Android7.0 Doze模式分析（一）Doze介绍 & DeviceIdleController



參考：http://blog.csdn.net/gaugamela/article/details/52981984

在Android M中，Google就引入了Doze模式。它定义了一种全新的、低能耗的状态。

 在该状态，后台仅仅有部分任务被同意执行。其他任务都被强制停止。

在之前的博客中分析过Doze模式。就是device idle状态。可能有的地方分析的不是非常具体，如今在android7.0上又一次分析下。

一、基本原理

Doze模式能够简单概括为：
 若推断用户在连续的一段时间内没有使用手机，就延缓终端中APP后台的CPU和网络活动，以达到降低电量消耗的目的。

上面这张图比較经典，基本上说明了Doze模式的含义。
 图中的横轴表示时间。红色部分表示终端处于唤醒的执行状态，绿色部分就是Doze模式定义的休眠状态。

从图中的描写叙述，我们能够看到：假设一个用户停止充电(on battery: 利用电池供电)，关闭屏幕(screen off)。手机处于精巧状态(stationary: 位置没有发生相对移动)。保持以上条件一段时间之后，终端就会进入Doze模式。一旦进入Doze模式。系统就降低(延缓)应用对网络的訪问、以及对CPU的占用，来节省电池电量。

如图所看到的，Doze模式还定义了maintenance window。
 在maintenance window中。系统同意应用完毕它们被延缓的动作。即能够使用CPU资源及訪问网络。

 从图中我们能够看出。当进入Doze模式的条件一直满足时，Doze模式会定期的进入到maintenance window，但进入的间隔越来越长。
 通过这样的方式，Doze模式能够使终端处于较长时间的休眠状态。

须要注意的是：一旦Doze模式的条件不再满足。即用户充电、或打开屏幕、或终端的位置发生了移动，终端就恢复到正常模式。
 因此，当用户频繁使用手机时。Doze模式差点儿是没有什么实际用处的。

详细来讲，当终端处于Doze模式时。进行了下面操作：
1、暂停网络訪问。
2、系统忽略全部的WakeLock。
3、标准的AlarmManager alarms被延缓到下一个maintenance window。

 但使用AlarmManager的 setAndAllowWhileIdle、setExactAndAllowWhileIdle和setAlarmClock时，alarms定义事件仍会启动。

 在这些alarms启动前，系统会短暂地退出Doze模式。
4、系统不再进行WiFi扫描。
5、系统不同意sync adapters执行。
6、系统不同意JobScheduler执行。

另外我在还有一篇博客中：http://blog.csdn.net/kc58236582/article/details/50554174也具体介绍了Doze模式。能够參考下，上面有一些命令使用等。

二、DeviceIdleController

Android中的Doze模式主要由DeviceIdleController来控制。

public class DeviceIdleController extends SystemService
        implements AnyMotionDetector.DeviceIdleCallback 

能够看出DeviceIdleController继承自SystemService，是一个系统级的服务。
同一时候，继承了AnyMotionDetector定义的接口，便于检測到终端位置变化后进行回调。

2.1 DeviceIdleController的初始化

接下来我们看看它的初始化过程。

private void startOtherServices() {
    .........
    mSystemServiceManager.startService(DeviceIdleController.class);
    .........
}

如上代码所看到的，SystemServer在startOtherServices中启动了DeviceIdleController，将先后调用DeviceIdleController的构造函数和onStart函数。

构造函数

public DeviceIdleController(Context context) {
    super(context);
    //deviceidle.xml用于定义idle模式也能正常工作的非系统应用
    mConfigFile = new AtomicFile(new File(getSystemDir(), "deviceidle.xml"));
    mHandler = new MyHandler(BackgroundThread.getHandler().getLooper());
}

DeviceIdleController的构造函数比較简单，就是在创建data/system/deviceidle.xml相应的file文件，同一时候创建一个相应于后台线程的handler。这里的deviceidle.xml能够在设置中的电池选项那里。

有电池优化，能够将一些应用放到白名单中，调用DeviceIdleController的addPowerSaveWhitelistApp方法。最后会写入deviceidle.xml文件，然后在下次开机的时候DeviceIdleController会又一次读取deviceidle.xml文件然后放入白名单mPowerSaveWhitelistUserApps中。

onStart函数

public void onStart() {
    final PackageManager pm = getContext().getPackageManager();

    synchronized (this) {
        //读取配置文件，推断Doze模式是否同意被开启
        mLightEnabled = mDeepEnabled = getContext().getResources().getBoolean(
                com.android.internal.R.bool.config_enableAutoPowerModes);

        //分析PKMS时提到过，PKMS扫描系统文件夹的xml，将形成SystemConfig
        SystemConfig sysConfig = SystemConfig.getInstance();

        //获取除了device Idle模式外，都能够执行的系统应用白名单
        ArraySet allowPowerExceptIdle = sysConfig.getAllowInPowerSaveExceptIdle();
        for (int i=0; i allowPower = sysConfig.getAllowInPowerSave();
        for (int i=0; i

