开发者社区> 自娱> 正文
阿里云
为了无法计算的价值
打开APP
阿里云APP内打开

Android性能系列-电量篇

简介:
+关注继续查看

电量篇

1) Understanding Battery Drain

手机各个硬件模块的耗电量是不一样的,有些模块非常耗电,而有些模块则相对显得耗电量小很多。

电量消耗的计算与统计是一件麻烦而且矛盾的事情,记录电量消耗本身也是一个费电量的事情。唯一可行的方案是使用第三方监测电量的设备,这样才能够获取到真实的电量消耗。

当设备处于待机状态时消耗的电量是极少的,以N5为例,打开飞行模式,可以待机接近1个月。可是点亮屏幕,硬件各个模块就需要开始工作,这会需要消耗很多电量。

使用WakeLock或者JobScheduler唤醒设备处理定时的任务之后,一定要及时让设备回到初始状态。每次唤醒蜂窝信号进行数据传递,都会消耗很多电量,它比WiFi等操作更加的耗电。

2) Battery Historian

Battery Historian是Android 5.0开始引入的新API。通过下面的指令,可以得到设备上的电量消耗信息:

 

Shell代码  收藏代码
  1. $ adb shell dumpsys batterystats > xxx.txt  //得到整个设备的电量消耗信息  
  2. $ adb shell dumpsys batterystats > com.package.name > xxx.txt //得到指定app相关的电量消耗信息  

 

得到了原始的电量消耗数据之后,我们需要通过Google编写的一个python脚本把数据信息转换成可读性更好的html文件:

 

Shell代码  收藏代码
  1. $ python historian.py xxx.txt > xxx.html  

 

打开这个转换过后的html文件,可以看到类似TraceView生成的列表数据,这里的数据信息量很大,这里就不展开了。

3) Track Battery Status & Battery Manager

我们可以通过下面的代码来获取手机的当前充电状态:

 

[java] view plaincopy在CODE上查看代码片派生到我的代码片
 
  1. // It is very easy to subscribe to changes to the battery state, but you can get the current  
  2. // state by simply passing null in as your receiver.  Nifty, isn't that?  
  3. IntentFilter filter = new IntentFilter(Intent.ACTION_BATTERY_CHANGED);  
  4. Intent batteryStatus = this.registerReceiver(null, filter);  
  5. int chargePlug = batteryStatus.getIntExtra(BatteryManager.EXTRA_PLUGGED, -1);  
  6. boolean acCharge = (chargePlug == BatteryManager.BATTERY_PLUGGED_AC);  
  7. if (acCharge) {  
  8.     Log.v(LOG_TAG,“The phone is charging!”);  
  9. }  

 

在上面的例子演示了如何立即获取到手机的充电状态,得到充电状态信息之后,我们可以有针对性的对部分代码做优化。比如我们可以判断只有当前手机为AC充电状态时 才去执行一些非常耗电的操作。

 

[java] view plaincopy在CODE上查看代码片派生到我的代码片
 
  1. /** 
  2.  * This method checks for power by comparing the current battery state against all possible 
  3.  * plugged in states. In this case, a device may be considered plugged in either by USB, AC, or 
  4.  * wireless charge. (Wireless charge was introduced in API Level 17.) 
  5.  */  
  6. private boolean checkForPower() {  
  7.     // It is very easy to subscribe to changes to the battery state, but you can get the current  
  8.     // state by simply passing null in as your receiver.  Nifty, isn't that?  
  9.     IntentFilter filter = new IntentFilter(Intent.ACTION_BATTERY_CHANGED);  
  10.     Intent batteryStatus = this.registerReceiver(null, filter);  
  11.   
  12.     // There are currently three ways a device can be plugged in. We should check them all.  
  13.     int chargePlug = batteryStatus.getIntExtra(BatteryManager.EXTRA_PLUGGED, -1);  
  14.     boolean usbCharge = (chargePlug == BatteryManager.BATTERY_PLUGGED_USB);  
  15.     boolean acCharge = (chargePlug == BatteryManager.BATTERY_PLUGGED_AC);  
  16.     boolean wirelessCharge = false;  
  17.     if (Build.VERSION.SDK_INT >= Build.VERSION_CODES.JELLY_BEAN_MR1) {  
  18.         wirelessCharge = (chargePlug == BatteryManager.BATTERY_PLUGGED_WIRELESS);  
  19.     }  
  20.     return (usbCharge || acCharge || wirelessCharge);  
  21. }  

