耗电优化（三）：JobScheduler，WorkManager

// 在android8.0以后的电量提醒问题。（文章分成JobScheduler和WorkManager两个大部分，互不影响，可以自行查阅）

问题描述

在Android8.0以后的安卓手机上，为了实现App在后台的时候也能接收到服务器端的实时消息，使用了Service，然而在关闭App或进入后台时，系统则会经常弹出一个无法清除掉的消息：“有耗电高的应用在后台”。

为了解决这个问题，我们查阅了Android开发者的官方文档，有关后台任务(Background Task)的部分。由于这部分文档只有英文的版本，所以简单说明一下：

它首先解释了不同的情况要如何选择最合适的解决方案。下面有一个表格简单说明了这个问题：

img

策略的选择

不知道上面这个表格看完，你有没有完全理解呢？
因为这篇文档中很多晦涩的专业英语，所以我在理解上也有很多的不解。总体来说它介绍了几种解决方案。其中似乎比较新的WorkManager还在测试阶段，所以我打算后面再去尝试，这里首先试试JobScheduler。

在使用JobSchdeuler进行尝试的时候我首先找到了一个博客作为参考——JobScheduler API的使用详细:
首先我先创建了一个MyJobService类，执行的工作内容是向文件写入内容。
（在JobService中我还创建了一个AsyncTask用来异步写入文件）

/**
* 编译环境：

Android Studio 3.1.4
Build #AI-173.4907809, built on July 24, 2018
JRE: 1.8.0_152-release-1024-b02 amd64
JVM: OpenJDK 64-Bit Server VM by JetBrains s.r.o
Windows 10 10.0
*/
package com.hongfei.intsig.backgrounddemo;


import android.annotation.SuppressLint;
import android.app.job.JobParameters;
import android.app.job.JobService;
import android.content.Context;
import android.net.ConnectivityManager;
import android.net.NetworkInfo;
import android.os.AsyncTask;
import android.util.Log;

import java.io.File;
import java.io.FileOutputStream;
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;

@SuppressLint("NewApi")
public class MyJobService extends JobService {
    private static final String TAG = "MyJobService";

    @Override
    public boolean onStartJob(JobParameters jobParameters) {
        if (isNetworkConnected()) {
            new SimpleDownloadTask().execute(jobParameters);
            return true;
        } else {
        }
        return false;
    }

    @Override
    public boolean onStopJob(JobParameters jobParameters) {
//        Log.i(TAG, "stop job，名字是： " + jobParameters.getJobId());
        return true;
    }

    private boolean isNetworkConnected() {
        ConnectivityManager manager = (ConnectivityManager) getSystemService(Context.CONNECTIVITY_SERVICE);
        NetworkInfo info = manager.getActiveNetworkInfo();
        return (info != null && info.isConnected());
    }


    private class SimpleDownloadTask extends AsyncTask {
        private JobParameters mJobParam;

        @Override
        protected String doInBackground(JobParameters... params) {
            mJobParam = params[0];
            // 具体的后台操作
            try{

                File file = new File("/storage/emulated/0/1/testBackground.txt");

                FileOutputStream fos = new FileOutputStream(file, true);

                SimpleDateFormat formatter = new SimpleDateFormat("yyyy/MM/dd--HH时mm分ss秒SSS");
                String content = "测试内容，JobID为：" + mJobParam.getJobId() + "。在时间:" + formatter.format(new Date()) + "打印完成\n";
                byte [] bytes = content.getBytes();
                fos.write(bytes);
                fos.close();

                return "成功写入";
            }

            catch(Exception e){
                e.printStackTrace();
                return "未成功！ " + e.getMessage();
            }
        }

        @Override
        protected void onPostExecute(String result) {
            jobFinished(mJobParam, true);
            super.onPostExecute(result);
        }
    }
}