除去公布服务外。DeviceIdleController在onStart函数中。主要是读取配置文件更新自己的变量，思路比較清晰。

在这里我们仅跟进一下updateWhitelistAppIdsLocked函数：

private void updateWhitelistAppIdsLocked() {
    //构造出除去idle模式外。可执行的app id数组 （可觉得是系统和普通应用的集合）
    //mPowerSaveWhitelistAppsExceptIdle从系统文件夹下的xml得到
    //mPowerSaveWhitelistUserApps从deviceidle.xml得到。或调用接口增加；
    //mPowerSaveWhitelistExceptIdleAppIds并未使用
    mPowerSaveWhitelistExceptIdleAppIdArray = buildAppIdArray(mPowerSaveWhitelistAppsExceptIdle,
            mPowerSaveWhitelistUserApps, mPowerSaveWhitelistExceptIdleAppIds);

    //构造不受Doze限制的app id数组 （可觉得是系统和普通应用的集合）
    //mPowerSaveWhitelistApps从系统文件夹下的xml得到
    //mPowerSaveWhitelistAllAppIds并未使用
    mPowerSaveWhitelistAllAppIdArray = buildAppIdArray(mPowerSaveWhitelistApps,
            mPowerSaveWhitelistUserApps, mPowerSaveWhitelistAllAppIds);

    //构造不受Doze限制的app id数组（仅普通应用的集合）、
    //mPowerSaveWhitelistUserAppIds并未使用
    mPowerSaveWhitelistUserAppIdArray = buildAppIdArray(null,
            mPowerSaveWhitelistUserApps, mPowerSaveWhitelistUserAppIds);

    if (mLocalPowerManager != null) {
        ...........
        //PMS拿到的是：系统和普通应用组成的不受Doze限制的app id数组 
        mLocalPowerManager.setDeviceIdleWhitelist(mPowerSaveWhitelistAllAppIdArray);
    }

    if (mLocalAlarmManager != null) {
        ..........
        //AlarmManagerService拿到的是：普通应用组成的不受Doze限制的app id数组 
        mLocalAlarmManager.setDeviceIdleUserWhitelist(mPowerSaveWhitelistUserAppIdArray);
    }
}

updateWhitelistAppIdsLocked主要是将白名单交给PMS和AlarmManagerService。
注意Android区分了系统应用白名单、普通应用白名单等，因此上面进行了一些合并操作。这里我们有没有发现。systemConfig的app不会增加alarm的白名单，而在Settings中电池那边设置的白名单，会增加Power wakelock的白名单。

onBootPhase函数

与PowerManagerService一样，DeviceIdleController在初始化的最后一个阶段须要调用onBootPhase函数：

public void onBootPhase(int phase) {
    //在系统PHASE_SYSTEM_SERVICES_READY阶段，进一步完毕一些初始化
    if (phase == PHASE_SYSTEM_SERVICES_READY) {
        synchronized (this) {
            //初始化一些变量
            mAlarmManager = (AlarmManager) getContext().getSystemService(Context.ALARM_SERVICE);
            ..............

            mSensorManager = (SensorManager) getContext().getSystemService(Context.SENSOR_SERVICE);
            //依据配置文件，利用SensorManager获取相应的传感器，保存到mMotionSensor中
            ..............

            //假设配置文件表明：终端须要预获取位置信息
            //则构造LocationRequest
            if (getContext().getResources().getBoolean(
                    com.android.internal.R.bool.config_autoPowerModePrefetchLocation)) {
                mLocationManager = (LocationManager) getContext().getSystemService(
                        Context.LOCATION_SERVICE);
                mLocationRequest = new LocationRequest()
                    .setQuality(LocationRequest.ACCURACY_FINE)
                    .setInterval(0)
                    .setFastestInterval(0)
                    .setNumUpdates(1);
            }

            //依据配置文件。得到角度变化的门限
            float angleThreshold = getContext().getResources().getInteger(
                    com.android.internal.R.integer.config_autoPowerModeThresholdAngle) / 100f;
            //创建一个AnyMotionDetector，同一时候将DeviceIdleController注冊到当中
            //当AnyMotionDetector检測到手机变化角度超过门限时。就会回调DeviceIdleController的接口
            mAnyMotionDetector = new AnyMotionDetector(
                    (PowerManager) getContext().getSystemService(Context.POWER_SERVICE),
                    mHandler, mSensorManager, this, angleThreshold);

            //创建两个经常使用的Intent。用于通知Doze模式的变化
            mIdleIntent = new Intent(PowerManager.ACTION_DEVICE_IDLE_MODE_CHANGED);
            mIdleIntent.addFlags(Intent.FLAG_RECEIVER_REGISTERED_ONLY
                    | Intent.FLAG_RECEIVER_FOREGROUND);
            mLightIdleIntent = new Intent(PowerManager.ACTION_LIGHT_DEVICE_IDLE_MODE_CHANGED);
            mLightIdleIntent.addFlags(Intent.FLAG_RECEIVER_REGISTERED_ONLY
                    | Intent.FLAG_RECEIVER_FOREGROUND);

            //监听ACTION_BATTERY_CHANGED广播（电池信息发生改变）
            IntentFilter filter = new IntentFilter();
            filter.addAction(Intent.ACTION_BATTERY_CHANGED);
            getContext().registerReceiver(mReceiver, filter);

