onLowMemory执行流程

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上篇文章中我们分析了Activity的onSaveInstanceState方法执行时机，知道了Activity在一般情况下，若只是执行onPause方法则不会执行onSaveInstanceState方法，而一旦执行了onStop方法就会执行onSaveInstanceState方法，具体的信息，可以参见onSaveInstanceState方法执行时机：android源码解析（二十四）-->onSaveInstanceState执行时机这篇文章中同样的我们分析一下Actvity（当然不只是Activity，同样包含Servier，ContentProvider，Application等）的另一个内部方法：onLowMemory。该方法主要用于当前系统可用内存比较低的时候回调使用。

这里简单介绍一下Android系统的内存分配机制。Android系统中一个个的App都是一个个不同的应用进程，拥有各自的JVM与运行时，每个App的进程可使用的内存大小都是固定的，当系统中App打开数量过多时，就会使Android系统的可用内存降低，对于当前正在使用的App而言，可能还需要继续申请系统内存，而我们的剩余系统内存已经不足以被当前App所申请了，这时候系统会自动的清理那些后台进程，进而释放出可用内存用于前台进程的使用，当然这里系统清理后台进程的算法不是我们讨论的重点。这里我们只是大概的分析Android系统回调Activity的onLowMemory方法的流程。

通过前面关于Activity的启动流程分析我们知道ActivityManagerService是整个Android系统的管理中枢，负责Activity，Servier等四大组件的启动与销毁等工作，同样的对于应用进程的管理工作也是在ActivityMaangerServier中完成的，我们知道android系统中有两个比较重要的进程Zygote进程和SystemServer进程，其中Zygote进程是整个Android系统的根进程，其他所有的进程都是通过Zygote进程fork出来的。而SystemServer进程则用于运行各种服务，为其他的应用进程提供各种功能接口等，在前面我们分析过SystemServer进程的启动流程（参考： android源码解析之（九）-->SystemServer进程启动流程）其中在SystemServer的startBootService方法中我们调用了：

// Set up the Application instance for the system process and get started.
        mActivityManagerService.setSystemProcess();

方法，看其注释说明，说的是为System进程初始化Application实例，这里我们可以看一下该方法的具体实现：

public void setSystemProcess() {
        try {
            ServiceManager.addService(Context.ACTIVITY_SERVICE, this, true);
            ServiceManager.addService(ProcessStats.SERVICE_NAME, mProcessStats);
            ServiceManager.addService("meminfo", new MemBinder(this));
            ServiceManager.addService("gfxinfo", new GraphicsBinder(this));
            ServiceManager.addService("dbinfo", new DbBinder(this));
            if (MONITOR_CPU_USAGE) {
                ServiceManager.addService("cpuinfo", new CpuBinder(this));
            }
            ServiceManager.addService("permission", new PermissionController(this));
            ServiceManager.addService("processinfo", new ProcessInfoService(this));

            ApplicationInfo info = mContext.getPackageManager().getApplicationInfo(
                    "android", STOCK_PM_FLAGS);
            mSystemThread.installSystemApplicationInfo(info, getClass().getClassLoader());

            synchronized (this) {
                ProcessRecord app = newProcessRecordLocked(info, info.processName, false, 0);
                app.persistent = true;
                app.pid = MY_PID;
                app.maxAdj = ProcessList.SYSTEM_ADJ;
                app.makeActive(mSystemThread.getApplicationThread(), mProcessStats);
                synchronized (mPidsSelfLocked) {
                    mPidsSelfLocked.put(app.pid, app);
                }
                updateLruProcessLocked(app, false, null);
                updateOomAdjLocked();
            }
        } catch (PackageManager.NameNotFoundException e) {
            throw new RuntimeException(
                    "Unable to find android system package", e);
        }
    }

