用在用户不与其直接交互时可以执行的操作施加了限制。 应用在两个方面受到限制:

  • 后台 Service 限制:处于空闲状态时,应用可以使用的后台 Service 存在限制。 这些限制不适用于前台 Service,因为前台 Service 更容易引起用户注意。

  • 广播限制:除了有限的例外情况,应用无法使用清单注册隐式广播。 它们仍然可以在运行时注册这些广播,并且可以使用清单注册专门针对它们的显式广播。

在大多数情况下,应用都可以使用 JobScheduler 作业克服这些限制。 这种方法允许应用安排其在未活跃运行时执行工作,不过仍能够使系统可以在不影响用户体验的情况下安排这些作业。 Android 8.0 提供针对 JobScheduler 的多项改进,让您可以更轻松地使用计划作业取代 Service 和广播接收器;如需了解详细信息,请参阅 JobScheduler 改进

后台 Service 限制

在后台中运行的 Service 会消耗设备资源,这可能会降低用户体验。 为了缓解这一问题,系统对这些 Service 施加了一些限制。

系统可以区分前台后台应用。 (用于 Service 限制目的的后台定义与内存管理使用的定义不同;一个应用按照内存管理的定义可能处于后台,但按照能够启动 Service 的定义又处于前台。)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(不管该 Activity 已启动还是已暂停)。
  • 具有前台 Service。
  • 另一个前台应用已关联到该应用(不管是通过绑定到其中一个 Service,还是通过使用其中一个内容提供程序)。 例如,如果另一个应用绑定到该应用的 Service,那么该应用处于前台:
    • IME
    • 壁纸 Service
    • 通知侦听器
    • 语音或文本 Service

如果以上条件均不满足,应用将被视为处于后台。

请注意:这些应用不会对绑定 Service 产生任何影响。 如果您的应用定义了绑定 Service,则不管应用是否处于前台,其他组件都可以绑定到该 Service。

处于前台时,应用可以自由创建和运行前台与后台 Service。 进入后台时,在一个持续数分钟的时间窗内,应用仍可以创建和使用 Service。 在该时间窗结束后,应用将被视为处于空闲状态。 此时,系统将停止应用的后台 Service,就像应用已经调用 Service 的 Service.stopSelf() 方法一样。

在这些情况下,后台应用将被置于一个临时白名单中并持续数分钟。 位于白名单中时,应用可以无限制地启动 Service,并且其后台 Service 也可以运行。 处理对用户可见的任务时,应用将被置于白名单中,例如:

请注意: IntentService 是一项 Service,因此其遵守针对后台 Service 的新限制。 因此,许多依赖 IntentService 的应用在适配 Android 8.0 或更高版本时无法正常工作。 出于这一原因,Android 支持库 26.0.0 引入了一个新的JobIntentService类,该类提供与 IntentService 相同的功能,但在 Android 8.0 或更高版本上运行时使用作业而非 Service。

在很多情况下,您的应用都可以使用 JobScheduler 作业替换后台 Service。 例如,CoolPhotoApp 需要检查用户是否已经收到好友共享的照片,即使该应用未在前台运行也需如此。 之前,应用使用一种会检查其云存储的后台 Service。 为了迁移到 Android 8.0(API 级别 26),开发者使用一个计划作业替换了这种后台 Service,该作业将按一定周期启动,查询服务器,然后退出。

在 Android 8.0 之前,创建前台 Service 的方式通常是先创建一个后台 Service,然后将该 Service 推到前台。 Android 8.0 有一项复杂功能:系统不允许后台应用创建后台 Service。 因此,Android 8.0 引入了一种全新的方法,即 startForegroundService(),以在前台启动新 Service。 在系统创建 Service 后,应用有五秒的时间来调用该 Service 的 startForeground() 方法以显示新 Service 的用户可见通知。 如果应用在此时间限制内调用 startForeground(),则系统将停止此 Service 并声明此应用为 ANR

广播限制

如果应用注册为接收广播,则在每次发送广播时,应用的接收器都会消耗资源。 如果多个应用注册为接收基于系统事件的广播,则会引发问题:触发广播的系统事件会导致所有应用快速地连续消耗资源,从而降低用户体验。 为了缓解这一问题,Android 7.0(API 级别 24)对广播施加了一些限制,如后台优化中所述。 Android 8.0(API 级别 26)让这些限制更为严格。

  • 适配 Android 8.0 或更高版本的应用无法继续在其清单中为隐式广播注册广播接收器。 隐式广播是一种不专门针对该应用的广播。 例如,ACTION_PACKAGE_REPLACED 就是一种隐式广播,因为该广播将被发送给所有已注册侦听器,让后者知道设备上的某些软件包已被替换。 不过,ACTION_MY_PACKAGE_REPLACED 不是隐式广播,因为不管已为该广播注册侦听器的其他应用有多少,它都会只被发送给软件包已被替换的应用。
  • 应用可以继续在它们的清单中注册显式广播。
  • 应用可以在运行时使用 Context.registerReceiver() 为任意广播(不管是隐式还是显式)注册接收器。
  • 需要签名权限的广播不受此限制所限,因为这些广播只会发送到使用相同证书签名的应用,而不是发送到设备上的所有应用。

在许多情况下,之前注册隐式广播的应用使用 JobScheduler 作业可以获得类似的功能。 例如,一款社交照片应用可能需要不时地执行数据清理,并且倾向于在设备连接到充电器时执行此操作。 之前,应用已经在清单中为 ACTION_POWER_CONNECTED 注册了一个接收器;当应用接收到该广播时,它会检查清理是否必要。 为了迁移到 Android 8.0 或更高版本,应用将该接收器从其清单中移除。 应用将清理作业安排在设备处于空闲状态和充电时运行。

迁移指南

默认情况下,这些变更仅影响适配 Android 8.0(API 级别 26)或更高版本的应用。 不过,即使应用适配的 API 级别低于 26 的,用户也可以从 Settings 屏幕中启用这些限制。您可能需要更新应用,使其符合新限制。

了解您的应用如何使用 Service。 如果您的应用依赖某些在它处于空闲时于后台运行的 Service,则您需要替换这些 Service。 可能的解决方法包括:

  • 如果处于后台时您的应用需要创建一个前台 Service,请使用 startForegroundService() 方法,而非 startService()
  • 如果 Service 容易引起用户注意,请将其设置为前台 Service。 例如,播放音频的 Service 始终应为前台 Service。 使用 startForegroundService() 方法创建 Service, 而非 startService()
  • 寻找一种使用计划作业实现 Service 功能的方式。 如果 Service 未在执行容易立即引起用户注意的操作,一般情况下,您都能够使用计划作业。
  • 发生网络事件时,请使用 FCM 选择性地唤醒您的应用,而不是在后台轮询。
  • 在应用正常处于前台之前,请推迟后台工作。

检查在您应用的清单中定义的广播接收器。 如果您的清单为显式广播声明了接收器,您必须予以替换。 可能的解决方法包括:

  • 通过调用 Context.registerReceiver() 而不是在清单中声明接收器的方式在运行时创建接收器。
  • 使用计划作业检查条件是否会触发隐式广播。