android任务,android任务管理器的设计与实现

Android的任务栈

任务是指在执行特定作业(任务 task)时与用户交互的activity。这些Activity按照各自打开的顺序 排列在堆栈（返回栈）中。设备的屏幕 桌面的图标（launcher）是多数据任务的的起点。当用户触摸应用启动器中的图标时，该用户的任务将出现在前台。如果应用不存在任务（应用未曾使用），则会创建一个新的任务，并且该应用的"主Activity将作为堆栈中的根Activity打开"。

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当Activity启动另一个Activity时，该新Activity会被推送到堆栈的顶部，如果当前app只有一个栈 且app处于前台，那么这个栈顶的Activity用户应该是可见的，而启动栈顶这个Activity(启动者)仍然保留在堆栈中，但是是处于停止状态。Activity停止时系统会保留其用户信息 在Activity onSaveInstanceSate、 onRestoreInstanceState(Bundle savedInstanceState) 方法 具体可以查看这两个方法。当用户按"返回"按钮时，当前Activity(所谓当前Activity一定是用户可以看到的在栈顶的)会从堆栈顶部弹出（Activity被销毁 走onDestory方法）这里说销毁也不太严格 因为正常情况下会被销毁 在不存在内泄漏导致Activity回收不掉的情况。栈顶的Activity被销毁 它下面的Activity就会恢复执行（下面这个Activity露头你可以看到它了）。堆栈中的Activity永远不会重新排序，我们操作app的功能时 仅仅是 进入页面（压栈）退出页面（弹栈），因此返回栈（弹栈）以 "后进先出"的对象结构运行。

任务是一个有机整体，当用户开始新任务或通过点击"home键" 这个时候应用会切换到“后台”，在后台时该任务中的所有Activity全部停止，但是任务的返回栈仍旧不变，也就是说，当另一个任务发生时，该任务仅是失败焦点而已

如何更通过api查看当前应用中的任务

发现当前只有一个任务

同时通过这个任务我们可以查看当前栈顶的activity如下图

Android 后台任务执行

参考:

手机休眠引发的“血案”

使设备保持唤醒

目的为了后台能够执行定时任务，避免因为设备息屏等操作导致CPU进入睡眠状态，定时任务被暂停，这就需要能够唤醒CPU，使CPU能够起来工作

具有唤醒CPU功能， 唤醒CPU与唤醒屏幕非同一功能。

AlarmManager是安卓系统封装的用于管理RTC 模块，RTC（实时时钟）是一个独立的硬件时钟，可以在CPU休眠时正常运行，在预设的时间到达时，通过中断唤醒CPU。这意味着，如果我们用AlarmManager来定时执行任务，CPU可以正常的休眠，只有在需要运行任务时醒来一段很短的时间。

AlarmManager 定时任务测试：

MI8 UD：

测试1： 创建一个 Service， Service 中启动一个 AlarmManager 定时任务

息屏后会继续打印Log，但息屏超过1min 后，log 停止输出:

测试2： 创建一个前台通知Service

Service + StartForground + 前台通知 方式，

MI8 UD 息屏后仍继续打印log.

MI 8 + MI 10 经过测试，在长时间息屏状态下， AlarmManager 也会存在不工作情况。

另外，设备处于低电耗模式下， AlarmManager 会停止工作或延迟工作，解决办法： AlarmManager 利弊

手机长时间不操作，CPU 就会进入睡眠状态，会导致 Timer 中的定时任务无法正常运行。

息屏后，TimerTask 停止工作，再次亮屏后，继续工作

同样会由于息屏导致CPU睡眠， Handler 停止工作

太“重”了，使用起来。 影响设备耗电量。

WorkManager 也可以运行后台任务，用于在APP进程被kill后，系统依然可以运行的任务，不要用于APP被杀后，后台服务即停止的任务。

总结：

Timer并不太适用于那些需要长期在后台运行的定时任务。为了能让电池更加耐用，每种手机都会有自己的休眠策略，Android 手机就会在长时间不操作的情况下自动让 CPU 进入到睡眠状态，这就有可能导致 Timer 中的定时任务无法正常运行。

Alarm具有唤醒 CPU 的功能，即可以保证每次需要执行定时任务的时候 CPU 都能正常工作。

AlarmManager 定时任务最小间隔5S， 如何设置间隔 5s, 也是按照 5s 间隔执行。

Android DozeMode

Android 实现定时任务的五种方式

1、普通线程sleep的方式，可用于一般的轮询Polling

  new Thread(new Runnable() {

        @Override

        public void run() {

            while (true) {

                //todo

              try {

                    Thread.sleep(iDelay);

                } catch (InterruptedException e) {

                    e.printStackTrace();

                }

            }

        }

    }).start();

优点：非常简单的实现，逻辑清晰明了，也是最常见的写法

缺点：在sleep结束后，并不能保证竞争到cpu资源，这也就导致了下次执行时间必定=iDelay，存在时间精度问题

2、Timer定时器

//Timer + TimerTask结合的方法

private final Timer timer = new Timer();

private TimerTask timerTask = new TimerTask() {

    @Override

    public void run() {

        //todo

    }

};

启动定时器方法：

timer.schedule(TimerTask task, long delay, long period)

立即执行

timer.schedule(timerTask, 0, 1000); //立刻执行，间隔1秒循环执行

延时执行

timer.schedule(timerTask, 2000, 1000); //等待2秒后再执行，间隔1秒循环执行

关闭定时器方法：timer.cancel();

