JobScheduler 运行机制

本文主要是介绍JobScheduler 运行机制，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

学习文档

https://blog.csdn.net/u011311586/article/details/83027820

一.什么是JobScheduler?

。在Android Lollipop版本中增加了JobScheduler API，JobScheduler翻译为任务调度器，可以替代WakeLodk和Alarm运行任务。

JobScheduler是一个系统提供的框架， 是将任务（Job）放到后台，当预制的条件被满足时，这些Job会在后台被执行。

1.1 JobScheduler的省电功能

使用JobScheduler替代WakeLock和Alarm运行任务，是因为后者在每个APP中是相互独立的，而JobScheduler运行在操作系统层面。2014年Google开发大会上指出，如果每个APP都使用这个API，那么可以节约15%到20%的电量。

单独访问1000次，和将1000次放到一起访问；前者更加耗电，因为会重复的激活网络开启状态
JobSchedule可以根据传入的一些参数做些决策（最小延时、最多延时、网络类型）
当满足条件时，再去执行任务

二.框架简述

2.1 Job任务执行原理概览

使用者构建Job任务，把其构建信息传递给Job任务管理系统；任务管理系统负责Job任务满足条件的触发，Job任务相应的执行和生命周期管理。

执行模块如下图所示，紫色区域代表Job任务使用者创建模块，红色区域代表Job任务系统管理模块，蓝色区域代表Job任务状态控制模块，绿色区域代表Job任务生命周期管理模块的实现。

2.2 Job的创建到执行

1. APP->>JobScheduler:JobScheduler()
2. JobScheduler->>JobScheduler:schedule()
3. JobSchedulerImpl->>JobSchedulerService:schedule()
4. JobSchedulerService->>JobSchedulerService:scheduleAsPackage()
5. JobSchedulerService->>JobStatus:createFromJobInfo()
6. JobSchedulerService->>JobSchedulerService:startTrackingJobLocked()
7. JobSchedulerService->>JobSchedulerService:isReadyToBeExecutedLocked()
8. JobSchedulerService->>JobSchedulerService:addOrderedItem()
9. JobSchedulerService->>JobConcurrencyManager:assignJobsToContextsLocked()
10. JobConcurrencyManager->>JobConcurrencyManager:startJobLocked()
11. JobConcurrencyManager->>JobServiceContext:executeRunnableJob()
12. JobServiceContext->>JobService:bindServiceAsUser()
13. JobService->>JobService:onBind()
14. JobService->>JobServiceEngine:Engine.getBinder()
15. JobService->>JobServiceContext:onServiceConnected()
16. JobServiceContext->>JobServiceContext:doServiceBoundLocked()
17. JobServiceContext->>IJobService:startJob()
18. IJobService->>JobServiceEngine:startJob()
19. JobServiceEngine->>JobServiceEngine:onStartJob()
20. JobServiceEngine->>JobService:onStartJob()
21. JobService->>App:onStartJob()
22. App->>JobService:jobFinished()

1. JobScheduler:暴露给客户端的接口类，它是一个抽象类，通过getSystemService()获取实例;
2. JobSchedulerImpl:JobScheduler的具体实现类，客户端实际拿到的是该类实例,其中携带一个Binder实例，将调用进入JobSchedulerService;
3. JobInfo:暴露给客户端的用于创建Job的类，封装了创建Job时所设置的所有信息;
4. JobService:继承于Service，客户端需要JobService的子类来执行任务;
5. JobSchedulerService:继承于SystemService的系统服务，负责调度所有的Job;
6. JobStatus:Framework层内部表示Job的唯一标识，通过JobInfo创建，其中存储了所有的Job信息;
7. JobStore:负责维护JobSchedulerService正在跟踪的Job的列表,还支持一些遍历Job、读写文件等操作(将job信息写入/data/system/job/jobs.xml中)。在获取JobStore实例时，通过单例模式保证JSS只持有一个该类对象;
8. StateController:状态控制器的基类，每个子类控制器单独负责控制一个系统状态，当状态发生变化后，将通知JobSchedulerService进行处理;
9. StateChangedListener:状态控制器的回调接口，所有控制器通过该接口来通知JobSchedulerService;
10. JobServiceContext:继承于ServiceConnection，负责和应用的JobService绑定和作业生命周期管理。此类的一个实例上只能执行一个作业。
11. JobServiceEngine:应用端的JobService和JobSchedulerService进行交互的"引擎"，帮读一个客户端Service后，将由该类去调用客户端的onStartJob()方法开始执行任务;
12. JobCompletedListener:作业执行完毕后的回调接口。