这里简单介绍一下ServierManager是一个管理服务的服务，而其addServier方法就是注册各种服务（服务注册到JNI层，具体的关于是如何注册到JNI层的这里暂不做过多的解释）。可以发现在方法体中我们注册了名称为：memInfo的服务MemBinder，MemBinder是一个Binder类型的服务，主要用于检测系统内存情况，这里可以看一下其具体的实现逻辑：

static class MemBinder extends Binder {
        ActivityManagerService mActivityManagerService;
        MemBinder(ActivityManagerService activityManagerService) {
            mActivityManagerService = activityManagerService;
        }

        @Override
        protected void dump(FileDescriptor fd, PrintWriter pw, String[] args) {
            if (mActivityManagerService.checkCallingPermission(android.Manifest.permission.DUMP)
                    != PackageManager.PERMISSION_GRANTED) {
                pw.println("Permission Denial: can't dump meminfo from from pid="
                        + Binder.getCallingPid() + ", uid=" + Binder.getCallingUid()
                        + " without permission " + android.Manifest.permission.DUMP);
                return;
            }

            mActivityManagerService.dumpApplicationMemoryUsage(fd, pw, "  ", args, false, null);
        }
    }

查看源码，我们可以发现MemBinder类继承于Binder类也就是说其实一个Binder类型的服务，并且有一个成员方法dump，该方法主要用于执行shell命令，当系统可用内存比较低的时候就会执行了该方法，然后回调到ActivityManagerService中的killAllBackground方法，下面我们重点看一下killAllBackground方法的具体实现：

@Override
    public void killAllBackgroundProcesses() {
        ...
           doLowMemReportIfNeededLocked(null);
        ...
        } finally {
            Binder.restoreCallingIdentity(callingId);
        }
    }

可以看到这个方法体中会执行doLowMemReportIfNeededLocked方法，该方法是做什么的呢?我们继续看一下doLowMemReportIfNeededLoced方法的实现：

final void doLowMemReportIfNeededLocked(ProcessRecord dyingProc) {
        ...
        scheduleAppGcsLocked();
        ...
    }

好吧，在这个方法中我们又调用了scheduleAppGcsLocked方法，这样我们就继续看一下scheduleAppGcsLocked方法的实现逻辑：

/**
     * Schedule the execution of all pending app GCs.
     */
    final void scheduleAppGcsLocked() {
        mHandler.removeMessages(GC_BACKGROUND_PROCESSES_MSG);

        if (mProcessesToGc.size() > 0) {
            // Schedule a GC for the time to the next process.
            ProcessRecord proc = mProcessesToGc.get(0);
            Message msg = mHandler.obtainMessage(GC_BACKGROUND_PROCESSES_MSG);

            long when = proc.lastRequestedGc + GC_MIN_INTERVAL;
            long now = SystemClock.uptimeMillis();
            if (when < (now+GC_TIMEOUT)) {
                when = now + GC_TIMEOUT;
            }
            mHandler.sendMessageAtTime(msg, when);
        }
    }

可以发现这里执行的逻辑就是通过mHandler发送一个msg.what为GC_BACKGROUND_PROCESSES_MSG的异步消息，这样消息体最终会被mHandler的handleMessage方法所执行，继续看一下mHandler的handleMessage方法的执行逻辑：

case GC_BACKGROUND_PROCESSES_MSG: {
                synchronized (ActivityManagerService.this) {
                    performAppGcsIfAppropriateLocked();
                }
            } break;

在mHandler的handleMessage方法中，首先会判断msg的what是否为GC_BACKGROUND_PROCESSES_MSG，然后会执行performAppGcsIfAppropriateLocked方法，这样我们继续看一下performAppGcsIfAppropriateLocked方法的实现：

/**
     * If all looks good, perform GCs on all processes waiting for them.
     */
    final void performAppGcsIfAppropriateLocked() {
        if (canGcNowLocked()) {
            performAppGcsLocked();
            return;
        }
        // Still not idle, wait some more.
        scheduleAppGcsLocked();
    }

