PowerManager 不是只有 WakeLock

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一、前言

Android 中提供了很多系统的管理类，WindowManager 、ActivityManager、PowerManager 等，这些都是为了对一些系统的组件和服务进行管理，提供给开发者使用的。而 PowerManager 就是 Android 系统中，对电源状态进行控制的一把管理类。

本文就 PowerManager 的做一个详尽的介绍。

二、什么是PowerManager

从名称上也可以看出来 PowerManager 主要就是为了做电源状态的管理。在实际开发过程中，我们使用PowerManager 主要是为了通过它获取一个 WakeLock 对象，用于控制当前设备的一些耗电操作。

首先要了解到，Google 一直在为 Android 系统省电做了特别大的努力，从最新的 Android O 的更新上就可以看出来，为了省电，最开发者做了非常多的限制。而在 Android 系统的设备上，当手机静置一段时间不去操作它之后，通常为了省电提高续航能力，会关闭手机屏幕或者降低手机屏幕的亮度、降低 CPU 频率等。这是系统运行自发的一些行为，其实也是通过 PowerManager 进行管理的。

而如果我们需要自行调整这种行为，同样也需要借用 PowerManager 这个类来进行操作。PowerManager 主要对三种资源进行管理：CPU、屏幕、键盘背光。 CPU 和屏幕，很好理解，而键盘背光最开始其实是指物理输入键盘，但是在现在这个触屏横行的时代，基本上已经不存在了，可很多手机会做一些物理的 home、back 键，上面会有一些唤醒灯，其实也是通过 PowerManager 进行点亮和熄灭的管理的。

我们使用 PowerManager 其实也就是为了管理 CPU和屏幕资源，例如需要让 CPU 在休眠状态下依然保持高速的运算，在长期不动屏幕的时候，依然保持屏幕的常亮等等，接下来就让我们看看如何使用 PowerManager 来对这些进行管理。

三、使用 PowerManager

1、PowerManager 的基本使用

既然节电是一个系统推荐的行为，那么一般情况下，我们最好还是不要对其进行设定去操作它。但是如果一定需要操作的话，也最好使用级别最低的 WakeLock 锁，并且在使用完成之后，立即释放它。使用级别最低的 WakeLock 是非常有必要的，虽然为了方便，直接使用高级别的 WakeLock 的话，也是可以达到目的的，但是它将会更耗电，现在一些设备上都有电量监控的 App ，它们会记录耗电情况，并告知用户所知。

PowerManager 的使用非常的简单，可以通过 getSystemService() 方法来获取它。

context.getSystemService(Context.POWER_SERVICE)

它将获得一个 PowerManager 对象，如果需要获取 WakeLock 对象，还需要使用 newWakeLock() 方法。

WakeLock 这个类没有提供公有的构造方法，所以只能通过 newWakeLock() 来获取。可以看到 newWakeLock() 需要的参数，其中 levelAndFlags 就是 WakeLock 的级别，后面我们会讲解到。

而在其中，还会调用 validateWakeLockParameters() 方法，它主要是对参数进行一些校验。

下面看看 WakeLock 使用的一个 Demo：

可以看到，使用 acquire() 获取 WakeLock ，在使用完成之后，必须调用 release() 对 WakeLock 进行释放。

为了正确的使用 WakeLock ，还需要在 AndroidManifest.xml 文件中声明 WAKE_LOCK 权限。

2、WakeLock 的 level 和 flag

前面提到 newWakeLock() 方法需要传递一个 levelAndFlags 的参数，用于标记当前需要持有的 WakeLock 的 级别和标识，也就是说 WakeLock 是通过 level 和 Flag 来唯一确定一个行为的，它们可以通过或运算符『|』进行拼接。

下面我们先看看关于 Level 的设定，Level 在 Android 的版本中，经过了多次调整，很多 Level 其实已经被废弃了，这里只对一些常用的 Level 进行介绍。

未被废弃的 Level 参数：

• PARTIAL_WAKE_LOCK : 使 CPU 保持高性能运行，而屏幕和键盘背光可以被关闭。通常推荐使用它。
• PROXIMITY_SCREEN_OFF_WAKE_LOCK：用于和接近传感器配合使用，来实现电话类 App 中，手机贴近耳朵的时候，将屏幕关闭的功能，而离开的时候，又使屏幕两期的功能。这个 level 在 API 21 之后才被开放出来，之前都是处于 @hide 的状态。

已经被废弃的 Level 参数：

• SCREEN_DIM_WAKE_LOCK：只限制屏幕，保证亮起，但是允许它亮度变低。
• SCREEN_BRIGHT_WAKE_LOCK：保证屏幕最高亮，但是键盘背光灯允许熄灭。
• FULL_WAKE_LOCK：保证屏幕最高亮度，并且键盘背光灯不允许熄灭。

仔细找规律，可以发现这几个被废弃的 Level 参数，都是用于限制屏幕常亮的，而当用户主动按下电源键进行锁屏的时候，这些 WakeLock 都将被系统给隐式释放，导致锁定的屏幕和 CPU都被关闭。除了 SCREEN_BRIGHT_WAKE_LOCK 是在 API 13 被标记废弃之外，其他两个都是在 API 17 中被标记废弃的。

既然这些 Level 参数都已经被标记为 @Deprecated 了，那么我们最好还是不要使用它。而有时候我们又需要在无操作的时候，依然保持屏幕常亮，Google 官方既然有废弃的 Level 参数，同时也提供了解决方案。

可以使用 FLAG_KEEP_SCREEN_ON 来标记窗口，它会比 FULL_WAKE_LOCK 这些与屏幕相关的 WakeLock 更好，因为它会对屏幕进行隐式的正确管理，就无需我们自己去管理屏幕的亮度状态，同时它是不需要我们在 AndroidManifest.xml 文件中，额外的申请 WAKE_LOCK 权限。