针对整个框架的实现原理，可以简单地这样描述: 首先通过JobScheduler创建一个Job，接着JobSchedulerService将负责调度job,经过各种StateController对其进行跟踪，当满足条件后，将通过JobServiceContext和客户端JobService进行绑定并对Job进行生命周期管理，然后在生命周期的某个阶段中通过JobServiceEngine调用客户端方法来执行Job任务，执行完成后，又在生命周期的某个阶段回调JobCompletedListener接口通知JobSchedulerService。

1. JobScheduler->>JobScheduler:schedule()

客户端的调用demo
JobScheduler:暴露给客户端的接口类，它是一个抽象类，通过getSystemService()获取实例;

其中有两个关键类，JobInfo.Builder, JobScheduler，我们详细分析一下这两个接口类能提供给应用哪些功能。

    JobScheduler jobScheduler = (JobScheduler) context.getSystemService(Context.JOB_SCHEDULER_SERVICE);if (null != jobScheduler) {jobScheduler.cancel(SCREEN_OFF_JOB_ID);int delay = SCREEN_OFF_INSPECT_DELAY;int maxDelay = SCREEN_OFF_INSPECT_DELAY + DELAY_WINDOW;ComponentName jobService = new ComponentName(context, ScreenOffJobService.class);// JobInfo.Builder 利用了建造模式，内部类的运用// 3. JobInfo:暴露给客户端的用于创建Job的类，封装了创建Job时所设置的所有信息;JobInfo.Builder builder = new JobInfo.Builder(SCREEN_OFF_JOB_ID, jobService);builder.setMinimumLatency(delay);builder.setOverrideDeadline(maxDelay);PersistableBundle args = new PersistableBundle();builder.setExtras(args);jobScheduler.schedule(builder.build());Log.d(TAG, "startScreenOffJob");}原生定义的优先级常量， 这个位置我们可以定制一些系统级应用的优先级
PRIORITY_DEFAULT
PRIORITY_SYNC_EXPEDITED
PRIORITY_SYNC_INITIALIZATION
PRIORITY_BOUND_FOREGROUND_SERVICE
PRIORITY_FOREGROUND_APP
PRIORITY_FOREGROUND_SERVICE
PRIORITY_FOREGROUND_SERVICE
PRIORITY_TOP_APP
PRIORITY_ADJ_OFTEN_RUNNING
PRIORITY_ADJ_ALWAYS_RUNNING所以这个优先级设置的接口是给系统应用和系统服务开放的，可以在创建任务时候主动设置，其他三方应用，或没有设置priority的应用，JobSchedulerService会在uid发生变化时自动更新每个uid的优先级。@hide setFlags(int flags)
FLAG_WILL_BE_FOREGROUND  设置后，此作业的内部调度将忽略请求应用程序的任何后台网络限制。请注意，仅此标志实际上并没有将您的 {@link JobService} 放在前台；您仍然需要自己发布通知
FLAG_IMPORTANT_WHILE_FOREGROUND 只要应用程序在前台或临时白名单中，就允许此作业在打瞌睡限制的情况下运行
FLAG_PREFETCH 预加载
FLAG_EXEMPT_FROM_APP_STANDBY 该作业需要免除应用待机节流。只有系统（UID 1000）可以设置它。有时间限制的工作不能有它。
FLAG_EXPEDITED 不管是不是加急工作。setExtras(@NonNull PersistableBundle extras)
setTransientExtras(@NonNull Bundle extras)
setClipData(@Nullable ClipData clip, int grantFlags)setRequiredNetworkType(@NetworkType int networkType)
设置启动job需要有网络设置有网络才能执行jobsetEstimatedNetworkBytes(@BytesLong long downloadBytes, @BytesLong long uploadBytes)
设置此作业将执行的网络流量的估计大小，以字节为单位。
setRequiresCharging(boolean requiresCharging)
指定要运行此作业，设备必须正在充电
setRequiresBatteryNotLow(boolean batteryNotLow)
指定要运行此作业，设备的电池电量不得过低。
setRequiresDeviceIdle(boolean requiresDeviceIdle)
设置 {@code true} 时，确保在设备处于活动使用状态时不会运行此作业
setRequiresStorageNotLow(boolean storageNotLow)
指定要运行此作业，设备的可用存储空间不得过低。
addTriggerContentUri(@NonNull TriggerContentUri uri)
添加一个新的内容：将使用 {@link android.database.ContentObserver} 监控的 URI，如果更改将导致作业执行。如果您有任何与作业关联的触发器内容 URI，则在其中一个或多个更改报告出现之前，它不会执行。
setTriggerContentUpdateDelay(long durationMs)
设置从检测到内容更改到计划作业的延迟（以毫秒为单位）。如果在此期间有更多更改，则延迟将重置为在最近更改时开始。
setTriggerContentMaxDelay(long durationMs)
设置从第一次检测到内容更改到计划作业为止允许的最大总延迟（以毫秒为单位）。
setPeriodic(long intervalMillis)
指定此作业应以提供的间隔重复，每个周期不超过一次。您无法控制在此时间间隔内何时执行此作业，只能保证在此时间间隔内最多执行一次。
setMinimumLatency(long minLatencyMillis)
指定此作业应延迟提供的时间量。延迟过后，作业可能不会立即运行。 JobScheduler 将在延迟过去后的不确定时间启动作业。
setOverrideDeadline(long maxExecutionDelayMillis)
设置最后期限，即最大调度延迟。
setBackoffCriteria(long initialBackoffMillis, @BackoffPolicy int backoffPolicy)
设置后退重试策略。这默认为一些可观的值：{30 秒，指数}。我们将回退限制在 5 小时。
setExpedited(boolean expedited)
设置重要性，类似于加急任务
setImportantWhileForeground(boolean importantWhileForeground)
将此设置为 true 表示当调度应用程序位于前台或在后台限制的临时白名单上时，此作业很重要。这意味着系统将在此期间放松对该作业的打盹限制。
setPrefetch(boolean prefetch)
将此设置为 true 表示此作业旨在预取内容
setPersisted(boolean isPersisted)
设置是否在设备重新启动后保留此作业JobInfo
JobInfo是个modoule 类，除了上面的set方法，剩下到就是一些对应的get方法，以及属性信息， 这里就不过多阐述了。

