Android 12对后台运行termux的限制

Termux确实是Android系统中非常强大的终端工具，可以通过集成大量开源工具，将一台Android设备转换成移动的服务器，方便我们实现 移动开发:Pixel手机(Android)开发环境 。我在使用一段时间发现，当Termux在后台时，非常容易因为启动很多应用而导致后台 termux 进程被杀死。这对我连续使用Android作为移动开发平台不便，我尝试采用 保持Termux后台运行 ，通过配置 termux 电源管理 Unrestricted (不限制电能)，果然可以保持 termux 不被系统在后台杀死。

不过，我在之前以为 Termux ZSH 启用了 Oh My Zsh 导致相应缓慢。但是偶然发现，只要将termux切换到前台，立即就恢复了快速响应。这说明虽然配置电源管理 Unrestricted ，但是Android依然降低了后台运行的 termux 时间片，导致其响应迟钝，不符合我作为移动服务器的响应要求。

Android 12 Phantom Process Killer

原来，Android 12引入了新的监控进程forked子进程的机制:

• 父进程最多只能启动32个子进程，大大限制了一个应用在后台能够操作的动作数量

• 32个子进程的限制是整个系统全局限制，不是针对每个应用，也就是其他应用的子进程也会影响到termux (原文理解是整个系统父进程 fork 出来的子进程，不管父进程是哪个，都会全局累加起来，并限制不能超过32个)

• 系统存在一种 PhantomProcessKiller 机制会严重干扰 termux 运行:

  • 如果父进程在后台运行，当子进程在后台消耗了太多CPU就会被杀死(这是Google为了避免后台进程疯狂消耗系统资源引入的机制，但是对于后台运行termux非常不利，因为termux在后台不代表不重要，我们很可能会远程ssh进入termux执行大量的编译开发工作)

  • 应用可以使用 Runtime.exec() 来唤起子进程，但是框架不能感知子进程生命周期

  • 如果父进程在后台运行，它的子进程如果消耗太多CPU资源(通过CPU stats采样)就会被Android系统杀死

  • 默认只允许最多32个子进程(系统全局范围)

  • 如果子进程积累了太多oom adj计分，则它们的 父进程 被杀掉

• Android臭名昭著的OEM厂商应用，魔改了AOSP的限制；而现在Android 12引入了新的电源管理机制来对抗，目前还找不到如何关闭这种电源限制

如何触发Android 12 Phantom Process Killer

• 检查 32 个子进程限制配置:

  adb shell "/system/bin/dumpsys activity settings"
  

输出中有一个:

max_phantom_processes=32

• 在temux中执行以下脚本，fork出40个子进程，并且消耗大量资源:

  for i in $(seq 40); do\nsha256sum /dev/zero &\ndone
  

上述命令会并发40个进程执行 sha256sum 消耗CPU资源

• 然后将termux放到后台运行

• 过一会就会看到进程被杀死

临时解决方案

如果使用 Android 11 则没有这个 PhantomProcessKiller 的限制，但是目前在 Android 12上无法关闭这个特性。虽然能够关闭掉电源优化功能，即 保持Termux后台运行 采用的电源设置，但是依然无法禁止 PhantomProcessKiller 。

目前我临时解决方案是始终把 termux 放在前台运行，特别是我需要长时间编辑和开发时。如果出现息屏时响应缓慢，则可以尝试开发选项中，连接电源保持屏幕常亮来克服。

修订 max_phantom_processes

• 使用以下adb命令可以修订:

  adb shell device_config put activity_manager max_phantom_processes 1024
  

然后检查:

adb shell device_config get activity_manager max_phantom_processes

就会看到调整后的参数:

1024

其他详细情况可以参考 Phantom Process Killing In Android 12 Is Breaking Apps

设置进程运行在Android手机大核

• 执行以下命令找出 termux 进程号:

  ps aux | grep termux
  

假设这里看到父进程号是 5903

• 查看手机处理器大小核:

  cat /sys/devices/system/cpu/cpu*/cpufreq/cpuinfo_max_freq
  

此时输出:

1766400
1766400
1766400
1766400
2803200
2803200
2803200
2803200

可以看出手机的后4个核心是 Turbo 。我们把进程绑定较好的 4个CPU核心:

• 添加CPU绑定:

  taskset --pid --all-tasks 4,5,6,7 5903
  

快速脚本:

termux_pid=`ps aux | grep termux | grep -v grep | awk '{print $2}' | sort -n | head -1`
taskset --pid --all-tasks 4,5,6,7 $termux_pid

此时提示:

pid 5903's current affinity mask: ff
pid 5903's new affinity mask: 67

不过上述策略可能并不是优化解(我还没有想出更好的方法)，因为Android系统会根据需要做动态频率调整，特别是 turbo CPU核心，在没有插电的情况下会降频，甚至频率低于小核，使得绑定效果反而更差。例如，以下是手机没有插电时候待机状态CPU当前主频:

sudo cat /sys/devices/system/cpu/cpu*/cpufreq/cpuinfo_cur_freq

可以看到大核心有时候会低到825600Hz，甚至比小核心还要低。不过，大多数情况下，大核心的主频还是比小核心要高:

➜  ~ sudo cat /sys/devices/system/cpu/cpu*/cpufreq/cpuinfo_cur_freq
1766400
1766400
1766400
1766400
2803200
2803200
2803200
2803200
➜  ~ sudo cat /sys/devices/system/cpu/cpu*/cpufreq/cpuinfo_cur_freq
652800
652800
652800
652800
1363200
1363200
1363200
1363200
➜  ~ sudo cat /sys/devices/system/cpu/cpu*/cpufreq/cpuinfo_cur_freq
1766400
1766400
1766400
1766400
1286400
1286400
1286400
1286400

参考

• Android 12’s new background app limitations could be a major headache for power users

• Phantom Process Killing In Android 12 Is Breaking Apps

• how to run termux program on power-efficient cpu core?