            //监听ACTION_PACKAGE_REMOVED广播（包被移除）
            filter = new IntentFilter();
            filter.addAction(Intent.ACTION_PACKAGE_REMOVED);
            filter.addDataScheme("package");
            getContext().registerReceiver(mReceiver, filter);

            //监听CONNECTIVITY_ACTION广播（连接状态发生改变）
            filter = new IntentFilter();
            filter.addAction(ConnectivityManager.CONNECTIVITY_ACTION);
            getContext().registerReceiver(mReceiver, filter);

            //又一次将白名单信息交给PowerManagerService和AlarmManagerService
            //这个工作在onStart函数中，已经调用updateWhitelistAppIdsLocked进行过了
            //到onBootPhase时。又一次进行一次，可能：一是为了保险。二是，其他进程可能调用接口，更改了相应数据，于是进行更新
            mLocalPowerManager.setDeviceIdleWhitelist(mPowerSaveWhitelistAllAppIdArray);
            mLocalAlarmManager.setDeviceIdleUserWhitelist(mPowerSaveWhitelistUserAppIdArray);

            //监听屏幕显示相关的变化
            mDisplayManager.registerDisplayListener(mDisplayListener, null);

            //更新屏幕显示相关的信息
            updateDisplayLocked();
        }
        //更新连接状态相关的信息
        updateConnectivityState(null);
    }   
}

从代码能够看出。onBootPhase方法：
 主要创建一些本地变量。然后依据配置文件初始化一些传感器，同一时候注冊了一些广播接收器和回到接口。
 最后更新屏幕显示和连接状态相关的信息。

2.2 DeviceIdleController的状态变化

充电状态的处理

对于充电状态，在onBootPhase函数中已经提到。DeviceIdleController监听了ACTION_BATTERY_CHANGED广播：

............
IntentFilter filter = new IntentFilter();
filter.addAction(Intent.ACTION_BATTERY_CHANGED);
getContext().registerReceiver(mReceiver, filter);
...........

我们看看receiver中相应的处理：

private final BroadcastReceiver mReceiver = new BroadcastReceiver() {
    @Override public void onReceive(Context context, Intent intent) {
        switch (intent.getAction()) {
            .........
            case Intent.ACTION_BATTERY_CHANGED: {
                synchronized (DeviceIdleController.this) {
                    //从广播中得到是否在充电的消息
                    int plugged = intent.getIntExtra("plugged", 0);
                    updateChargingLocked(plugged != 0);
                }
            } break;
        }
    }
}。

依据上面的代码，能够看出当收到电池信息改变的广播后，DeviceIdleController将得到电源是否在充电的消息，然后调用updateChargingLocked函数进行处理。

void updateChargingLocked(boolean charging) {
    .........
    if (!charging && mCharging) {
        //从充电状态变为不充电状态
        mCharging = false;
        //mForceIdle值一般为false，是通过dumpsys命令将mForceIdle改成true的
        if (!mForceIdle) {
            //推断是否进入Doze模式
            becomeInactiveIfAppropriateLocked();
        }
    } else if (charging) {
        //进入充电状态
        mCharging = charging;
        if (!mForceIdle) {
            //手机退出Doze模式
            becomeActiveLocked("charging", Process.myUid());
        }
    }
}

becomeInactiveIfAppropriateLocked函数是開始进入Doze模式，而becomeActiveLocked是退出Doze模式。

显示状态处理

DeviceIdleController中注冊了显示变化的回调

                mDisplayManager.registerDisplayListener(mDisplayListener, null);

回调会调用updateDisplayLocked函数

    private final DisplayManager.DisplayListener mDisplayListener
            = new DisplayManager.DisplayListener() {
        @Override public void onDisplayAdded(int displayId) {
        }

        @Override public void onDisplayRemoved(int displayId) {
        }

        @Override public void onDisplayChanged(int displayId) {
            if (displayId == Display.DEFAULT_DISPLAY) {
                synchronized (DeviceIdleController.this) {
                    updateDisplayLocked();
                }
            }
        }
    };

updateDisplayLocked函数和更新充电状态的函数updateChargingLocked类似

    void updateDisplayLocked() {
        mCurDisplay = mDisplayManager.getDisplay(Display.DEFAULT_DISPLAY);
        // We consider any situation where the display is showing something to be it on,
        // because if there is anything shown we are going to be updating it at some
        // frequency so can't be allowed to go into deep sleeps.
        boolean screenOn = mCurDisplay.getState() == Display.STATE_ON;
        if (DEBUG) Slog.d(TAG, "updateDisplayLocked: screenOn=" + screenOn);
        if (!screenOn && mScreenOn) {
            mScreenOn = false;
            if (!mForceIdle) {//開始进入Doze模式
                becomeInactiveIfAppropriateLocked();
            }
        } else if (screenOn) {//屏幕点亮。退出Doze模式
            mScreenOn = true;
            if (!mForceIdle) {
                becomeActiveLocked("screen", Process.myUid());
            }
        }
    }

becomeActiveLocked函数退出Doze模式

我们先来看看becomeActiveLocked函数

//activeReason记录的终端变为active的原因
void becomeActiveLocked(String activeReason, int activeUid) {
    ...........
    if (mState != STATE_ACTIVE || mLightState != STATE_ACTIVE) {
        ............
        //1、通知PMS等Doze模式结束
        scheduleReportActiveLocked(activeReason, activeUid);

