Android Doze模式源码分析

 

科技的仿生学无处不在，给予我们启发。为了延长电池是使用寿命，google从蛇的冬眠中得到体会，那就是在某种情况下也让手机进入类冬眠的情况，从而引入了今天的主题，Doze模式，Doze中文是打盹儿，打盹当然比活动节约能量了。

手机打盹儿的时候会怎样呢？

按照google的官方说法，Walklocks，网络访问，jobshedule，闹钟，GPS/WiFi扫描都会停止。这些停止后，将会节省30%的电量。

手机什么时候才会开始打盹呢？

上图是谷歌的Doze时序示意图，可以看出让手机打盹要满足三个条件

1.屏幕熄灭
2 .不插电
3.静止不动

这个是不是很仿生学呢？屏幕熄灭->闭上双眼，不插电->不吃东西，静止不动->安静地做个睡美人。生物不也是要满足这些条件才能打盹吗？妙，是在妙！

打盹总得呼吸吧？上图中的maintenance window就是给你呼吸的！！呼吸的时候Walklocks，网络访问，jobshedule，闹钟，GPS/WiFi扫描这些都会恢复，来吧重重的吸一口新鲜空气吧！随着时间的推移，呼吸的间隔会越变越大，而每次呼吸的时间也会变长，当然，伙计，不会无限长！！最后都会归于一个定值。下面分析源码就知道了，biu！

没源码，说个球儿

下面以一台手机静静地放在桌面上，随着时间的推移，进入doze模式的过程来分析源码。
源码路径：/frameworks/base/services/core/java/com/android/server/DeviceIdleController.java
系统中用一个全局整形变量来表示当前doze的状态

1 private int mState;

状态值的可能取值有以下,一开始的状态是STATE_ACTIVE。会依次经过1,2,3,4,状态后进入5状态，即STATE_IDLE

1     private static final int STATE_ACTIVE = 0;
2     private static final int STATE_INACTIVE = 1;
3     private static final int STATE_IDLE_PENDING = 2;
4     private static final int STATE_SENSING = 3;
5     private static final int STATE_LOCATING = 4;
6     private static final int STATE_IDLE = 5;
7     private static final int STATE_IDLE_MAINTENANCE = 6;

首先屏幕熄灭，回调熄屏处理函数

 1     private final DisplayManager.DisplayListener mDisplayListener
 2             = new DisplayManager.DisplayListener() {
 3         @Override public void onDisplayAdded(int displayId) {
 4         }
 5 
 6         @Override public void onDisplayRemoved(int displayId) {
 7         }
 8 
 9         @Override public void onDisplayChanged(int displayId) {
10             if (displayId == Display.DEFAULT_DISPLAY) {
11                 synchronized (DeviceIdleController.this) {
12                     updateDisplayLocked();  //屏幕状态改变
13                 }
14             }
15         }
16     };

进入updateDisplayLocked

1     void updateDisplayLocked() {
2                 ...
3                 becomeInactiveIfAppropriateLocked(); //看是否可以进入Inactive状态
4                 ....
5         }
6     }

然后我们拔出usb，不充电，会回调充电处理函数

 1     private final BroadcastReceiver mReceiver = new BroadcastReceiver() {
 2         @Override public void onReceive(Context context, Intent intent) {
 3             if (Intent.ACTION_BATTERY_CHANGED.equals(intent.getAction())) {
 4                 int plugged = intent.getIntExtra("plugged", 0);
 5                 updateChargingLocked(plugged != 0); //充电状态改变
 6             } else if (ACTION_STEP_IDLE_STATE.equals(intent.getAction())) {
 7                 synchronized (DeviceIdleController.this) {
 8                     stepIdleStateLocked();
 9                 }
10             }
11         }
12     };

进入updateChargingLocked

1     void updateChargingLocked(boolean charging) {
2          ....
3          becomeInactiveIfAppropriateLocked();//看是否可以进入Inactive状态
4          .....
5     }

