高效管理 Android 前台服务
作者 / Keith Smyth
本文为 Android 电量管理系列连载的第四篇，希望可以为各位开发者提供设备续航方面的战略洞见和实践指南。
Android 进程管理机制
作为一款移动端操作系统，Android 在设计之初就考虑到了诸如内存和电量一类的资源限制问题。因此，系统在内存吃紧的情况下会关闭部分进程，以此来为优先级更高的任务腾出运行空间。那么系统是如何评判优先级高低的呢？判断标准其实很简单，关键就在于应用进程对用户有多重要。Android 将进程分为以下几类，按重要性的高低做降序排列，进程排名越靠前，被回收的几率就越低。
前台服务
应用产生缓存很正常: 每个开发者应该认识到，共享设备资源是生命周期管理的一部分，这样才有助于营造健康的 Android 生态环境。当电池电量耗尽时，所有应用都无法继续使用，而导致耗电异常的应用则会面临卸载风险。
不过在特定情况下，开发者的确需要把应用从后台转到前台运行。当应用所执行的任务同时满足以下条件时，您可以为其创建前台服务，直至任务运行结束: (1) 需要立即执行; (2) 重要 (必须完成); (3) 用户可感知 (大部分情况下由用户主动发起); (4) 有明确的起始时间和结束时间。
为了帮助您更好地创建和管理前台服务，我们特别为总结了以下 3 个操作要点:
适用于所有 API 等级: 应用创建服务时，必须显示级别至少为 PRIORITY_LOW 的常驻通知 (persistent notification)。
若应用的目标 API 等级高于 26，您还需要将通知渠道的级别至少设定为 IMPORTANCE_LOW。用户可以点击通知来取消任务，且取消操作可与 action 绑定，例如，当用户停止播放曲目后，回放服务也会一同停止。
通知标题和描述必须准确体现前台服务正在执行的操作。
如果您想了解有关前台服务的更多信息，包括最近几个版本 Android 平台内的相关重要更新，请参阅《在前台运行服务》。
常驻通知:
https://developer.android.google.cn/guide/topics/ui/notifiers/notifications#foreground-service
IMPORTANCE_LOW:
https://developer.android.google.cn/reference/android/support/v4/app/NotificationCompat.html#PRIORITY_LOW
在前台运行服务:
https://developer.android.google.cn/guide/components/services#Foreground
前台服务典型用例
前台服务的典型用例包括播放音乐、完成购买交易、高精度地理位置追踪 (健身应用) 以及感应器数据录入 (监测用户的睡眠状态)。这些工作均由用户主动发起，需要立刻执行，并且具备明确的起始时间和结束时间，而且允许用户随时取消操作。
此外，您还可以为需要立即执行的关键任务 (如保存图片、发送消息、处理交易等) 创建前台服务，那么即使用户退出当前应用并开启新的应用，这些任务的执行也不会受到影响。在设备内存不足的情况下，系统可能会强行停止还在运行的前一个应用，从而导致数据丢失或其它意外事件。优秀的应用应当具备实时监测自身进程的能力，并在进程转入后台后，将用时较短的关键任务切换至前台完成。
如果应用需要一直在前台运行服务，那么仅仅创建前台服务是不够的，建议您从以下用例中并选择最适方案，在满足应用需求的同时为设备节省电量。
其它方案
不建议您通过前台服务实现被动定位追踪，如果用户已经允许您的应用进行地理位置追踪，请调用 FusedLocationProvider API 获取位置更新，并注意设置合适的获取频率 (切勿太频繁) ；在宿主设备进入或离开特定区域时，请通过 geofencing API 向用户发送通知。 更多技术细节，请阅读《延长设备续航时间之位置管理优化》。
请通过 CompanionDeviceManager 完成蓝牙设备配对。如果应用需要重新连接至设备，请调用 BluetoothLeScanner 中接受 PendingIntent 参数的 startScan 方法，当过滤条件满足时会被触发。
如果任务必须完成，但允许推迟执行，请使用 WorkManager 或者 JobScheduler 在系统层面上实现最佳的任务调度和时间安排。如果任务需要立即开始，但是一旦用户退出应用，任务也会一同停止，推荐您使用 ThreadPools 或 Kotlin Coroutines。
下载管理器 (DownloadManager) 可以帮助您在后台处理耗时较长的下载任务，而且它支持断点续传，即使在网络连接断开或设备重启的情况下，管理器依旧可以继续上次下载。
FusedLocationProvider API:
https://developer.android.google.cn/location-context/fused-location-provider/
geofencing API:
https://developer.android.google.cn/location-context/geofencing/
延长设备续航时间之位置管理优化:
https://developer.android.google.cn/guide/topics/location/battery
CompanionDeviceManager:
https://developer.android.google.cn/guide/topics/connectivity/companion-device-pairing
BluetoothLeScanner:
https://developer.android.google.cn/reference/android/bluetooth/le/BluetoothLeScanner
PendingIntent:
https://developer.android.google.cn/reference/android/app/PendingIntent
startScan:
https://developer.android.google.cn/reference/android/bluetooth/le/BluetoothLeScanner.html#startScan
WorkManager:
https://developer.android.google.cn/topic/libraries/architecture/workmanager/
JobScheduler:
https://developer.android.google.cn/reference/android/app/job/JobScheduler.html
ThreadPools:
https://developer.android.google.cn/training/multiple-threads/create-threadpool#ThreadPool
Kotlin Coroutines:
https://kotlinlang.org/docs/reference/coroutines.html
下载管理器:
https://developer.android.google.cn/reference/android/app/DownloadManager
结语
如果运用得当，应用便可以通过前台服务这条 “沟通渠道”， 告知系统自己当前正在运行对用户而言十分重要的任务。正确的工具决策是通向一流用户体验的最佳途径。欢迎您在社区内踊跃发言并并向我们积极反馈，携手广大开发者共同制定更优决策，将用户放在第一位！
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