 

4) Wakelock and Battery Drain

高效的保留更多的电量与不断促使用户使用你的App会消耗电量,这是矛盾的选择题。不过我们可以使用一些更好的办法来平衡两者。

假设你的手机里面装了大量的社交类应用,即使手机处于待机状态,也会经常被这些应用唤醒用来检查同步新的数据信息。Android会不断关闭各种硬件来延长手机的待机时间,首先屏幕会逐渐变暗直至关闭,然后CPU进入睡眠,这一切操作都是为了节约宝贵的电量资源。但是即使在这种睡眠状态下,大多数应用还是会尝试进行工作,他们将不断的唤醒手机。一个最简单的唤醒手机的方法是使用PowerManager.WakeLock的API来保持CPU工作并防止屏幕变暗关闭。这使得手机可以被唤醒,执行工作,然后回到睡眠状态。知道如何获取WakeLock是简单的,可是及时释放WakeLock也是非常重要的,不恰当的使用WakeLock会导致严重错误。例如网络请求的数据返回时间不确定,导致本来只需要10s的事情一直等待了1个小时,这样会使得电量白白浪费了。这也是为何使用带超时参数的wakelock.acquice()方法是很关键的。

但是仅仅设置超时并不足够解决问题,例如设置多长的超时比较合适?什么时候进行重试等等?解决上面的问题,正确的方式可能是使用非精准定时器。通常情况下,我们会设定一个时间进行某个操作,但是动态修改这个时间也许会更好。例如,如果有另外一个程序需要比你设定的时间晚5分钟唤醒,最好能够等到那个时候,两个任务捆绑一起同时进行,这就是非精确定时器的核心工作原理。我们可以定制计划的任务,可是系统如果检测到一个更好的时间,它可以推迟你的任务,以节省电量消耗。

这正是JobScheduler API所做的事情。它会根据当前的情况与任务,组合出理想的唤醒时间,例如等到正在充电或者连接到WiFi的时候,或者集中任务一起执行。我们可以通过这个API实现很多免费的调度算法。

5) Network and Battery Drain

下面内容来自官方Training文档中高效下载章节关于手机(Radio)蜂窝信号对电量消耗的介绍。

通常情况下,使用3G移动网络传输数据,电量的消耗有三种状态:

 

  • Full power: 能量最高的状态,移动网络连接被激活,允许设备以最大的传输速率进行操作。
  • Low power: 一种中间状态,对电量的消耗差不多是Full power状态下的50%。
  • Standby: 最低的状态,没有数据连接需要传输,电量消耗最少。

 

下图是一个典型的3G Radio State Machine的图示(来自AT&T,详情请点击这里):

总之,为了减少电量的消耗,在蜂窝移动网络下,最好做到批量执行网络请求,尽量避免频繁的间隔网络请求。

通过前面学习到的Battery Historian我们可以得到设备的电量消耗数据,如果数据中的移动蜂窝网络(Mobile Radio)电量消耗呈现下面的情况,间隔很小,又频繁断断续续的出现,说明电量消耗性能很不好:

经过优化之后,如果呈现下面的图示,说明电量消耗的性能是良好的:

另外WiFi连接下,网络传输的电量消耗要比移动网络少很多,应该尽量减少移动网络下的数据传输,多在WiFi环境下传输数据。

那么如何才能够把任务缓存起来,做到批量化执行呢?下面就轮到Job Scheduler出场了。

6) Using Job Scheduler

使用Job Scheduler,应用需要做的事情就是判断哪些任务是不紧急的,可以交给Job Scheduler来处理,Job Scheduler集中处理收到的任务,选择合适的时间,合适的网络,再一起进行执行。