2. JobSchedulerImpl->>JobSchedulerService:schedule()

Binder 通信传递到 JobSchedulerService

JSS是Job任务的核心模块，系统管理服务是Job任务功能的核心；对使用者起着通讯及同步的作用，担负着任务调用，任务执行状态开启停止及完成；主要管理功能有如下:

• 控制Job的运行数量JobConcurrencyManager(总体，后台最小，后台最大，根据内存压力配置数量组(ProcessStats.ADJ_MEM_FACTOR_*))。
  1. public static final int ADJ_NOTHING = -1;
  2. public static final int ADJ_MEM_FACTOR_NORMAL = 0;
  3. public static final int ADJ_MEM_FACTOR_MODERATE = 1;
  4. public static final int ADJ_MEM_FACTOR_LOW = 2;
  5. public static final int ADJ_MEM_FACTOR_CRITICAL = 3;
  6. public static final int ADJ_MEM_FACTOR_COUNT = ADJ_MEM_FACTOR_CRITICAL+1;
• 接收调用者创建的Job，将数据存入到JobStore。
• 初始化Job的状态控制模块，将各个Job相应的触发条件分别更新到各个状态控制模块。
• 常量配置，可执行Job数量，权重因子等。
• 创建平台层Job任务为JobStatus(JobInfo为其构造函数的首参数)，平台层以此为来处理和维护Job。
• Job任务的消息处理，执行，过期，停止；UID状态更新(包含change, gone, active, idle)。

主要再介绍JobSchedulerService服务的构造函数的实现：

1. 获取系统服务(PackgeManager和ActivityManager)；通过PM获取uid，AM获取是否异常应用
2. Jobhandler处理；负责管理服务内部的消息处理；主要分两类，Job任务状态的消息处理（MSG_JOB_EXPIRED， MSG_CHECK_JOB，MSG_STOP_JOB），Job任务Active根据UID状态更新（MSG_UID_ACTIVE更新Job任务Active为ture ，MSG_UID_IDLE和MSG_UID_GONE更新Job任务Active为false）
3. Job常量数量和时间的初始化(前后台，idle，充电，网络连接, 电量，存储，Standby, 失效时间) 以及settings数据库与jobscheduler相关的数据变化的监听
4. JobSchedulerStub的实现，继承IJobScheduler.Stub的接口，用于与app进行通讯(schedule函数)
5. JobConcurrencyManager的初始化， 该类是根据配置和系统状态允许多少个Job任务共同运行

    // IJobScheduler implementation@Overridepublic int schedule(JobInfo job) throws RemoteException {...return JobSchedulerService.this.scheduleAsPackage(job, null, uid, null, userId,null);...}

