Android原生的HighCPU使用率查杀机制

摘要

原生的HighCPU使用率查杀机制是基于读取/proc/pid/stat中的utime + stime后，根据CPU使用率= (utime + stime / totalTime)*100%进行实现，当检测后台进程的CPU使用率超过阈值时，执行查杀和统计到电池数据中。

细节点：

原生根据不同的后台运行时间，制定不同的查杀阈值，这点不错哈；
如果对超级应用或核心应用有保活的定制需求，需要进行在原生的CPU高负载策略进行规避哈；

CPU高负载检查主要是在AMS中进行实现，具体关注如下4个函数，就可以大概清楚原生的CPU高负载查杀机制了

1.checkExcessivePowerUsageLPr（）函数

1.更新cpu统计信息 updateCpuStatsNow()

2.遍历所有进程 forEachLruProcessesLOSP

3.计算进程变成非重要进程的时长

4.不同app根据非重要状态时长设定不同CPU阈值

若非重要状态的持续时长5分钟内，则CPU使用率阈值25%

若非重要状态的持续时长10分钟内，则CPU使用率阈值25%

若非重要状态的持续时长15分钟内，则CPU使用率阈值10%

若非重要状态的持续时长大于15分钟，则CPU使用率阈值2%

2.updateAppProcessCpuTimeLPr（）函数

主要通过PhantomProcessRecord获取进程CPU时间

1.获取app当前CPU使用时间

2.获取app上次CPU使用时间

3.CPU使用时间=当前-上次

4.检查进程CPU使用时间是否超过阈值

如果超过阈值，则进行查杀处理

复制代码

    @GuardedBy("mProcLock")    private void updateAppProcessCpuTimeLPr() {        ...        // CPU使用率换算和阈值超过判断        if (checkExcessivePowerUsageLPr(uptimeSince, doCpuKills, cpuTimeUsed,                    app.processName, app.toShortString(), cpuLimit, app)) {             ...            if (app.getThread() == null               || 如果有保活的需求，可以新增到该处               || app.mState.getSetProcState() < ActivityManager.PROCESS_STATE_HOME) {                   return;            }            // 超过阈值，执行查杀            app.killLocked("excessive cpu " + cpuTimeUsed + " during "                    + uptimeSince + " dur=" + checkDur + " limit=" + cpuLimit,                    ApplicationExitInfo.REASON_EXCESSIVE_RESOURCE_USAGE,                    ApplicationExitInfo.SUBREASON_EXCESSIVE_CPU,                    true);      ...    }

3.checkExcessivePowerUsageLPr（）函数

1.将CPU使用时间转化为CPU使用率

CPU使用率=(CPU运行时间 * 100) / uptimeSince

如果超过阈值，则上报到batteryStats统计，并最终返回true让策略进行查杀处理

4.getCpuTimeForPid函数

读文件节点/proc/pid/stat获取utime和stime,其中utime数据第14位，stime数据第15位。CPU使用率= (utime + stime / totalTime)*100%

public long getCpuTimeForPid(int pid) {

final String statFile = "/proc/" + pid + "/stat";

...

}

其他CPU负载值的获取方式介绍

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| cpu负载值获取方式 | 计算公式 | 优点 | 缺点 |
| adb shell top | 直接可查看进程级的cpu负载百分百值 | 获取方便且准确度高 | 本身top命令会存在高cpu负载的占用 |
| adb shell top -H | 直接可查看线程级的cpu负载百分百值 | 获取方便且准确度高 | 本身top命令会存在高cpu负载的占用 |
| adb shell cat /proc/pid/stat | cpuload = (utime + stime / totalTime)*100% utime数据第14位，stime数据第15位 | 读文件节点获取，方便代码或脚本实现 | 批量读取大量文件节点 |
| 原生框架读文件节点/proc/pid/stat | cpuload = (utime + stime / totalTime)*100% utime数据第14位，stime数据第15位 | 读文件节点获取，方便代码或脚本实现 | 批量读取大量文件节点 |
| 内核层 | 中task_struc接口获取utime + stime，cpuload = (utime + stime / totalTime)*100% | 内存方式读取，性能效率最高，且本身cpu占用率及其低，0.3%以内 | 内核层到框架层通信和策略联动，虽然麻烦，从性能角度来说我觉得是最佳方案 |
| Perfetto或trace | 线程的cpu负载值 = 该线程运行总时长 / 总时长 = WallDuration / totalTime | 直观准确 | 需要抓trace哈 |
| adb shell dumpsys cpuinfo | 直接查看进程及对应线程的cpu负载百分百值 | 获取方便又详细且准确率高 | dump命令本身也会存在高cpu负载占用，即性能耗时 |
[ ]

utime: 线程或进程在用户模式下花费的时间，单位是 jiffies。

stime: 线程或进程在内核模式下花费的时间，单位是 jiffies。

我认为的最佳方案是：内核层通过内存方式读取线程或进程用户态CPU时间（utime）和内核态CPU时间（stime）并换算为cpu负载值+ 框架层场景策略进行cpu高负载管控