        //更新DeviceIdleController本地维护的状态
        //在DeviceIdleController的onStart函数中。我们已经知道了
        //初始时，mState和mLightState均为Active状态
        mState = STATE_ACTIVE;//state是指设备通过传感器推断进入idle
        mLightState = LIGHT_STATE_ACTIVE;//mLight是背光的状态

        mInactiveTimeout = mConstants.INACTIVE_TIMEOUT;
        mCurIdleBudget = 0;
        mMaintenanceStartTime = 0;

        //2、重置一些事件
        resetIdleManagementLocked();
        resetLightIdleManagementLocked();

        addEvent(EVENT_NORMAL);
    }
}

scheduleReportActiveLocked函数就是发送MSG_REPORT_ACTIVE消息

void scheduleReportActiveLocked(String activeReason, int activeUid) {
    //发送MSG_REPORT_ACTIVE消息
    Message msg = mHandler.obtainMessage(MSG_REPORT_ACTIVE, activeUid, 0, activeReason);
    mHandler.sendMessage(msg);
}

我们再看下消息的处理，主要调用了PowerManagerService的setDeviceIdleMode函数来退出Doze状态，然后又一次更新wakelock的enable状态。 以及通知NetworkPolicyManagerService不再限制应用上网，还有发送Doze模式改变的广播。

.........
case MSG_REPORT_ACTIVE: {
    .........
    //通知PMS Doze模式结束，
    //于是PMS将一些Doze模式下。disable的WakeLock又一次enable
    //然后调用updatePowerStateLocked函数更新终端的状态
    final boolean deepChanged = mLocalPowerManager.setDeviceIdleMode(false);
    final boolean lightChanged = mLocalPowerManager.setLightDeviceIdleMode(false);

    try {
        //通过NetworkPolicyManagerService更改Ip-Rule。不再限制终端应用上网
        mNetworkPolicyManager.setDeviceIdleMode(false);
        //BSS做好相应的记录
        mBatteryStats.noteDeviceIdleMode(BatteryStats.DEVICE_IDLE_MODE_OFF,
                activeReason, activeUid);
    } catch (RemoteException e) {
    }

    //发送广播
    if (deepChanged) {
        getContext().sendBroadcastAsUser(mIdleIntent, UserHandle.ALL);
    }
    if (lightChanged) {
        getContext().sendBroadcastAsUser(mLightIdleIntent, UserHandle.ALL);
    }
}
........

resetIdleManagementLocked函数就是取消alarm。检測等。

void resetIdleManagementLocked() {
    //复位一些状态变量
    mNextIdlePendingDelay = 0;
    mNextIdleDelay = 0;
    mNextLightIdleDelay = 0;

    //停止一些工作，主要是位置检測相关的
    cancelAlarmLocked();
    cancelSensingTimeoutAlarmLocked();
    cancelLocatingLocked();
    stopMonitoringMotionLocked();
    mAnyMotionDetector.stop();
}

becomeInactiveIfAppropriateLocked函数開始进入Doze模式

becomeInactiveIfAppropriateLocked函数就是我们開始进入Doze模式的第一个步骤。以下我们就具体分析这个函数

void becomeInactiveIfAppropriateLocked() {
    .................
    //屏幕熄灭。未充电
    if ((!mScreenOn && !mCharging) || mForceIdle) {
        // Screen has turned off; we are now going to become inactive and start
        // waiting to see if we will ultimately go idle.
        if (mState == STATE_ACTIVE && mDeepEnabled) {
            mState = STATE_INACTIVE;
            ...............
            //重置事件
            resetIdleManagementLocked();

            //開始检測能否够进入Doze模式的Idle状态
            //若终端没有watch feature, mInactiveTimeout时间为30min
            scheduleAlarmLocked(mInactiveTimeout, false);
            ...............
        }

        if (mLightState == LIGHT_STATE_ACTIVE && mLightEnabled) {
            mLightState = LIGHT_STATE_INACTIVE;
            .............
            resetLightIdleManagementLocked();//重置事件
            scheduleLightAlarmLocked(mConstants.LIGHT_IDLE_AFTER_INACTIVE_TIMEOUT);
        }
    }
}

要进入Doze流程，就是调用这个函数，首先要保证屏幕灭屏然后没有充电。这里还有mDeepEnable和mLightEnable前面说过是在配置中定义的，一般默认是关闭（也就是不开Doze模式）。这里mLightEnabled是相应禁止wakelock持锁的，禁止网络。