可以发现这里首先判断是否能够执行gc操作，若不能继续执行上面的scheduleAppGcsLocked方法，然后继续执行发送异步消息的逻辑，直到变量canGcNowLocked为true，并执行performAppGcsLocked方法，然后return掉，这样我们继续跟踪代码，看一下performAppGcsLocked方法的执行逻辑：

/**
     * Perform GCs on all processes that are waiting for it, but only
     * if things are idle.
     */
    final void performAppGcsLocked() {
        final int N = mProcessesToGc.size();
        if (N <= 0) {
            return;
        }
        if (canGcNowLocked()) {
            while (mProcessesToGc.size() > 0) {
                ProcessRecord proc = mProcessesToGc.remove(0);
                if (proc.curRawAdj > ProcessList.PERCEPTIBLE_APP_ADJ || proc.reportLowMemory) {
                    if ((proc.lastRequestedGc+GC_MIN_INTERVAL)
                            <= SystemClock.uptimeMillis()) {
                        // To avoid spamming the system, we will GC processes one
                        // at a time, waiting a few seconds between each.
                        performAppGcLocked(proc);
                        scheduleAppGcsLocked();
                        return;
                    } else {
                        // It hasn't been long enough since we last GCed this
                        // process...  put it in the list to wait for its time.
                        addProcessToGcListLocked(proc);
                        break;
                    }
                }
            }

            scheduleAppGcsLocked();
        }
    }

可以发现该方法经过一系列的逻辑判断之后会执行performAppGcLocked方法，我们继续看一下该方法的实现：

/**
     * Ask a given process to GC right now.
     */
    final void performAppGcLocked(ProcessRecord app) {
        try {
            app.lastRequestedGc = SystemClock.uptimeMillis();
            if (app.thread != null) {
                if (app.reportLowMemory) {
                    app.reportLowMemory = false;
                    app.thread.scheduleLowMemory();
                } else {
                    app.thread.processInBackground();
                }
            }
        } catch (Exception e) {
            // whatever.
        }
    }

可以发现最终执行的是app.thread.scheduleLowMemory方法，而这里的app.thread是ActivityThread.ApplicationThread对象，所以这里最终是通过Binder进程间通讯，执行的是ActivityThread.ApplicationThread的scheduleLowMemory方法，好吧让我们看一下ActivityThread.ApplicationThread的scheduleLowMemory 方法的实现逻辑...

@Override
        public void scheduleLowMemory() {
            sendMessage(H.LOW_MEMORY, null);
        }

在ActivityThread中的scheduleLowMemory方法中并没有执行额外逻辑，而是直接调用了sendMessage方法，继续跟踪方法的执行：

private void sendMessage(int what, Object obj, int arg1, int arg2, boolean async) {
        if (DEBUG_MESSAGES) Slog.v(
            TAG, "SCHEDULE " + what + " " + mH.codeToString(what)
            + ": " + arg1 + " / " + obj);
        Message msg = Message.obtain();
        msg.what = what;
        msg.obj = obj;
        msg.arg1 = arg1;
        msg.arg2 = arg2;
        if (async) {
            msg.setAsynchronous(true);
        }
        mH.sendMessage(msg);
    }

可以发现在sendMessage方法中最终通过一个Handler类型的mH成员变量发送一个异步消息，这样异步消息最终会被mH的handleMessage方法执行。。。。，经过查看源代码我们知道在mH的handleMessage方法中最终调用的是handleLowMemory方法：

final void handleLowMemory() {
        ArrayList<ComponentCallbacks2> callbacks = collectComponentCallbacks(true, null);

        final int N = callbacks.size();
        for (int i=0; i<N; i++) {
            callbacks.get(i).onLowMemory();
        }

        // Ask SQLite to free up as much memory as it can, mostly from its page caches.
        if (Process.myUid() != Process.SYSTEM_UID) {
            int sqliteReleased = SQLiteDatabase.releaseMemory();
            EventLog.writeEvent(SQLITE_MEM_RELEASED_EVENT_LOG_TAG, sqliteReleased);
        }

