电量性能优化
0x01 电量消耗
- 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
Battery Historian
Battery Historian 是 Android 5.0开始引入的新 API。通过下面指令可以得到设备上电量消耗信息
adb shell dumpsys batterystats > xxx.txt //得到整个设备的电量消耗信息
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：
python historian.py xxx.txt > xxx.html
batteryhisorian.png
0x02 电量状态
通过获取手机充电状态，得到充电状态信息之后，针对性对部分代码做优化。比如只有当手机处于 AC 充电状态时才去执行一些耗电操作。
不需要监听广播，直接获取
private boolean checkForPower() {
IntentFilter filter = new IntentFilter(Intent.ACTION_BATTERY_CHANGED);
Intent batteryStatus = this.registerReceiver(null, filter);
int chargePlug = batteryStatus.getIntExtra(BatteryManager.EXTRA_PLUGGED, -1);
boolean usbCharge = (chargePlug == BatteryManager.BATTERY_PLUGGED_USB);
boolean acCharge = (chargePlug == BatteryManager.BATTERY_PLUGGED_AC);
boolean wirelessCharge = false;
if (Build.VERSION.SDK_INT >= Build.VERSION_CODES.JELLY_BEAN_MR1) {
wirelessCharge = (chargePlug == BatteryManager.BATTERY_PLUGGED_WIRELESS);
}
return (usbCharge || acCharge || wirelessCharge);
}
0x03 Wakelock
使用 WakeLock 唤醒保持 CPU 工作并防止屏幕变暗关闭。但及时释放 WakeLock 是非常重要的。
不恰当的使用 WakeLock 会导致严重的错误。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。
但是仅仅设置超时是并不足够解决问题的，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。使用 JobScheduler 可以帮我们解决这些问题。
0x04 Job Scheduler
执行延迟任务有三种方式：
-
AlarmManager
使用AlarmManager设置定时任务，可以选择精确的间隔时间，也可以选择非精确时间作为参数。除非程序有很强烈的需要使用精确的定时唤醒，否者一定要避免使用他，我们应该尽量使用非精确的方式。
-
SyncAdapter
我们可以使用SyncAdapter为应用添加设置账户，这样在手机设置的账户列表里面可以找到我们的应用。这种方式功能更多，但是实现起来比较复杂。我们可以从这里看到官方的培训课程：http://developer.android.com/training/sync-adapters/index.html
-
JobSchedulor
这是最简单高效的方法，我们可以设置任务延迟的间隔，执行条件，还可以增加重试机制
Job Scheduler，不紧急的任务交给 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。
示例使用 Job Scheduler 的一段简要示例：
先创建一个 JobService
public class MyJobService extends JobService {
private static final String LOG_TAG = "MyJobService";
@Override
public void onCreate() {
super.onCreate();
Log.i(LOG_TAG, "MyJobService created");
}
@Override
public void onDestroy() {
super.onDestroy();
Log.i(LOG_TAG, "MyJobService destroyed");
}
@Override
public boolean onStartJob(JobParameters params) {
if (isNetworkConnected()) {
new SimpleDownloadTask() .execute(params);
return true;
} else {
Log.i(LOG_TAG, "No connection on job " + params.getJobId() + "; sad face");
}
return false;
}
@Override
public boolean onStopJob(JobParameters params) {
Log.i(LOG_TAG, "Whelp, something changed, so I'm calling it on job " + params.getJobId());
return false;
}
private boolean isNetworkConnected() {
ConnectivityManager connectivityManager =
(ConnectivityManager) getSystemService(Context.CONNECTIVITY_SERVICE);
NetworkInfo networkInfo = connectivityManager.getActiveNetworkInfo();
return (networkInfo != null && networkInfo.isConnected());
}
private class SimpleDownloadTask extends AsyncTask {
protected JobParameters mJobParam;
@Override
protected String doInBackground(JobParameters... params) {
// cache system provided job requirements
mJobParam = params[0];
try {
InputStream is = null;
// Only display the first 50 characters of the retrieved web page content.