有了这个JobService之后，在MainActivity中，创建一个按钮，执行以下函数（创建一个Scheduler）

/**
* 按钮的回调函数
*/
@SuppressLint("NewApi")
    private void doBackgroundJob() {
        int jobId;
        // 创建三个id递增的job Service
        for (int i = 0; i < 3; i++) {
            jobId = 0;
             JobInfo jobInfo = new JobInfo.Builder(jobId, mJobService)
                    .setMinimumLatency(10000)// 设置任务运行最少延迟时间
                    .setOverrideDeadline(60000)// 设置deadline，若到期还没有达到规定的条件则会开始执行
                    .setRequiresCharging(false)// 设置是否充电的条件
                    .setRequiresDeviceIdle(false)// 设置手机是否空闲的条件
                    .build();
            mTvResult.append("scheduling job " + i + "。在时间：" + new Date().toString() + "!\n");
            mJobScheduler.schedule(jobInfo);
        }
    }

点击按钮后，就会发现过了一段时间之后会打印出一段文字。
这里为了能够更好地理解，我们将按钮的回调函数改为下面的函数：

/**
* 按钮的回调函数修改
*/
    @SuppressLint("NewApi")
    private void doBackgroundJob() {
        int jobId = 201;
        for (int i = 0; i < 3; i++) {
            jobId = jobId + i;
            JobInfo jobInfo = new JobInfo.Builder(jobId, mJobService)
                    .setPeriodic(MIN_PERIOD_MILLIS, MIN_FLEX_MILLIS)
                    .build();
            mJobScheduler.schedule(jobInfo);

            SimpleDateFormat formatter = new SimpleDateFormat("yyyy/MM/dd--HH时mm分ss秒SSS");
            try {
                File file = new File("/storage/emulated/0/1/testBackground.txt");

                FileOutputStream fos = new FileOutputStream(file, true);

                String content = "开始计划任务，JobID为：" + jobId+ "。在时间:" + formatter.format(new Date()) + "打印完成\n";
                byte [] bytes = content.getBytes();
                fos.write(bytes);
                fos.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            mTvResult.append(formatter.format(new Date())+ "\n");
        }
    }

这样就可以把大部分需要检查的内容都打印到日志文件中了。点击按钮之后，就把手机放在一边，任凭他关闭屏幕，就算把APP关闭到后台也无影响（但是不能强行清除后台。）
好了，这个调研就先到这里，让手机跑一会儿之后我把日志文件贴上来~现在我们转为去研究一下有关WorkManager的内容吧。

