Android耗电优化

我就是我 2023-07-01 15:55 6阅读 0赞

#### 1.为什么要进行耗电优化 ####

如果一个app使用的很少，但是app的耗电量却很高，这时候用户肯定想直接卸载这个app。那么如何降低自己app的耗电量就是一个很重要的事情了。

#### 2.耗电的因素有那些呢？ ####

（1）、Alarm Manager wakeup 唤醒过多  
（2）、频繁使用局部唤醒锁  
（3）、后台网络使用量过高  
（4）、后台 WiFi scans 过多  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjYwMDM5OA_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
以上的因素都是耗电的因素。  
（5）、系统耗电规则  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjYwMDM5OA_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]  
Android 系统目前比较关心后台 Alarm 唤醒、后台网络、后台 WiFi 扫描以及部分长时间 WakeLock 阻止系统后台休眠。

#### 3.如何对耗电量进行监控 ####

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。

（1）、通过hook的方式  
Hook 方案的好处在于使用者接入非常简单，不需要去修改自己的代码。下面我以几个比较常用的规则为例，看看如果使用 Java Hook 达到监控的目的。  
例如：WakeLock 是用来阻止 CPU、屏幕甚至是键盘的休眠。类似 Alarm、JobService 也会申请 WakeLock 来完成后台 CPU 操作。WakeLock 的核心控制代码都在PowerManagerService中，实现的方法非常简单，下面我们对WakeLock进行监控

// 代理 PowerManagerService
    ProxyHook().proxyHook(context.getSystemService(Context.POWER_SERVICE), "mService", this)；
    
    @Override
    public void beforeInvoke(Method method, Object[] args) {
        // 申请 Wakelock
        if (method.getName().equals("acquireWakeLock")) {
            if (isAppBackground()) {
                // 应用后台逻辑，获取应用堆栈等等     
             } else {
                // 应用前台逻辑，获取应用堆栈等等
             }
        // 释放 Wakelock
        } else if (method.getName().equals("releaseWakeLock")) {
           // 释放的逻辑    
        }
    }

通过 Hook，我们可以在申请资源的时候将堆栈信息保存起来。当我们触发某个规则上报问题的时候，可以将收集到的堆栈信息、电池是否充电、CPU 信息、应用前后台时间等辅助信息也一起带上。

（2）、插桩  
虽然使用 Hook 非常简单，但是某些规则可能不太容易找到合适的 Hook 点。而且在 Android P 之后，很多的 Hook 点都不支持了。

出于兼容性考虑，我首先想到的是写一个基础类，然后在统一的调用接口中增加监控逻辑。以 WakeLock 为例：

public class WakelockMetrics {
        // Wakelock 申请
        public void acquire(PowerManager.WakeLock wakelock) {
            wakeLock.acquire();
            // 在这里增加 Wakelock 申请监控逻辑
        }
        // Wakelock 释放
        public void release(PowerManager.WakeLock wakelock, int flags) {
            wakelock.release();
            // 在这里增加 Wakelock 释放监控逻辑
        }
    }

（3）、Facebook 也有一个耗电监控的开源库Battery-Metrics，它监控的数据非常全，包括 Alarm、WakeLock、Camera、CPU、Network 等，而且也有收集电量充电状态、电量水平等信息。

#### 4.如何进行优化 ####

（1）、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。

所以我们应该及时的释放WakeLock来解决这种情况。

（2）、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。

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjYwMDM5OA_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]  
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。

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjYwMDM5OA_size_16_color_FFFFFF_t_70]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200123162636316.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjYwMDM5OA==,size_16,color_FFFFFF,t_70
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