int len = 50;
URL url = new URL("https://www.google.com");
HttpURLConnection conn = (HttpURLConnection) url.openConnection();
conn.setReadTimeout(10000); //10sec
conn.setConnectTimeout(15000); //15sec
conn.setRequestMethod("GET");
//Starts the query
conn.connect();
int response = conn.getResponseCode();
Log.d(LOG_TAG, "The response is: " + response);
is = conn.getInputStream();
// Convert the input stream to a string
Reader reader = null;
reader = new InputStreamReader(is, "UTF-8");
char[] buffer = new char[len];
reader.read(buffer);
return new String(buffer);
} catch (IOException e) {
return "Unable to retrieve web page.";
}
}
@Override
protected void onPostExecute(String result) {
jobFinished(mJobParam, false);
Log.i(LOG_TAG, result);
}
}
}
然后通过模拟点击 Button 触发 N 个任务，交给 JobService 处理
public class FreeTheWakelockActivity extends ActionBarActivity {
public static final String LOG_TAG = "FreeTheWakelockActivity";
TextView mWakeLockMsg;
ComponentName mServiceComponent;
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_wakelock);
mWakeLockMsg = (TextView) findViewById(R.id.wakelock_txt);
mServiceComponent = new ComponentName(this, MyJobService.class);
Intent startServiceIntent = new Intent(this, MyJobService.class);
startService(startServiceIntent);
Button theButtonThatWakelocks = (Button) findViewById(R.id.wakelock_poll);
theButtonThatWakelocks.setText(R.string.poll_server_button);
theButtonThatWakelocks.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
@Override
public void onClick(View v) {
pollServer();
}
});
}
public void pollServer() {
JobScheduler scheduler = (JobScheduler) getSystemService(Context.JOB_SCHEDULER_SERVICE);
for (int i=0; i<10; i++) {
JobInfo jobInfo = new JobInfo.Builder(i, mServiceComponent)
.setMinimumLatency(5000) // 5 seconds
.setOverrideDeadline(60000) // 60 seconds (for brevity in the sample)
.setRequiredNetworkType(JobInfo.NETWORK_TYPE_ANY) // WiFi or data connections
.build();
mWakeLockMsg.append("Scheduling job " + i + "!\n");
scheduler.schedule(jobInfo);
}
}
}
0x05 网络消耗电量
- 如下图所示，电量在激活瞬间，发送数据的瞬间，接收数据的瞬间 有明显的消耗。在网络硬件模块被激活之后，会继续保持几十秒的电量消耗，知道没有新的网络操作行为之后，才会进入休眠状态
networkbattery.png
- 移动网络传输数据，电量消耗有三种状态，Full power / Low power / Standby
- 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。
- WiFi 情况下，网络传输的电量消耗比移动网络少很多，应该尽量减少移动网络下的数据传输。
0x06 定位消耗电量
开启定位功能是一个相对比较耗电的操作。通过 GPS 定位服务相比起使用网络进行定位更加耗电，但是也相对精准一些。
谷歌自带的定位服务国内受限，不过优化策略可以参考
implementation 'com.google.android.gms:play-services:12.0.1'
LocationRequest mLocationRequest = new LocationRequest();
mLocationRequest.setPriority(LocationRequest.PRIORITY_HIGH_ACCURACY);
mLocationRequest.setInterval(10000);
mLocationRequest.setFastestInterval(5000);
-
setInterval
- 每隔多长的时间获取一次位置更新，时间相隔越短，自然花费的电量就越多，但是时间相隔太长，又无法及时获取到更新的位置信息。
- 其中存在的一个优化点是，我们可以通过判断返回的位置信息是否相同，从而决定设置下次的更新间隔是否增加一倍，通过这种方式可以减少电量的消耗
-
setFastestInterval
- 整个系统中很可能存在其他的应用也在请求位置更新，那些应用很有可能设置的更新间隔时间很短，这种情况下，我们就可以通过setFestestInterval的方法来过滤那些过于频繁的更新。
-
setPriority()
- 提供了四种不同精度与耗电量的参数给应用进行设置调用，
PRIORITY_HIGH_ACCURACY / PRIORITY_BALANCED_POWER_ACCURACY / PRIORITY_LOW_POWER / PRIORITY_NO_POWER
- 提供了四种不同精度与耗电量的参数给应用进行设置调用，
0x06 参考资料
感谢以下文章作者
Android性能优化典范 - 第3季