而mDeepEnabled相应是检測设备是否精巧，除了禁止wakelock、禁止网络、还会机制alarm。

light idle模式

我们先看light idle模式，这个模式下、会禁止网络、wakelock。可是不会禁止alarm。

我们先看scheduleLightAlarmLocked函数。这里设置了一个alarm。delay是5分钟。

到时间后调用mLightAlarmListener回调。

    void scheduleLightAlarmLocked(long delay) {
        if (DEBUG) Slog.d(TAG, "scheduleLightAlarmLocked(" + delay + ")");
        mNextLightAlarmTime = SystemClock.elapsedRealtime() + delay;
        mAlarmManager.set(AlarmManager.ELAPSED_REALTIME_WAKEUP,
                mNextLightAlarmTime, "DeviceIdleController.light", mLightAlarmListener, mHandler);
    }

mLightAlarmListener就是进入lightidle，调用stepLightIdleStateLocked函数

    private final AlarmManager.OnAlarmListener mLightAlarmListener
            = new AlarmManager.OnAlarmListener() {
        @Override
        public void onAlarm() {
            synchronized (DeviceIdleController.this) {
                stepLightIdleStateLocked("s:alarm");
            }
        }
    };

我们来看stepLightIdleStateLocked函数，这个函数会处理mLightState不同状态。会依据不同状态，然后设置alarm。到时间后继续处理下个状态。到LIGHT_STATE_IDLE_MAINTENANCE状态处理时。会发送MSG_REPORT_IDLE_ON_LIGHT。这个消息的处理会禁止网络、禁止wakelock。然后到LIGHT_STATE_WAITING_FOR_NETWORK，会先退出Doze状态（这个时候网络、wakelock恢复）。然后设置alarm。alarm时间到后，还是在LIGHT_STATE_IDLE_MAINTENANCE状态。

和之前一样（禁止网络、wakelock）。

仅仅是设置的alarm间隔会越来越大。也就是仅仅要屏幕灭屏后。时间越长。设备会隔越来越长的时间才会退出Doze状态。这也符合一个实际情况，可是会有一个上限值。

    void stepLightIdleStateLocked(String reason) {
        if (mLightState == LIGHT_STATE_OVERRIDE) {
            // If we are already in deep device idle mode, then
            // there is nothing left to do for light mode.
            return;
        }

        EventLogTags.writeDeviceIdleLightStep();

        switch (mLightState) {
            case LIGHT_STATE_INACTIVE:
                mCurIdleBudget = mConstants.LIGHT_IDLE_MAINTENANCE_MIN_BUDGET;
                // Reset the upcoming idle delays.
                mNextLightIdleDelay = mConstants.LIGHT_IDLE_TIMEOUT;
                mMaintenanceStartTime = 0;
                if (!isOpsInactiveLocked()) {
                    // We have some active ops going on...  give them a chance to finish
                    // before going in to our first idle.
                    mLightState = LIGHT_STATE_PRE_IDLE;
                    EventLogTags.writeDeviceIdleLight(mLightState, reason);
                    scheduleLightAlarmLocked(mConstants.LIGHT_PRE_IDLE_TIMEOUT);//设置alarm，时间到后到下个步骤
                    break;
                }
                // Nothing active, fall through to immediately idle.
            case LIGHT_STATE_PRE_IDLE:
            case LIGHT_STATE_IDLE_MAINTENANCE:
                if (mMaintenanceStartTime != 0) {
                    long duration = SystemClock.elapsedRealtime() - mMaintenanceStartTime;
                    if (duration < mConstants.LIGHT_IDLE_MAINTENANCE_MIN_BUDGET) {
                        // We didn't use up all of our minimum budget; add this to the reserve.
                        mCurIdleBudget += (mConstants.LIGHT_IDLE_MAINTENANCE_MIN_BUDGET-duration);
                    } else {
                        // We used more than our minimum budget; this comes out of the reserve.
                        mCurIdleBudget -= (duration-mConstants.LIGHT_IDLE_MAINTENANCE_MIN_BUDGET);
                    }
                }
                mMaintenanceStartTime = 0;
                scheduleLightAlarmLocked(mNextLightIdleDelay);
                mNextLightIdleDelay = Math.min(mConstants.LIGHT_MAX_IDLE_TIMEOUT,
                        (long)(mNextLightIdleDelay * mConstants.LIGHT_IDLE_FACTOR));
                if (mNextLightIdleDelay < mConstants.LIGHT_IDLE_TIMEOUT) {
                    mNextLightIdleDelay = mConstants.LIGHT_IDLE_TIMEOUT;
                }
                if (DEBUG) Slog.d(TAG, "Moved to LIGHT_STATE_IDLE.");
                mLightState = LIGHT_STATE_IDLE;
                EventLogTags.writeDeviceIdleLight(mLightState, reason);
                addEvent(EVENT_LIGHT_IDLE);
                mHandler.sendEmptyMessage(MSG_REPORT_IDLE_ON_LIGHT);//发送消息。这个消息处理就会关闭网络，禁止wakelock
                break;
            case LIGHT_STATE_IDLE:
            case LIGHT_STATE_WAITING_FOR_NETWORK:
                if (mNetworkConnected || mLightState == LIGHT_STATE_WAITING_FOR_NETWORK) {
                    // We have been idling long enough, now it is time to do some work.
                    mActiveIdleOpCount = 1;
                    mActiveIdleWakeLock.acquire();
                    mMaintenanceStartTime = SystemClock.elapsedRealtime();
                    if (mCurIdleBudget < mConstants.LIGHT_IDLE_MAINTENANCE_MIN_BUDGET) {
                        mCurIdleBudget = mConstants.LIGHT_IDLE_MAINTENANCE_MIN_BUDGET;
                    } else if (mCurIdleBudget > mConstants.LIGHT_IDLE_MAINTENANCE_MAX_BUDGET) {
                        mCurIdleBudget = mConstants.LIGHT_IDLE_MAINTENANCE_MAX_BUDGET;
                    }
                    scheduleLightAlarmLocked(mCurIdleBudget);
                    if (DEBUG) Slog.d(TAG,
                            "Moved from LIGHT_STATE_IDLE to LIGHT_STATE_IDLE_MAINTENANCE.");
                    mLightState = LIGHT_STATE_IDLE_MAINTENANCE;
                    EventLogTags.writeDeviceIdleLight(mLightState, reason);
                    addEvent(EVENT_LIGHT_MAINTENANCE);
                    mHandler.sendEmptyMessage(MSG_REPORT_IDLE_OFF);//醒一下（开启网络、恢复wakelock）
                } else {
                    // We'd like to do maintenance, but currently don't have network
                    // connectivity...  let's try to wait until the network comes back.
                    // We'll only wait for another full idle period, however, and then give up.
                    scheduleLightAlarmLocked(mNextLightIdleDelay);
                    if (DEBUG) Slog.d(TAG, "Moved to LIGHT_WAITING_FOR_NETWORK.");
                    mLightState = LIGHT_STATE_WAITING_FOR_NETWORK;
                    EventLogTags.writeDeviceIdleLight(mLightState, reason);
                }
                break;
        }
    }