下面是使用Job Scheduler的一段简要示例,需要先有一个JobService:

 

[java] view plaincopy在CODE上查看代码片派生到我的代码片
 
  1. public class MyJobService extends JobService {  
  2.     private static final String LOG_TAG = "MyJobService";  
  3.   
  4.     @Override  
  5.     public void onCreate() {  
  6.         super.onCreate();  
  7.         Log.i(LOG_TAG, "MyJobService created");  
  8.     }  
  9.   
  10.     @Override  
  11.     public void onDestroy() {  
  12.         super.onDestroy();  
  13.         Log.i(LOG_TAG, "MyJobService destroyed");  
  14.     }  
  15.   
  16.     @Override  
  17.     public boolean onStartJob(JobParameters params) {  
  18.         // This is where you would implement all of the logic for your job. Note that this runs  
  19.         // on the main thread, so you will want to use a separate thread for asynchronous work  
  20.         // (as we demonstrate below to establish a network connection).  
  21.         // If you use a separate thread, return true to indicate that you need a "reschedule" to  
  22.         // return to the job at some point in the future to finish processing the work. Otherwise,  
  23.         // return false when finished.  
  24.         Log.i(LOG_TAG, "Totally and completely working on job " + params.getJobId());  
  25.         // First, check the network, and then attempt to connect.  
  26.         if (isNetworkConnected()) {  
  27.             new SimpleDownloadTask() .execute(params);  
  28.             return true;  
  29.         } else {  
  30.             Log.i(LOG_TAG, "No connection on job " + params.getJobId() + "; sad face");  
  31.         }  
  32.         return false;  
  33.     }  
  34.   
  35.     @Override  
  36.     public boolean onStopJob(JobParameters params) {  
  37.         // Called if the job must be stopped before jobFinished() has been called. This may  
  38.         // happen if the requirements are no longer being met, such as the user no longer  
  39.         // connecting to WiFi, or the device no longer being idle. Use this callback to resolve  
  40.         // anything that may cause your application to misbehave from the job being halted.  
  41.         // Return true if the job should be rescheduled based on the retry criteria specified  
  42.         // when the job was created or return false to drop the job. Regardless of the value  
  43.         // returned, your job must stop executing.  
  44.         Log.i(LOG_TAG, "Whelp, something changed, so I'm calling it on job " + params.getJobId());  
  45.         return false;  
  46.     }  
  47.   
  48.     /** 
  49.      * Determines if the device is currently online. 
  50.      */  
  51.     private boolean isNetworkConnected() {  
  52.         ConnectivityManager connectivityManager =  
  53.                 (ConnectivityManager) getSystemService(Context.CONNECTIVITY_SERVICE);  
  54.         NetworkInfo networkInfo = connectivityManager.getActiveNetworkInfo();  
  55.         return (networkInfo != null && networkInfo.isConnected());  
  56.     }  
  57.   
  58.     /** 
  59.      *  Uses AsyncTask to create a task away from the main UI thread. This task creates a 
  60.      *  HTTPUrlConnection, and then downloads the contents of the webpage as an InputStream. 
  61.      *  The InputStream is then converted to a String, which is logged by the 
  62.      *  onPostExecute() method. 
  63.      */  
  64.     private class SimpleDownloadTask extends AsyncTask<JobParameters, Void, String> {  
  65.   
  66.         protected JobParameters mJobParam;  
  67.   
  68.         @Override  
  69.         protected String doInBackground(JobParameters... params) {  
  70.             // cache system provided job requirements  
  71.             mJobParam = params[0];  
  72.             try {  
  73.                 InputStream is = null;  
  74.                 // Only display the first 50 characters of the retrieved web page content.  
  75.                 int len = 50;  
  76.   
  77.                 URL url = new URL("https://www.google.com");  
  78.                 HttpURLConnection conn = (HttpURLConnection) url.openConnection();  
  79.                 conn.setReadTimeout(10000); //10sec  
  80.                 conn.setConnectTimeout(15000); //15sec  
  81.                 conn.setRequestMethod("GET");  
  82.                 //Starts the query  
  83.                 conn.connect();  
  84.                 int response = conn.getResponseCode();  
  85.                 Log.d(LOG_TAG, "The response is: " + response);  
  86.                 is = conn.getInputStream();  
  87.   
  88.                 // Convert the input stream to a string  
  89.                 Reader reader = null;  
  90.                 reader = new InputStreamReader(is, "UTF-8");  
  91.                 char[] buffer = new char[len];  
  92.                 reader.read(buffer);  
  93.                 return new String(buffer);  
  94.   
  95.             } catch (IOException e) {  
  96.                 return "Unable to retrieve web page.";  
  97.             }  
  98.         }  
  99.   
  100.         @Override  
  101.         protected void onPostExecute(String result) {  
  102.             jobFinished(mJobParam, false);  
  103.             Log.i(LOG_TAG, result);  
  104.         }  
  105.     }  
  106. }  