1天后：我又翻开了测试机的测试文件，没想到昨天上午开始的Job，后来一直没怎么使用，Job的内容就这么奇怪，具体日志文件如下：

开始计划任务，JobID为：201。在时间:2018/10/11--11时07分07秒823打印完成
开始计划任务，JobID为：202。在时间:2018/10/11--11时07分07秒834打印完成
开始计划任务，JobID为：204。在时间:2018/10/11--11时07分07秒846打印完成
测试内容，JobID为：202。在时间:2018/10/11--11时17分22秒437打印完成
测试内容，JobID为：201。在时间:2018/10/11--11时17分22秒445打印完成
测试内容，JobID为：204。在时间:2018/10/11--11时17分22秒453打印完成
测试内容，JobID为：202。在时间:2018/10/11--11时17分52秒493打印完成
测试内容，JobID为：204。在时间:2018/10/11--11时17分57秒505打印完成
测试内容，JobID为：201。在时间:2018/10/11--11时17分57秒513打印完成
测试内容，JobID为：202。在时间:2018/10/11--11时18分52秒832打印完成
测试内容，JobID为：204。在时间:2018/10/11--11时18分57秒566打印完成
测试内容，JobID为：201。在时间:2018/10/11--11时19分02秒574打印完成
测试内容，JobID为：202。在时间:2018/10/11--11时21分52秒477打印完成
测试内容，JobID为：201。在时间:2018/10/11--11时21分52秒485打印完成
测试内容，JobID为：204。在时间:2018/10/11--11时21分52秒490打印完成
测试内容，JobID为：202。在时间:2018/10/11--11时25分52秒567打印完成
测试内容，JobID为：201。在时间:2018/10/11--11时25分57秒573打印完成
测试内容，JobID为：204。在时间:2018/10/11--11时25分57秒582打印完成
测试内容，JobID为：202。在时间:2018/10/11--11时33分52秒631打印完成
测试内容，JobID为：201。在时间:2018/10/11--11时33分57秒632打印完成
测试内容，JobID为：204。在时间:2018/10/11--11时34分02秒725打印完成
测试内容，JobID为：202。在时间:2018/10/11--11时50分14秒637打印完成
测试内容，JobID为：201。在时间:2018/10/11--11时50分14秒645打印完成
测试内容，JobID为：204。在时间:2018/10/11--11时50分14秒654打印完成
测试内容，JobID为：204。在时间:2018/10/11--12时22分32秒740打印完成
测试内容，JobID为：201。在时间:2018/10/11--12时22分32秒752打印完成
测试内容，JobID为：202。在时间:2018/10/11--12时22分32秒778打印完成
测试内容，JobID为：202。在时间:2018/10/11--18时01分27秒071打印完成
测试内容，JobID为：204。在时间:2018/10/11--18时01分27秒095打印完成
测试内容，JobID为：201。在时间:2018/10/11--18时01分27秒109打印完成
测试内容，JobID为：202。在时间:2018/10/11--22时48分53秒938打印完成
测试内容，JobID为：204。在时间:2018/10/11--22时48分53秒979打印完成
测试内容，JobID为：201。在时间:2018/10/11--22时48分53秒985打印完成

这时候使用命令行adb shell'dumpsys jobscheduler | grep 包名'的指令也终于发现没有后台Service了。
唯一能够确定的是使用JobScheduler的话，只要把APP清除了，就一定会停止任务。

WorkManager

从WorkManager的官方文档入手。

这一页大概只是说了：WorkMangaer是一个完全智能的任务分配器。你可以完全把要执行的任务丢给他，他就会帮你选择最优的办法（但是要是那种关闭程序就可以结束的任务就别扔给他啦，可以扔给线程池[ThreadPool]）。

这后面有关WorkManager的部分还有两页，一页基础功能，一页进阶功能。
考虑到我们要实现的只是循环工作，我猜第一页-WorkManager basics的最后一部分-RecurringTasks就可以实现。总之我们先继续往下看吧~

文章第一段就告诉我们，如果想要把WorkManager库导入你的项目，需要参考另外一篇文章-Adding Components to your Project.。

为了一会我们的项目能够正常使用WorkManager，这里我们就花些时间先把导入工作做好：

首先确保我们项目的compileSdk在28或以上（打开app级别的build.gradle文件）。
确保compileSdk在28以上之后，就可以在dependencies内添加下面两行语句

dependencies{
    ...
    // 添加下面两行代码
    def work_version = "1.0.0-alpha10"
    implementation "android.arch.work:work-runtime:$work_version" // use -ktx for Kotlin
    ...
}

类和概念

简单介绍了几个WorkManager的重要类：

类名	说明	是否是抽象类
Worker	表明了要执行的任务。	√
WorkRequest	指明需要哪一个Worker去执行task 有两个子类OneTimeWrokRequest和PeriodicWorkRequest，顾名思义。而且都有各自的Build()方法	√
WorkManager	为你的WorkRequest们排序，管理	--
WorkStatus	观测的状态	--

典型的工作流程

这种流程官网举了一个例子，类似于照片APP要不断的压缩处理存储的图片，这就是一个典型流程。重点是——你分配了这个任务以后就可以忘了它了，不需要关心什么时间真正的执行。