最后不插电和熄灭屏幕后都会进入becomeInactiveIfAppropriateLocked，状态mState变成STATE_INACTIVE，并且开启了一个定时器

 1 void becomeInactiveIfAppropriateLocked() {
 2         if (DEBUG) Slog.d(TAG, "becomeInactiveIfAppropriateLocked()");
 3         //不插电和屏幕熄灭的条件都满足了
 4         if (((!mScreenOn && !mCharging) || mForceIdle) && mEnabled && mState == STATE_ACTIVE) {
 5             .....
 6             mState = STATE_INACTIVE;
 7             scheduleAlarmLocked(mInactiveTimeout, false);   
 8             ......
 9         }
10     }
11 
12     定时时长为常量30分钟
13     INACTIVE_TIMEOUT = mParser.getLong(KEY_INACTIVE_TIMEOUT,
14                         !COMPRESS_TIME ? 30 * 60 * 1000L : 3 * 60 * 1000L);

手机静静地躺在桌面上30分钟后，定时器时间到达后，pendingintent会被发出,广播接收器进行处理

 1  Intent intent = new Intent(ACTION_STEP_IDLE_STATE)
 2                      .setPackage("android")
 3                      .setFlags(Intent.FLAG_RECEIVER_REGISTERED_ONLY);
 4  mAlarmIntent = PendingIntent.getBroadcast(getContext(), 0, intent, 0);
 5 
 6     private final BroadcastReceiver mReceiver = new BroadcastReceiver() {
 7         @Override public void onReceive(Context context, Intent intent) {
 8             if (Intent.ACTION_BATTERY_CHANGED.equals(intent.getAction())) {
 9                 int plugged = intent.getIntExtra("plugged", 0);
10                 updateChargingLocked(plugged != 0);
11             } else if (ACTION_STEP_IDLE_STATE.equals(intent.getAction())) {
12                 synchronized (DeviceIdleController.this) {
13                     stepIdleStateLocked();   //接收到广播
14                 }
15             }
16         }
17     };

进入stepIdleStateLocked,该函数是状态转换处理的主要函数

 1     void stepIdleStateLocked() {
 2         if (DEBUG) Slog.d(TAG, "stepIdleStateLocked: mState=" + mState);
 3         EventLogTags.writeDeviceIdleStep();
 4 
 5         final long now = SystemClock.elapsedRealtime();
 6         if ((now+mConstants.MIN_TIME_TO_ALARM) > mAlarmManager.getNextWakeFromIdleTime()) {
 7             // Whoops, there is an upcoming alarm.  We don't actually want to go idle.
 8             if (mState != STATE_ACTIVE) {
 9                 becomeActiveLocked("alarm", Process.myUid());
10             }
11             return;
12         }
13 
14         switch (mState) {
15             case STATE_INACTIVE:
16                 // We have now been inactive long enough, it is time to start looking
17                 // for significant motion and sleep some more while doing so.
18                 startMonitoringSignificantMotion(); //观察是否有小动作
19                 scheduleAlarmLocked(mConstants.IDLE_AFTER_INACTIVE_TIMEOUT, false); //设置观察小动作要观察多久
20                 mState = STATE_IDLE_PENDING; //状态更新为STATE_IDLE_PENDING
21                 break;
22             case STATE_IDLE_PENDING: //小动作观察结束，很厉害，一直都没有小动作，会进入这里
23                 mState = STATE_SENSING;//状态更新为STATE_SENSING
24                 scheduleSensingAlarmLocked(mConstants.SENSING_TIMEOUT);//设置传感器感应时长
25                 mAnyMotionDetector.checkForAnyMotion(); //传感器感应手机有没有动
26                 break;
27             case STATE_SENSING: //传感器也没发现手机动，就来最后一发，看GPS有没有动
28                 mState = STATE_LOCATING;//状态更新为STATE_LOCATING
29                 scheduleSensingAlarmLocked(mConstants.LOCATING_TIMEOUT);//设置GPS观察时长
30                 mLocationManager.requestLocationUpdates(mLocationRequest, mGenericLocationListener,
31                         mHandler.getLooper());//GPS开始感应
32                 break;
33             case STATE_LOCATING:  //GPS也发现没动
34                 cancelSensingAlarmLocked();
35                 cancelLocatingLocked();
36                 mAnyMotionDetector.stop();  //这里没有break，直接进入下一个case
37             case STATE_IDLE_MAINTENANCE:
38                 scheduleAlarmLocked(mNextIdleDelay, true);//设置打盹多久后进行呼吸
39                 mNextIdleDelay = (long)(mNextIdleDelay * mConstants.IDLE_FACTOR);//更新下次打盹多久后进行呼吸
40                 if (DEBUG) Slog.d(TAG, "Setting mNextIdleDelay = " + mNextIdleDelay);
41                 mNextIdleDelay = Math.min(mNextIdleDelay, mConstants.MAX_IDLE_TIMEOUT);
42                 mState = STATE_IDLE; //噢耶 终于进入了STATE_IDLE
43                 mHandler.sendEmptyMessage(MSG_REPORT_IDLE_ON);
44                 break;
45             case STATE_IDLE: //打盹完了，呼吸一下就是这里了
46                 scheduleAlarmLocked(mNextIdlePendingDelay, false);
47                 mState = STATE_IDLE_MAINTENANCE; //状态更新为STATE_IDLE_MAINTENANCE
48                 mNextIdlePendingDelay = Math.min(mConstants.MAX_IDLE_PENDING_TIMEOUT,
49                         (long)(mNextIdlePendingDelay * mConstants.IDLE_PENDING_FACTOR));
50                //更新下次呼吸的时间
51                 mHandler.sendEmptyMessage(MSG_REPORT_IDLE_OFF);
52                 break;
53         }
54     }