3. JobSchedulerService->>JobSchedulerService:scheduleAsPackage()

5. JobSchedulerService:继承于SystemService的系统服务，负责调度所有的Job;

    public int scheduleAsPackage(JobInfo job, JobWorkItem work, int uId, String packageName,...// 创建 JobStatusJobStatus jobStatus = JobStatus.createFromJobInfo(job, uId, packageName, userId, tag);...startTrackingJobLocked(jobStatus, null);...if (isReadyToBeExecutedLocked(jobStatus)) {// This is a new job, we can just immediately put it on the pending// list and try to run it.mJobPackageTracker.notePending(jobStatus);addOrderedItem(mPendingJobs, jobStatus, mPendingJobComparator);maybeRunPendingJobsLocked();} else {evaluateControllerStatesLocked(jobStatus);}...}

4. JobSchedulerService->>JobStatus:createFromJobInfo()

6. JobStatus:Framework层内部表示Job的唯一标识，通过JobInfo创建，其中存储了所有的Job信息;

    public static JobStatus createFromJobInfo(JobInfo job, int callingUid, String sourcePkg,int sourceUserId, String tag) {return new JobStatus(job, callingUid, sourcePkg, sourceUserId,standbyBucket, tag, 0,earliestRunTimeElapsedMillis, latestRunTimeElapsedMillis,0 /* lastSuccessfulRunTime */, 0 /* lastFailedRunTime */,/*innerFlags=*/ 0, /* dynamicConstraints */ 0);}

5. JobSchedulerService->>JobSchedulerService:startTrackingJobLocked()

8. StateController:状态控制器的基类，每个子类控制器单独负责控制一个系统状态，当状态发生变化后，将通知JobSchedulerService进行处理;

    /** List of controllers that will notify this service of updates to jobs. */final List<StateController> mControllers;private void startTrackingJobLocked(JobStatus jobStatus, JobStatus lastJob) {...for (int i = 0; i < mControllers.size(); i++) {StateController controller = mControllers.get(i);if (update) {controller.maybeStopTrackingJobLocked(jobStatus, null, true);}controller.maybeStartTrackingJobLocked(jobStatus, lastJob);}...}

5. JobSchedulerService->>StateController:maybeStartTrackingJobLocked()

    public abstract void maybeStartTrackingJobLocked(JobStatus jobStatus, JobStatus lastJob);

6. JobSchedulerService->>JobSchedulerService:isReadyToBeExecutedLocked()

    /*** 如果一个job 满足一定条件需要立即执行，那么会将其放在pending 列表中，并且在后面马上处理** Criteria for moving a job into the pending queue:*      - It's ready.*      - It's not pending.*      - It's not already running on a JSC.*      - The user that requested the job is running.*      - The job's standby bucket has come due to be runnable.*      - The component is enabled and runnable.* 将Job移入待处理队列的标准：*      - 已准备就绪*      - 非pending*      - 没有在 JSC 上运行*      - Job正在运行*      - 作业的备用存储桶由于可运行而到来（可见进程、备份）*      - 组件已启用且可运行*/@VisibleForTesting@GuardedBy("mLock")boolean isReadyToBeExecutedLocked(JobStatus job) {return isReadyToBeExecutedLocked(job, true);}

7. JobSchedulerService->>JobSchedulerService:addOrderedItem()

mPendingJobComparator);//5.添加到"将要运行job"队列中，将jobStatus 添加到 mPendingJobs

    if (isReadyToBeExecutedLocked(jobStatus)) {// This is a new job, we can just immediately put it on the pending// list and try to run it.// 如果一个job 满足一定条件需要立即执行，那么会将其放在pending 列表中，并且在后面马上处理mJobPackageTracker.notePending(jobStatus);// 根据包名检测运行时间量addOrderedItem(mPendingJobs, jobStatus, mPendingJobComparator);//5.添加到"将要运行job"队列中，将jobStatus 添加到 mPendingJobsmaybeRunPendingJobsLocked();} else {// 如果Job还没有准备好运行，就没有什么可做的了,——我们现在只是等待它的一个控制器改变状态并适当地安排作业。evaluateControllerStatesLocked(jobStatus);}static <T> void addOrderedItem(ArrayList<T> array, T newItem, Comparator<T> comparator) {int where = Collections.binarySearch(array, newItem, comparator);if (where < 0) {where = ~where;}array.add(where, newItem);}

7. JobSchedulerService->>JobSchedulerService:maybeRunPendingJobsLocked()

    /*** Reconcile(调和) jobs in the pending queue against available execution contexts.* A controller can force a job into the pending queue even if it's already running, but* here is where we decide whether to actually execute it.** 根据可用的执行上下文协调待处理队列中的job。* controller可以强制一个Job进入待处理队列，即使它已经在运行，但我们决定是否需要这样做。*/void maybeRunPendingJobsLocked() {if (DEBUG) {Slog.d(TAG, "pending queue: " + mPendingJobs.size() + " jobs.");}//

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