 

然后模拟通过点击Button触发N个任务,交给JobService来处理:

 

 

[java] view plaincopy在CODE上查看代码片派生到我的代码片
 
  1. public class FreeTheWakelockActivity extends ActionBarActivity {  
  2.     public static final String LOG_TAG = "FreeTheWakelockActivity";  
  3.   
  4.     TextView mWakeLockMsg;  
  5.     ComponentName mServiceComponent;  
  6.   
  7.     @Override  
  8.     protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {  
  9.         super.onCreate(savedInstanceState);  
  10.         setContentView(R.layout.activity_wakelock);  
  11.   
  12.         mWakeLockMsg = (TextView) findViewById(R.id.wakelock_txt);  
  13.         mServiceComponent = new ComponentName(this, MyJobService.class);  
  14.         Intent startServiceIntent = new Intent(this, MyJobService.class);  
  15.         startService(startServiceIntent);  
  16.   
  17.         Button theButtonThatWakelocks = (Button) findViewById(R.id.wakelock_poll);  
  18.         theButtonThatWakelocks.setText(R.string.poll_server_button);  
  19.   
  20.         theButtonThatWakelocks.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {  
  21.             @Override  
  22.             public void onClick(View v) {  
  23.                     pollServer();  
  24.             }  
  25.         });  
  26.     }  
  27.   
  28.     /** 
  29.      * This method polls the server via the JobScheduler API. By scheduling the job with this API, 
  30.      * your app can be confident it will execute, but without the need for a wake lock. Rather, the 
  31.      * API will take your network jobs and execute them in batch to best take advantage of the 
  32.      * initial network connection cost. 
  33.      * 
  34.      * The JobScheduler API works through a background service. In this sample, we have 
  35.      * a simple service in MyJobService to get you started. The job is scheduled here in 
  36.      * the activity, but the job itself is executed in MyJobService in the startJob() method. For 
  37.      * example, to poll your server, you would create the network connection, send your GET 
  38.      * request, and then process the response all in MyJobService. This allows the JobScheduler API 
  39.      * to invoke your logic without needed to restart your activity. 
  40.      * 
  41.      * For brevity in the sample, we are scheduling the same job several times in quick succession, 
  42.      * but again, try to consider similar tasks occurring over time in your application that can 
  43.      * afford to wait and may benefit from batching. 
  44.      */  
  45.     public void pollServer() {  
  46.         JobScheduler scheduler = (JobScheduler) getSystemService(Context.JOB_SCHEDULER_SERVICE);  
  47.         for (int i=0; i<10; i++) {  
  48.             JobInfo jobInfo = new JobInfo.Builder(i, mServiceComponent)  
  49.                     .setMinimumLatency(5000// 5 seconds  
  50.                     .setOverrideDeadline(60000// 60 seconds (for brevity in the sample)  
  51.                     .setRequiredNetworkType(JobInfo.NETWORK_TYPE_ANY) // WiFi or data connections  
  52.                     .build();  
  53.   
  54.             mWakeLockMsg.append("Scheduling job " + i + "!\n");  
  55.             scheduler.schedule(jobInfo);  
  56.         }  
  57.     }  

