跟上腳步，進入後臺執行新時代

做者: Luiz Gustavo Martins, 合做夥伴開發技術推廣工程師，合做夥伴 DevRel 團隊

本文爲 Android 電量管理 系列連載的第三篇，但願您能在閱讀過程當中收穫設備續航方面的戰略洞見和實踐指導。

隨着近幾年來 Android 的不斷髮展，Google 逐步增強了對於後臺執行的優化和限制。爲了開發出現代化的 Android 應用，開發者須要學習如何經過最新方式來管理後臺任務。

系統如何斷定應用處於後臺？

在理解後臺執行這個概念以前，咱們先來看看 Android 系統是如何定義前臺應用的。當應用知足如下任意條件時，系統會判斷應用處於前臺：

• 具備一個可見的 Activity，不論該 Activity 處於 started 或是 paused 狀態
• 具備一個前臺服務
• 另外一個前臺應用已關聯至該應用，不管是經過綁定到它的一個服務，仍是經過使用它的一個內容提供程序。好比，當別的前臺應用或者系統綁定了該應用的如下服務時，那麼該應用處於前臺：
  • 輸入法
  • 壁紙服務
  • 通知監聽器
  • 語音或文本服務
  • 正在車內播放音樂的流媒體應用 (只適用於 Android Auto 車載娛樂系統)

若是以上條件均不知足，應用將被視爲處於後臺。

後臺執行的相關行爲變動

在後臺運行應用會消耗設備的有限資源，如內存或者電池電量，進而影響用戶的使用體驗，好比說，後臺任務可能會縮短設備的續航時間，或者在用戶玩遊戲、看視頻或拍照時形成系統卡頓。

爲了改善續航表現和用戶體驗，Android 在版本演進的過程當中，針對後臺執行進行了不一樣程度的限制，其中包括：

• 低耗電模式和應用待機模式: 若是設備未插接電源，處於空閒狀態一段時間且屏幕關閉，系統會進入低耗電或者待機模式，並對應用行爲施加相應限制；
• 後臺位置限制: 對後臺應用獲取用戶當前位置的頻率進行限制；
• 後臺服務限制: 限制應用在後臺運行服務，並禁止應用經過隱藏/不可見方式調用 CPU 或網絡資源；
• 近期新增特性及優化項: (1) 應用待機羣組: 限制非活躍應用對設備資源的調用; (2) 後臺限制: 當系統檢測到應用出現不良行爲時，系統會向用戶詢問是否要限制該應用在後臺訪問設備資源; (3) 省電助手功能優化。

使用案例及解決方案

開發者在選擇後臺執行工具前，首先要對應用需求和限制場景有個清晰的瞭解，咱們建議您參照如下流程圖，爲應用制定最佳的後臺決策：

• 做爲 Android 推薦的後臺管理工具，WorkManger 考慮了系統內的全部後臺執行限制。若是您須要確保推遲的任務必定會被執行，請務必調用 WorkManager。該 API 容許您調度任務 (單次執行或循環執行) ，組合任務和構成任務鏈。您還能夠添加任務執行的約束條件，例如：當設備空閒或充電時才能夠觸發，或者當內容提供程序發生變動時才能夠運行。

以上傳日誌爲例，您須要依次建立如下兩個工做請求，才能夠將壓縮後的日誌文件上傳至服務器：

• 第一步：壓縮文件。在此步驟中，您能夠添加約束條件 「當設備充電時，任務才能夠被執行」。
• 第二步：向服務器上傳文件。在建立此請求時，您應該添加 「須要聯網」這一約束條件，指定任務僅在設備鏈接到有效網絡時纔會被觸發。

將任務編入隊列後，WorkManager 會在約束條件知足的狀況下，即當應用能夠訪問所需資源時，纔會執行這兩個任務。

WorkManger 的另外一個優點在於它能夠與 Android 的電量管理特性協同工做。假設某個任務的指定執行時間剛好落在低耗電模式時段內，那麼 WorkManager 便會在維護窗口時段 (若是此時約束條件已知足，或設備暫時退出了低耗電模式) ，嘗試運行該任務。

• 若是任務由外部事件觸發且運行時間較長，例如同步新數據，請先使用 Firebase Cloud Messaging 通知您的應用，而後再調用 WorkManager 建立同步數據的工做請求。您能夠閱讀《使用 FCM 消息向用戶發送通知》，獲取更多詳情。
• 若是應用須要馬上執行一個由用戶發起的任務，即便用戶退出應用或關閉屏幕 (如音樂/視頻重放或者導航) 也不會影響任務的執行，請您使用前臺服務。(咱們將在下一篇連載中深度剖析該使用案例，敬請期待！)
• 若是您須要在某一特定時間運行一個沒法被推遲的任務，且該任務會觸發操做 (action) 並涉及用戶交互，請調用 AlarmManager 中的 setExactAndAllowWhileIdle 方法。常見的定時任務包括：
  • 服藥提醒
  • 電視節目開始前，向用戶發送的提醒通知

在觸發標準鬧鈴後，您會有幾秒鐘的時間完成工做，此時應用可能沒法訪問網絡 (例如，系統處於低耗電模式，或者應用被納入某一待機羣組)。若是您必須訪問網絡，或者任務執行時間較久，請調用 WorkManager。每當喚醒鬧鐘被觸發後，設備就會退出低電量模式並持有一個局部喚醒鎖，而長時間持有喚醒鎖會嚴重影響設備的續航時間。建議您經過 Google Play 管理中心提供的 Android Vitals 來監測應用是否存在過分喚醒的問題。

總結：

• FCM: firebase.google.com/docs/cloud-…

合理的後臺執行策略能夠幫助您開發出卓越的應用，在打造完美用戶體驗的同時，爲設備保駕 「續」 航。若是您想進一步瞭解後臺執行的相關訊息，請訪問 Android 開發者官網。

請注意：WorkManager 目前只發布了公共預覽版，您能夠繼續使用 JobScheduler 做爲替代方案，不過和 WorkManger 相比，JobScheduler 有更多的侷限。 JobScheduler 屬於 Android 框架的一部分，它僅在 API ≥ 21 的系統上可用；而 WorkManager 則支持 API 14 及更高版本。

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