        // Ask graphics to free up as much as possible (font/image caches)
        Canvas.freeCaches();

        // Ask text layout engine to free also as much as possible
        Canvas.freeTextLayoutCaches();

        BinderInternal.forceGc("mem");
    }

可以发现这里通过遍历ComponentCallbacks2并执行了其onLowMemory方法，那么这里的ComponentCallBacks2是什么呢？这里我们查看一下collectComponentCallbacks方法的实现逻辑。

ArrayList<ComponentCallbacks2> collectComponentCallbacks(
            boolean allActivities, Configuration newConfig) {
        ArrayList<ComponentCallbacks2> callbacks
                = new ArrayList<ComponentCallbacks2>();

        synchronized (mResourcesManager) {
            final int NAPP = mAllApplications.size();
            for (int i=0; i<NAPP; i++) {
                callbacks.add(mAllApplications.get(i));
            }
            final int NACT = mActivities.size();
            for (int i=0; i<NACT; i++) {
                ActivityClientRecord ar = mActivities.valueAt(i);
                Activity a = ar.activity;
                if (a != null) {
                    Configuration thisConfig = applyConfigCompatMainThread(
                            mCurDefaultDisplayDpi, newConfig,
                            ar.packageInfo.getCompatibilityInfo());
                    if (!ar.activity.mFinished && (allActivities || !ar.paused)) {
                        // If the activity is currently resumed, its configuration
                        // needs to change right now.
                        callbacks.add(a);
                    } else if (thisConfig != null) {
                        // Otherwise, we will tell it about the change
                        // the next time it is resumed or shown.  Note that
                        // the activity manager may, before then, decide the
                        // activity needs to be destroyed to handle its new
                        // configuration.
                        if (DEBUG_CONFIGURATION) {
                            Slog.v(TAG, "Setting activity "
                                    + ar.activityInfo.name + " newConfig=" + thisConfig);
                        }
                        ar.newConfig = thisConfig;
                    }
                }
            }
            final int NSVC = mServices.size();
            for (int i=0; i<NSVC; i++) {
                callbacks.add(mServices.valueAt(i));
            }
        }
        synchronized (mProviderMap) {
            final int NPRV = mLocalProviders.size();
            for (int i=0; i<NPRV; i++) {
                callbacks.add(mLocalProviders.valueAt(i).mLocalProvider);
            }
        }

        return callbacks;
    }

可以发现该方法最终返回类型为ArrayList类型的callBacks而我们的callBacks中保存的是我们应用进程中的Activity，Service，Provider已经Application等。咦？Activity，Service，Provider，Application都是ComponentCallBacks2类型的么？我们看一看一下具体的定义：

Actvity的类定义：

public class Activity extends ContextThemeWrapper
        implements LayoutInflater.Factory2,
        Window.Callback, KeyEvent.Callback,
        OnCreateContextMenuListener, ComponentCallbacks2,
        Window.OnWindowDismissedCallback

Service的类定义：

public abstract class Service extends ContextWrapper implements ComponentCallbacks2

ContentProvider的类定义：

public abstract class ContentProvider implements ComponentCallbacks2

Application的类定义：

public class Application extends ContextWrapper implements ComponentCallbacks2

可以发现其都是继承与ComponentCalbacks2，所以其都可以被当做是ComponentCallbacks2类型的变量。而同样是四大组件的BroadcastReceiver，我们可以下其类定义：

public abstract class BroadcastReceiver

可以看到其并未继承与ComponentCallbacks2，所以并未执行，所以通过这样的分析，我们知道了，最终应用程序中的Activity，Servier，ContentProvider，Application的onLowMemory方法会被执行。而由于我们是在系统内存紧张的时候会执行killAllBackground方法进而通过层层条用执行Activity、Service、ContentProvider、Application的onLowMemory方法，所以我们可以在这些组件的onLowMemory方法中执行了一些清理资源的操作，释放一些内存，尽量保证自身的应用进程不被杀死。

总结：