Math.min(mConstants.MAX_IDLE_PENDING_TIMEOUT,
(long)(mNextIdlePendingDelay * mConstants.IDLE_PENDING_FACTOR));
这一句看到了吗？取最小值，这里就是保证了idle和窗口的时间不会变成无限大。
为了让各位有个感官的体验，上面的一些时间我直接列出来吧

熄屏不插电进入INACTIVE时间上面说了30分钟

观察小动作的时间30分钟
IDLE_AFTER_INACTIVE_TIMEOUT = mParser.getLong(KEY_IDLE_AFTER_INACTIVE_TIMEOUT,
                        !COMPRESS_TIME ? 30 * 60 * 1000L : 3 * 60 * 1000L);

观察传感器的时间4分钟
SENSING_TIMEOUT = mParser.getLong(KEY_SENSING_TIMEOUT,
                        !DEBUG ? 4 * 60 * 1000L : 60 * 1000L);

观察GPS的时间30秒
LOCATING_TIMEOUT = mParser.getLong(KEY_LOCATING_TIMEOUT,
                        !DEBUG ? 30 * 1000L : 15 * 1000L);

所以进入idle的总时间为30分钟+30分钟+4分钟+30s=1小时4分钟30秒，哈哈哈哈！！

下面给张状态转换图看看，没到达idle状态前，基本上有什么风吹草动都会变回ACTIVE状态。而变成IDLE状态后，只能插电或者点亮屏幕才离开IDLE状态。就像人入睡前，很容易被吵醒，而深度入眠后，估计只有闹钟能闹醒你了！！

 

 

上面说了这么多，跟我应用开发有什么关系？

其实，没多大关系，看下源码不行噻。
不过作为一种新的机制，最好测试下你的应用在这几种状态下是否能够正常运行，起码不能挂掉啊。
google提供了adb的指令来强制变换状态，这样你就不用干等着它状态变化了。

1 adb shell dumpsys battery unplug       //相当于不插电
2 adb shell dumpsys device idle step     //让状态转换

 

转自：http://www.jianshu.com/p/8fb25f53bed4?utm_campaign=haruki&utm_content=note&utm_medium=reader_share&utm_source=qq#