可是这里仅仅是一个light idle。一旦进入deep idle，light idle设置的alarm会无效的（这个后面细说）。也就是说light idle一旦进入deep idle后无效了（由于idle step主要靠alarm驱动，而alarm无效后自然就驱动不了）。

deep idle模式

以下我们再来看deep idle模式，这个模式除了禁止网络、wakelock还会禁止alarm。

我们再来看becomeInactiveIfAppropriateLocked函数中以下代码。是关于deep idle的设置 这里的mInactiveTimeout是半小时

    void becomeInactiveIfAppropriateLocked() {
        if (DEBUG) Slog.d(TAG, "becomeInactiveIfAppropriateLocked()");
        if ((!mScreenOn && !mCharging) || mForceIdle) {
            // Screen has turned off; we are now going to become inactive and start
            // waiting to see if we will ultimately go idle.
            if (mState == STATE_ACTIVE && mDeepEnabled) {
                mState = STATE_INACTIVE;
                if (DEBUG) Slog.d(TAG, "Moved from STATE_ACTIVE to STATE_INACTIVE");
                resetIdleManagementLocked();
                scheduleAlarmLocked(mInactiveTimeout, false);
                EventLogTags.writeDeviceIdle(mState, "no activity");
            }

我们来看下scheduleAlarmLocked函数，注意假设这里參数idleUntil是true会调用AlarmManager的setIdleUntil函数，调用这个函数后普通应用设置alarm将失效。

void scheduleAlarmLocked(long delay, boolean idleUntil) {
    if (mMotionSensor == null) {
        //在onBootPhase时，获取过位置检測传感器
        //假设终端没有配置位置检測传感器，那么终端永远不会进入到真正的Doze ilde状态
        // If there is no motion sensor on this device, then we won't schedule
        // alarms, because we can't determine if the device is not moving.
        return;
    }

    mNextAlarmTime = SystemClock.elapsedRealtime() + delay;
    if (idleUntil) {
        //此时IdleUtil的值为false
        mAlarmManager.setIdleUntil(AlarmManager.ELAPSED_REALTIME_WAKEUP,
                mNextAlarmTime, "DeviceIdleController.deep", mDeepAlarmListener, mHandler);
    } else {
        //30min后唤醒，调用mDeepAlarmListener的onAlarm函数
        mAlarmManager.set(AlarmManager.ELAPSED_REALTIME_WAKEUP,
                mNextAlarmTime, "DeviceIdleController.deep", mDeepAlarmListener, mHandler);
    }
}

须要注意的是，DeviceIdleController一直在监控屏幕状态和充电状态，一但不满足Doze模式的条件。前面提到的becomeActiveLocked函数就会被调用。

mAlarmManager设置的定时唤醒事件将被取消掉，mDeepAlarmListener的onAlarm函数不会被调用。

因此，我们知道了终端必须保持Doze模式的入口条件长达30min，才会进入mDeepAlarmListener.onAlarm：

private final AlarmManager.OnAlarmListener mDeepAlarmListener
        = new AlarmManager.OnAlarmListener() {
    @Override
    public void onAlarm() {
        synchronized (DeviceIdleController.this) {
            //进入到stepIdleStateLocked函数
            stepIdleStateLocked("s:alarm");
        }
    }
};