// todo:这里是单次执行的任务，和我们的需求不符合，之后再看。

任务限定条件

这一部分讲任务执行的条件的设置。

// todo:这里和我们的需求不符合，之后再看。

给任务加TAG

就是一个集中处理，可以理解成微信好友的分组orz

重复性任务

其实这里和前面的典型的工作流程差不多，不过由于前面没有讲述，所以这里具体描述一下过程。

首先创建一个继承自Worker的类：

public class MyFileWorker extends Worker {
    // 自定义你自己的Worker
}

Worker是一个抽线类，所以我们首先要实现必须要实现的方法：

public class MyFileWorker extends Worker {
    public MyFileWorker(
            @NonNull Context context,
            @NonNull WorkerParameters params) {
        super(context, params);
    }

    @Override
    public Worker.Result doWork() {
        //todo: 添加你自己的任务


        return Result.SUCCESS;  
        // 返回Result.SUCCESS表示任务成功执行。
        // 返回Result.FAILUER表示任务执行失败但是不用重试。
        // 返回Result.RETRY表示任务执行失败稍后重试。
    }
}

这里贴一下我的Worker的最终效果：

import android.content.Context;
import android.support.annotation.NonNull;

import java.io.File;
import java.io.FileOutputStream;
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;

import androidx.work.Worker;
import androidx.work.WorkerParameters;

public class MyFileWorker extends Worker {

    public MyFileWorker(
            @NonNull Context context,
            @NonNull WorkerParameters params) {
        super(context, params);
    }

    @Override
    public Worker.Result doWork() {
        boolean isWriteFileSuccessful = testWriteIntoFile();
        if(isWriteFileSuccessful)
            return Result.SUCCESS;
        else 
            return Result.RETRY;

        // (Returning RETRY tells WorkManager to try this task again
        // later; FAILURE says not to try again.)
    }


    /**
     * 一个向文件内写入的函数，成功返回true，失败返回false
     */
    private boolean testWriteIntoFile() {
        try{
            File file = new File("/storage/emulated/0/1/testBackground.txt");
            FileOutputStream fos = new FileOutputStream(file, true); // 向文件内追加写入

            SimpleDateFormat formatter = new SimpleDateFormat("yyyy/MM/dd--HH时mm分ss秒SSS");
            String content = "WorkManager的测试内容。在时间:" + formatter.format(new Date()) + "打印完成\n";
            byte [] bytes = content.getBytes();
            fos.write(bytes);
            fos.close();
            return true;
        }

        catch(Exception e){
            e.printStackTrace();
            return true;
        }
    }
}

就是个简单的向文件中写日志的功能。

在主界面添加一个按钮，按钮的回调是周期性调用Work。具体代码如下：

 private void initView() {
        ...
        findViewById(R.id.btWorkManager).setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
            @Override
            public void onClick(View view) {
                doBackgroundJobWithWorkManager();
            }
        });
    }

    private void doBackgroundJobWithWorkManager() {
        PeriodicWorkRequest.Builder fileWritingBuilder =
                new PeriodicWorkRequest.Builder(MyFileWorker.class, 15,
                        TimeUnit.MINUTES); // 这里要注意15min是限制的最短时间了，具体可以查看Builder函数的注释。
        

        // Create the actual work object:
        PeriodicWorkRequest fileWritingWork = fileWritingBuilder.build();
        // Then enqueue the recurring task:
        WorkManager.getInstance().enqueue(fileWritingWork);



        SimpleDateFormat formatter = new SimpleDateFormat("yyyy/MM/dd--HH时mm分ss秒SSS");
        try {
            File file = new File("/storage/emulated/0/1/testBackground.txt");

            FileOutputStream fos = new FileOutputStream(file, true);

            String content = "开始WorkManager。在时间" + formatter.format(new Date()) + "打印完成\n";
            byte [] bytes = content.getBytes();
            fos.write(bytes);
            fos.close();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        mTvResult.append("这是WorkManager" + formatter.format(new Date())+ "\n");
    }