版权声明:本文内容由阿里云实名注册用户自发贡献,版权归原作者所有,阿里云开发者社区不拥有其著作权,亦不承担相应法律责任。具体规则请查看《阿里云开发者社区用户服务协议》和《阿里云开发者社区知识产权保护指引》。如果您发现本社区中有涉嫌抄袭的内容,填写侵权投诉表单进行举报,一经查实,本社区将立刻删除涉嫌侵权内容。

相关文章
【Android 电量优化】电量优化特性 ( Doze 低电耗模式 | Standby 应用待机模式 | 白名单设置 | 白名单添加系统设置界面 | 指定应用的白名单添加界面 | 测试应用 )
【Android 电量优化】电量优化特性 ( Doze 低电耗模式 | Standby 应用待机模式 | 白名单设置 | 白名单添加系统设置界面 | 指定应用的白名单添加界面 | 测试应用 )
0 0
【Android 电量优化】JobScheduler 源码分析 ( JobServiceContext 源码分析 | 闭环操作总结 | 用户提交任务 | 广播接收者接受相关广播触发任务执行 )★
【Android 电量优化】JobScheduler 源码分析 ( JobServiceContext 源码分析 | 闭环操作总结 | 用户提交任务 | 广播接收者接受相关广播触发任务执行 )★
0 0
【Android 电量优化】JobScheduler 相关源码分析 ( JobSchedulerService 源码分析 | 任务检查 | 任务执行 )
【Android 电量优化】JobScheduler 相关源码分析 ( JobSchedulerService 源码分析 | 任务检查 | 任务执行 )
0 0
【Android 电量优化】JobScheduler 相关源码分析 ( ConnectivityController 底层源码分析 | 构造函数 | 追踪任务更新 | 注册接收者监听连接变化 )
【Android 电量优化】JobScheduler 相关源码分析 ( ConnectivityController 底层源码分析 | 构造函数 | 追踪任务更新 | 注册接收者监听连接变化 )
0 0
【Android 电量优化】JobScheduler 相关源码分析 ( JobSchedulerService 源码分析 | Android 源码在线网址推荐 )
【Android 电量优化】JobScheduler 相关源码分析 ( JobSchedulerService 源码分析 | Android 源码在线网址推荐 )
0 0
【Android 电量优化】电量优化 ( JobScheduler | JobService | AsyncTask )
【Android 电量优化】电量优化 ( JobScheduler | JobService | AsyncTask )
0 0
【Android 电量优化】电量优化 ( 使用 AlarmManager 保持 CPU 唤醒 )
【Android 电量优化】电量优化 ( 使用 AlarmManager 保持 CPU 唤醒 )
0 0
【Android 电量优化】电量优化 ( 唤醒锁定 | 使用 WeakLock 保持服务唤醒 | 屏幕唤醒 )
【Android 电量优化】电量优化 ( 唤醒锁定 | 使用 WeakLock 保持服务唤醒 | 屏幕唤醒 )
0 0
【Android 电量优化】电量优化 ( 网络状态获取 | 主动获取 WIFI 状态 | 被动获取 WIFI 状态 )
【Android 电量优化】电量优化 ( 网络状态获取 | 主动获取 WIFI 状态 | 被动获取 WIFI 状态 )
0 0
【Android 电量优化】电量优化 ( 充电状态获取 | 主动获取充电状态 | 广播接受者监听充电状态 | 被动获取充电状态 | 注册空广播接受者获取历史广播 )
【Android 电量优化】电量优化 ( 充电状态获取 | 主动获取充电状态 | 广播接受者监听充电状态 | 被动获取充电状态 | 注册空广播接受者获取历史广播 )
0 0
+关注
自娱
阿里巴巴无线客户端性能与安全负责人 Gradle中文文档作者
文章
问答
文章排行榜
最热
最新
相关电子书
更多
Android组件化实现
立即下载
蚂蚁聚宝Android秒级编译—— Freeline
立即下载
Android插件化:从入门到放弃
立即下载