以下我们就来看下stepIdleStateLocked函数：

void stepIdleStateLocked(String reason) {
    ..........
    final long now = SystemClock.elapsedRealtime();
    //个人认为。以下这段代码。是针对Idle状态设计的
    //假设在Idle状态收到Alarm，那么将先唤醒终端，然后又一次推断是否须要进入Idle态
    //在介绍Doze模式原理时提到过，若应用调用AlarmManager的一些指定接口，仍然能够在Idle状态进行工作
    if ((now+mConstants.MIN_TIME_TO_ALARM) > mAlarmManager.getNextWakeFromIdleTime()) {
        // Whoops, there is an upcoming alarm.  We don't actually want to go idle.
        if (mState != STATE_ACTIVE) {
            becomeActiveLocked("alarm", Process.myUid());
            becomeInactiveIfAppropriateLocked();
        }
        return;
    }

    //以下是Doze模式的状态转变相关的代码
    switch (mState) {
        case STATE_INACTIVE:
            // We have now been inactive long enough, it is time to start looking
            // for motion and sleep some more while doing so.
            //保持屏幕熄灭。同一时候未充电达到30min，进入此分支

            //注冊一个mMotionListener，检測是否移动
            //假设检測到移动，将又一次进入到ACTIVE状态
            //对应代码比較直观，此处不再深入分析
            startMonitoringMotionLocked();

            //再次调用scheduleAlarmLocked函数，此次的时间仍为30min
            //也就说假设不发生退出Doze模式的事件。30min后将再次进入到stepIdleStateLocked函数
            //只是届时的mState已经变为STATE_IDLE_PENDING
            scheduleAlarmLocked(mConstants.IDLE_AFTER_INACTIVE_TIMEOUT, false);

            // Reset the upcoming idle delays.
            //mNextIdlePendingDelay为5min
            mNextIdlePendingDelay = mConstants.IDLE_PENDING_TIMEOUT;
            //mNextIdleDelay为60min
            mNextIdleDelay = mConstants.IDLE_TIMEOUT;

            //状态变为STATE_IDLE_PENDING 
            mState = STATE_IDLE_PENDING;
            ............
            break;
        case STATE_IDLE_PENDING:
            //保持息屏、未充电、精巧状态，经过30min后。进入此分支
            mState = STATE_SENSING;

            //保持Doze模式条件，4min后再次进入stepIdleStateLocked
            scheduleSensingTimeoutAlarmLocked(mConstants.SENSING_TIMEOUT);

            //停止定位相关的工作
            cancelLocatingLocked();
            mNotMoving = false;
            mLocated = false;
            mLastGenericLocation = null;
            mLastGpsLocation = null;

            //開始检測手机是否发生运动（这里应该是更仔细的側重于角度的变化）
            //若手机运动过。则又一次变为active状态
            mAnyMotionDetector.checkForAnyMotion();
            break;
        case STATE_SENSING:
            //上面的条件满足后。进入此分支。開始获取定位信息
            cancelSensingTimeoutAlarmLocked();
            mState = STATE_LOCATING;
            ............
            //保持条件30s，再次调用stepIdleStateLocked
            scheduleAlarmLocked(mConstants.LOCATING_TIMEOUT, false);

            //网络定位
            if (mLocationManager != null
                    && mLocationManager.getProvider(LocationManager.NETWORK_PROVIDER) != null) {
                mLocationManager.requestLocationUpdates(mLocationRequest,
                        mGenericLocationListener, mHandler.getLooper());
                mLocating = true;
            } else {
                mHasNetworkLocation = false;
            }

            //GPS定位
            if (mLocationManager != null
                    && mLocationManager.getProvider(LocationManager.GPS_PROVIDER) != null) {
                mHasGps = true;
                mLocationManager.requestLocationUpdates(LocationManager.GPS_PROVIDER, 1000, 5,
                        mGpsLocationListener, mHandler.getLooper());
                mLocating = true;
            } else {
                mHasGps = false;
            }

            // If we have a location provider, we're all set, the listeners will move state
            // forward.
            if (mLocating) {
                //无法定位则直接进入下一个case
                break;
            }
        case STATE_LOCATING:
            //停止定位和运动检測，直接进入到STATE_IDLE_MAINTENANCE
            cancelAlarmLocked();
            cancelLocatingLocked();
            mAnyMotionDetector.stop();

        case STATE_IDLE_MAINTENANCE:
            //进入到这个case后，终端開始进入Idle状态，也就是真正的Doze模式

            //定义退出Idle的时间此时为60min
            scheduleAlarmLocked(mNextIdleDelay, true);
            ............
            //退出周期逐步递增，每次乘2
            mNextIdleDelay = (long)(mNextIdleDelay * mConstants.IDLE_FACTOR);
            ...........
            //周期有最大值6h
            mNextIdleDelay = Math.min(mNextIdleDelay, mConstants.MAX_IDLE_TIMEOUT);
            if (mNextIdleDelay < mConstants.IDLE_TIMEOUT) {
                mNextIdleDelay = mConstants.IDLE_TIMEOUT;
            }

            mState = STATE_IDLE;
            ...........
            //通知PMS、NetworkPolicyManagerService等Doze模式开启。即进入Idle状态
            //此时PMS disable一些非白名单WakeLock。NetworkPolicyManagerService開始限制一些应用的网络訪问
            //消息处理的详细流程比較直观，此处不再深入分析
            mHandler.sendEmptyMessage(MSG_REPORT_IDLE_ON);
            break;

        case STATE_IDLE:
            //进入到这个case时，本次的Idle状态临时结束，开启maintenance window

            // We have been idling long enough, now it is time to do some work.
            mActiveIdleOpCount = 1;
            mActiveIdleWakeLock.acquire();