准备完成，开始调试————我在10月12日15:40:45 122毫秒的时间点击了按钮开始测试WorkManager。不出意外的话十五分钟左右之后文件内会追加第一行信息，如果成功我会清空后台，看看之后会不会出现。
（要指明的是，在我点击了开始任务的时间之后大概一秒钟之内，在15:40:45 239秒就写入了第一行测试内容。现在文件大小是2.98kb）

15:56:55 335毫秒，打印了第二次日志。
16:10:45 278毫秒，打印了第三次日志。
现在我们关闭后台程序。
16:27 文件还是没有变化，估计是出了问题或者干脆不可行。
16:34 在查看其他文档的同时将APP开启，顺便检测一下是否会重新开始运行。
结果16:34:07 324毫秒就打印了第四次日志。
16:48 再次关闭APP
16:52 还未打印出日志，打开APP
16:52:16 498马上打印出了第五次日志。

16:59，对APP做了少许修改，然后点击运行（不知道这样会不会终止任务？）。
※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※
17:07：46 692毫秒，打印出第六次日志（但是要注意的是这里我对MyFileWorker类做了一些修改，让它打印出的内容是包含ID的，结果打印出了新的内容【我并没有点击新建WorkManager的按钮，也就是说它还在执行旧的Work，只是执行的时候到程序的代码处去找工作内容的时候，获取到了新的工作内容。】）
※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※

↑↑↑↑↑↑↑这个发现也很重要，总之是证明了正常情况下重启APP还是会执行旧的WorkSequence↑↑↑↑↑

这里附上日志文件WorkManager部分的全部内容：

开始WorkManager。在时间2018/10/12--15时40分45秒120打印完成
WorkManager的测试内容。在时间:2018/10/12--15时40分45秒239打印完成
WorkManager的测试内容。在时间:2018/10/12--15时56分55秒335打印完成
WorkManager的测试内容。在时间:2018/10/12--16时10分45秒278打印完成
WorkManager的测试内容。在时间:2018/10/12--16时34分07秒234打印完成
WorkManager的测试内容。在时间:2018/10/12--16时52分16秒498打印完成
WorkManager,序列7949ca4a-b92e-4ffc-b8ab-db7eea3724b0的测试内容。在时间:2018/10/12--17时07分46秒692打印完成

参考博客-Android Jetpack - 使用 WorkManager 管理后台任务的“保活？”部分，原文内容是：

这里引入一个思考，既然 WorkManager 的生命力这么强，还可以实现定时任务，那能不能让我们的应用生命力也这么强？换句话说，能不能用它来保活?

要是上面有细看的话，你应该已经发现这几点了：

定时任务有最小间隔时间的限制，是 15 分钟

只有程序运行时，任务才会得到执行

无法拉起 Activity

总之，用 WorkManager 保活是不可能了，这辈子都不可能保活了。

其中第二点——“只有程序运行时，任务才会得到执行。”和我们观测到的情况相一致。
也就是说应该是很难做到即使关闭APP还是能够一直刷新的情况了……但是可以保证程序在后台也可以执行。并且关闭APP再启动的时候也不用重新发布任务。

总结：

JobScheduler和WorkManager都只能在APP存活的时候执行，但是定时器是一直工作的。
关闭APP再启动，JobScheduler并不能够直接继续运行，但是WorkManager可以。
如果重启APP的时候，WorkManager任务的计时器应该已经执行了一次或多次，则会立即开始执行。
重启App之后WorkManager如果直接执行了一个任务，则从这个时候开始算新的周期，不会按旧有周期走。

参考：（JobScheduler部分）
https://www.jianshu.com/p/1f2103d3d2a2
https://blog.csdn.net/allisonchen/article/details/79218713
https://developer.android.com/reference/android/app/job/JobScheduler

参考：(WorkManager部分)
https://www.jianshu.com/p/e495ee6e84de

作者：任冉rr
链接：https://www.jianshu.com/p/b12a1163c4c2