FLAG_KEEP_SCREEN_ON 是被定义在 WindowManager.LayoutParams 中的，下面是使用示例。

getWindow().addFlags(WindowManager.LayoutParams.FLAG_KEEP_SCREEN_ON);           

前面提到 newWakeLock() 可以配置 level 之外，还可以组合配置一个 Flag 参数，在 PowerManager 中，定义了两个 Flag。

• ACQUIRE_CAUSES_WAKEUP：它与 level 配合，可以使屏幕亮起。level 只是用于保持一个锁，例如保持屏幕常亮，但是它只是一个持续保持的过程，如果调用 acquire() 的时候，屏幕已经熄灭，就需要额外添加 ACQUIRE_CAUSES_WAKEUP 将其点亮。需要注意的是，它不能和 PARTIAL_WAKE_LOCK 同时使用。
• ON_AFTER_RELEASE：它与 level 配合，标记如果释放 WakeLock 的时候，屏幕处于亮着的状态，则在释放 WakeLock 之后，再让屏幕保持亮一小会而，而如果释放 WakeLock 的时候，屏幕已经熄灭，则不会有任何动作。

3、WakeLock 的一些方法

使用 level | flag 的组合形式，就可以获取到一个 WakeLock 对象，虽然前面介绍了 WakeLock 的简单使用，但是它实际上还有一些跟复杂的 API ，供我们使用。

• void acquire() : 获取 WakeLock。
• void acquire(long timeOut) ：获取 WakeLock ，同时设定一个超时时间，当超过 timeOut 设定的时长之后，系统会自动释放 WakeLock，不需要额外调用 release()。
• release() ：释放获取的 WakeLock。
• release(int flag)：释放获取的 WakeLock，并设定一个 Flag 标识。其实 Flag 的取值，暂时只有 RELEASE_FLAG_WAIT_FOR_NO_PROXIMITY ，它表示在获取 PROXIMITY_SCREEN_OFF_WAKE_LOCK 唤醒说的时候，如果当前传感器标记仍然有物品在靠近，则延迟到物品里去的时候再释放这个 WakeLock。
• boolean isHeld()：判断当前 WakeLock 是否已经被获取。
• void setReferenceCounted(boolean value)：它标记是否对 WakeLock 资源使用引用计数，它的默认值是 true。

PowerManager 对 WakeLock 资源设定为一个引用计数的方式进行标记管理，也就是说，调用一次 acquire() 获取 WakeLock 就必须调用一次 release() 释放 WakeLock 才能真正的将其释放掉。而如果 release() 一个没有 acquire() 的 WakeLock 对象，则会抛出一个 RuntimeException 异常，表示 WakeLock under-locked。

这是一个默认行为，可以通过 setReferenceCounted() 方法对 mRefCounted 其进行改变，mRefCounted 默认为 true。从源码上可以看到，当 mRefCounted 为 true 的时候，只有在第一次 acquire() 的时候才会真实的调用 IPowerManager.acquireWakeLock() 获取 WakeLock，并增加引用计数，在最后一次 release() 的时候，才会真实调用 IPowerManager.releaseWakeLock() 进行释放 WakeLock，也就是说，是否真的获取和释放 WakeLock 取决于是否调用到 IPowerManager 的方法了。而 setReferenceCouned() 方法可以改变这种默认的设置，让每次的 acquire() 和 release() 都去调用 IPowerManager 的对应方法。

下面看看相关源码。

可以看到，在 acquireLocked() 方法中，mCount++ == 0

表示 mCount 会在调用之后自增 ，这样的语法表示只有在第一次 mCount 等于 0 的时候，才会命中 if 条件，执行 IPowerManager.acquireLocked() 方法。

而在 release() 方法中，同样在 --mCount ==0 在判断 mCount 之前做了一个自减的操作，表示只有在最后一次 release() 才会真实的调用 IPowerManager.releaseWakeLock() 方法。

四、PowerManager 不止有 WakeLock

虽然我们大部分时间，使用 PowerManager 就是为了获取一个 WakeLock 对象进行操作，但是实际上 PowerManager 也提供了一些方法，用于我们判断当前的电池管理状态。

但是 PowerManager 中的方法，不是被标记为 @hide 就是需要额外的权限，可供我们直接使用的方法非常少，@hide 的方法我们可以使用反射的方式调用，但是需要额外权限的方法，就没办法去绕过它了。

这里只是介绍几个常用的比较有特点的 API：

• boolean isScreenOn() ：判断当前屏幕是否亮着，只要不是锁屏状态，都算亮着。而同时在 API 20 中被废弃，推荐使用 isInteractive().
• boolean isInteractive() : 判断当前屏幕是否亮着，在 API 20 中被添加。
• boolean isWakeLockLevelSupported(int level)：因为有一些 Level 需要权限才能获取，所以这个方法用于检查当前是否有 level 权限。
• void reboot()：重启设备，需要 REBOOT 权限，这是一个系统权限。
• boolean isPowerSaveMode() ：判断当前设备是否处于一个省电模式下，在省电模式下，我们应该尽量减少耗电操作。
• boolean isDeviceIdleMode()：判断当前设备是否处于空闲状态。在空闲状态下，我们可以做一些后台操作。
• void shutdown() : 这是一个 @hide 的方法，可以使用它将设备关机。
• void goToSleep() ：让设备去休眠。需要 DEVICE_POWER 权限，这是一个系统权限。
• void wakeUp()：强行将设备从休眠中唤醒，需要 DEVICE_POWER 权限，这是一个系统权限。

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