            //定义又一次进入Idle的时间为5min （也就是手机可处于Maintenance window的时间）
            scheduleAlarmLocked(mNextIdlePendingDelay, false);

            mMaintenanceStartTime = SystemClock.elapsedRealtime();
            //调整mNextIdlePendingDelay。乘2（最大为10min）
            mNextIdlePendingDelay = Math.min(mConstants.MAX_IDLE_PENDING_TIMEOUT,
                    (long)(mNextIdlePendingDelay * mConstants.IDLE_PENDING_FACTOR));

            if (mNextIdlePendingDelay < mConstants.IDLE_PENDING_TIMEOUT) {
                    mNextIdlePendingDelay = mConstants.IDLE_PENDING_TIMEOUT;
            }

            mState = STATE_IDLE_MAINTENANCE;
            ...........
            //通知PMS等临时退出了Idle状态。能够进行一些工作
            //此时PMS enable一些非白名单WakeLock；NetworkPolicyManagerService開始同意应用的网络訪问
            mHandler.sendEmptyMessage(MSG_REPORT_IDLE_OFF);
            break;
    }
}

上面的流程在凝视里面已经非常明确了，而我们在进入Deep idle时。发送了一个MSG_REPORT_IDLE_ON消息。我们看以下这个消息的处理和之前的MSG_REPORT_IDLE_ON_LIGHT一样的。关闭网络。禁止wakelock。

                case MSG_REPORT_IDLE_ON:
                case MSG_REPORT_IDLE_ON_LIGHT: {
                    EventLogTags.writeDeviceIdleOnStart();
                    final boolean deepChanged;
                    final boolean lightChanged;
                    if (msg.what == MSG_REPORT_IDLE_ON) {
                        deepChanged = mLocalPowerManager.setDeviceIdleMode(true);
                        lightChanged = mLocalPowerManager.setLightDeviceIdleMode(false);
                    } else {
                        deepChanged = mLocalPowerManager.setDeviceIdleMode(false);
                        lightChanged = mLocalPowerManager.setLightDeviceIdleMode(true);
                    }
                    try {
                        mNetworkPolicyManager.setDeviceIdleMode(true);
                        mBatteryStats.noteDeviceIdleMode(msg.what == MSG_REPORT_IDLE_ON
                                ? BatteryStats.DEVICE_IDLE_MODE_DEEP
                                : BatteryStats.DEVICE_IDLE_MODE_LIGHT, null, Process.myUid());
                    } catch (RemoteException e) {
                    }
                    if (deepChanged) {
                        getContext().sendBroadcastAsUser(mIdleIntent, UserHandle.ALL);
                    }
                    if (lightChanged) {
                        getContext().sendBroadcastAsUser(mLightIdleIntent, UserHandle.ALL);
                    }
                    EventLogTags.writeDeviceIdleOnComplete();
                } break;

而禁止alarm是通过调用例如以下函数，注意參数是true。參数是true会调用mAlarmManager.setIdleUntil函数。这样其它的alarm会被滞后（除非在白名单中）

scheduleAlarmLocked(mNextIdleDelay, true);

而每隔一段时间会进入Maintenance window的时间，此时是通过发送MSG_REPORT_IDLE_OFF消息，来恢复网络和wakelock。

而这个时候之前设置的mAlarmManager.setIdleUntil的alarm也到期了，因此其它alarm也恢复了。

可是这个时间仅仅有5分钟，又一次设置了alarm再次进入deep idle状态。

Idle总结

当手机关闭屏幕或者拔掉电源的时候。手机開始推断是否进入Doze模式。

Doze模式分两种，第一种是light idle：

1.light idle

light idle在手机灭屏且没有充电状态下。5分钟開始进入light idle流程。

然后第一次进入LIGHT_STATE_INACTIVE流程时，会再定义一个10分钟的alarm。然后系统进入light idle状态。这个状态会使不是白名单的应用禁止訪问网络，以及持wakelock锁。

2.deep idle

deep idle除了light idle的状态还会把非白名单中应用的alarm也禁止了。
 此时，系统中非白名单的应用将被禁止訪问网络，它们申请的Wakelock也会被disable。

 从上面的代码能够看出，系统会周期性的退出Idle状态。进入到MAINTENANCE状态。集中处理相关的任务。

 一段时间后，会又一次再次回到IDLE状态。

每次进入IDLE状态，停留的时间都会是上次的2倍。最大时间限制为6h。

当手机运动。或者点亮屏幕，插上电源等。系统都会又一次返回到ACTIVIE状态。

这里盗用别人的一样图，但不过deep idle的状态：

（这里特别说明下，alarm和wakelock都是由DeviceIdleController主动调用相关接口设置的。而网络是调用了DeviceIdleController的getAppIdWhitelist接口来获取应用的白名单的，从而禁止非白名单訪问网络。）

网络我们不分析了，之前我们在Android6.0时分析过idle状态下alarm和wakelock。7.0略微有点不一样，以下两篇博客又一次分析下吧。