优点：纯正的定时任务，纯java SDK，单独线程执行，比较安全，而且还可以在运行过程中取消执行

缺点：基于单线程执行，多个任务之间会相互影响，多个任务的执行是串行的，性能较低，而且timer也无法保证时间精确度，是因为手机休眠的时候，无法唤醒cpu，不适合后台任务的定时

3、ScheduledExecutorService

private Runnable runnable2 = new Runnable() {

    @Override

    public void run() {

        //todo

    }

};

ScheduledExecutorService executor = Executors.newScheduledThreadPool(1);

executor.scheduleAtFixedRate(runnable2, 0, 1, TimeUnit.SECONDS);

关于scheduleAtFixedRate(Runnable command, long initialDelay, long period, TimeUnit unit) 方法说明：

command：需要执行的线程

initialDelay：第一次执行需要延时的时间，如若立即执行，则initialDelay = 0

period：固定频率，周期性执行的时间

unit：时间单位，常用的有MILLISECONDS、SECONDS和MINUTES等，需要注意的是，这个单位会影响initialDelay和period，如果unit = MILLISECONDS，则initialDelay和period传入的是毫秒，如果unit = SECONDS，则initialDelay和period传入的是秒

补充一下： 还有一个方法跟上面的很相似：scheduleWithFixedDelay(Runnable command, long initialDelay, long delay, TimeUnit unit)，这个也是带延迟时间的调度，并且也是循环执行，唯一的不同就是固定延迟时间循环执行，上面的是固定频率的循环执行。那这两者的区别？

举例子：

使用scheduleAtFixedRate，任务初始延迟3秒，任务执行3秒，任务执行间隔为5秒：

    ScheduledExecutorService executor = Executors.newScheduledThreadPool(1);

    Log.e(TAG, "schedule just start! time =" +  simpleDateFormat.format(System.currentTimeMillis()));

    executor.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {

        @Override

        public void run() {

            SystemClock.sleep(3000L);

            Log.e(TAG, "runnable just do it! time =" +  simpleDateFormat.format(System.currentTimeMillis()));

        }

    }, 3, 5, TimeUnit.SECONDS);

执行结果截图：

使用scheduleWithFixedDelay，任务初始延迟3秒，任务执行3秒，任务执行延迟为5秒：

    ScheduledExecutorService executor = Executors.newScheduledThreadPool(1);

    Log.e(TAG, "schedule just start! time =" +  simpleDateFormat.format(System.currentTimeMillis()));

    executor.scheduleWithFixedDelay(new Runnable() {

        @Override

        public void run() {

            SystemClock.sleep(3000L);

            Log.e(TAG, "runnable just do it! time =" +  simpleDateFormat.format(System.currentTimeMillis()));

        }

    }, 3, 5, TimeUnit.SECONDS);

执行结果截图：

从这两者的运行结果就可以看到区别了：scheduleAtFixedRate是相对于任务执行的开始时间，而scheduleWithFixedDelay是相对于任务执行的结束时间。

优点：ScheduledExecutorService是一个线程池，其内部使用的延迟队列，本身就是基于等待/唤醒机制实现的，所以CPU并不会一直繁忙。解决了TimerTimerTask存在的问题，多任务处理时效率高

缺点：取消时需要打断线程池的运行，而且和外界的通信不太好处理

4、使用Handler中的postDelayed方法

private Handler mHandler = new Handler();

private Runnable runnable = new Runnable() {

    @Override

    public void run() {

        //todo

        mHandler.postDelayed(this, iDelay);

    }

};

mHandler.post(runnable); //立即执行

mHandler.postDelayed(runnable, iDelay); //延时执行

mHandler.removeCallbacks(runnable); //取消执行

优点：比较简单的android实现，适用UI线程

缺点：没想到，手动捂脸。。。。我估计是使用不当会造成内存泄露吧

5、Service + AlarmManger + BroadcastReceiver

Android 任务栈

任务是指在执行特定作业时与用户交互的一系列 Activity。 这些 Activity 按照各自的打开顺序排列在堆栈（即返回栈）中。设备主屏幕是大多数任务的起点。当用户触摸应用启动器中的图标（或主屏幕上的快捷方式）时，该应用的任务将出现在前台。 如果应用不存在任务（应用最近未曾使用），则会创建一个新任务，并且该应用的“主”Activity 将作为堆栈中的根 Activity 打开。

当前 Activity 启动另一个 Activity 时，该新 Activity 会被推送到堆栈顶部，成为焦点所在。 前一个 Activity 仍保留在堆栈中，但是处于停止状态。Activity 停止时，系统会保持其用户界面的当前状态。 用户按“返回”按钮时，当前 Activity 会从堆栈顶部弹出（Activity 被销毁），而前一个 Activity 恢复执行（恢复其 UI 的前一状态）。 堆栈中的 Activity 永远不会重新排列，仅推入和弹出堆栈：由当前 Activity 启动时推入堆栈；用户使用“返回”按钮退出时弹出堆栈。 因此，返回栈以“后进先出”对象结构运行。

上述文字摘自 Android开发者官网

默认行为的场景 ：当前的task包含4个activity–当前activity下面有3个activity。当用户按下HOME键返回到程序启动器（application launcher）后，选择了一个新的应用程序（事实上是一个新的task），当前的task就被转移到后台，新的task中的根activity将被显示在屏幕上。过了一段时间，用户按返回键回到了程序启动器界面，选择了之前运行的程序（之前的task）。那个task，仍然包含着4个activity。当用户再次按下返回键时，屏幕不会显示之前留下的那个activity（之前的task的根activity），而显示当前activity从task栈中移出后栈顶的那个activity。