android 后台长时间执行周期性定时任务 解决方案收集

我觉得用以下东西就可以：
IntentService, AlarmManager, PendingIntent.加一个BroardcastReciever

IntentService会自己开一个线程，AlarmManager加PendingIntent可以实现没两小时发个广播，然后Reciever启动这个Service,Service干完活后stop掉。

放在服务中执行
AlarmManager alarmManager = (AlarmManager)getSystemService(Context.ALARM_SERVICE);
PendingIntent pi = createAlarmIntent();//启动自身服务的Intent
long nextTime = SystemClock.elapsedRealtime() +　NEXT_DELAY;
alarmManager.set(AlarmManager.ELAPSED_REALTIME_WAKEUP, nextTime, pi);

 

总体上来说 Android 的电源管理还是比较简单的 ,  主要就是通过锁和定时器来切换系统的状态 , 使系统的功耗降至最低 , 整个系统的电源管理架构图如下 :

接下来我们从 Java 应用层面 , Android framework 层面 , Linux 内核层面分别进行详细的讨论 :

应用层的使用 :

Android 提供了现成 android.os.PowerManager 类 , 该类用于控制设备的电源状态的切换 .

该类对外有三个接口函数 :

         void goToSleep(long time); // 强制设备进入 Sleep 状态

         Note:

尝试在应用层调用该函数 , 却不能成功 , 出现的错误好象是权限不够 ,  但在 Framework 下面的 Service 里调用是可以的 .

         newWakeLock(int flags, String tag);// 取得相应层次的锁

flags 参数说明 :

PARTIAL_WAKE_LOCK: Screen off, keyboard light off

SCREEN_DIM_WAKE_LOCK: screen dim, keyboard light off

SCREEN_BRIGHT_WAKE_LOCK: screen bright, keyboard light off

FULL_WAKE_LOCK: screen bright, keyboard bright

ACQUIRE_CAUSES_WAKEUP:  一旦有请求锁时强制打开 Screen 和 keyboard light

ON_AFTER_RELEASE:  在释放锁时 reset activity timer

Note:

如果申请了 partial wakelock, 那么即使按 Power 键 , 系统也不会进 Sleep, 如 Music 播放时

如果申请了其它的 wakelocks, 按 Power 键 , 系统还是会进 Sleep

         void userActivity(long when, boolean noChangeLights);//User activity 事件发生 , 设备会被切换到 Full on 的状态 , 同时 Reset Screen off timer.

Sample code:

         PowerManager pm = (PowerManager)getSystemService(Context.POWER_SERVICE);

PowerManager.WakeLock wl = pm.newWakeLock (PowerManager.SCREEN_DIM_WAKE_LOCK, “My Tag”);

         wl.acquire();

         …….

         wl.release();

Note:

1.  在使用以上函数的应用程序中 , 必须在其 Manifest.xml 文件中加入下面的权限 :

    <uses-permission android:name="android.permission.WAKE_LOCK" />

<uses-permission android:name="android.permission.DEVICE_POWER" />

2.  所有的锁必须成对的使用 , 如果申请了而没有及时释放会造成系统故障 . 如申请了 partial wakelock, 而没有及时释放 , 那系统就永远进不了 Sleep 模式 .

Android Framework 层面 :

其主要代码文件如下 :

frameworks\base\core\java\android\os\PowerManager.java

frameworks\base\services\java\com\android\server\PowerManagerService.java

frameworks\base\core\java\android\os\Power.java

frameworks\base\core\jni\android_os_power.cpp

hardware\libhardware\power\power.c

其中 PowerManagerService.java 是核心 , Power.java 提供底层的函数接口 , 与 JNI 层进行交互 , JNI 层的代码主要在文件 android_os_Power.cpp 中 , 与 Linux kernel 交互是通过 Power.c 来实现的 , Andriod 跟 Kernel 的交互主要是通过 sys 文件的方式来实现的 , 具体请参考 Kernel 层的介绍 .

 

这一层的功能相对比较复杂 , 比如系统状态的切换 , 背光的调节及开关 ,Wake Lock 的申请和释放等等 , 但这一层跟硬件平台无关 , 而且由 Google 负责维护 , 问题相对会少一些 , 有兴趣的朋友可以自己查看相关的代码 .

Kernel 层 :

其主要代码在下列位置 :

drivers/android/power.c

其对 Kernel 提供的接口函数有

EXPORT_SYMBOL(android_init_suspend_lock); // 初始化 Suspend lock, 在使用前必须做初始化

EXPORT_SYMBOL(android_uninit_suspend_lock); // 释放 suspend lock 相关的资源

EXPORT_SYMBOL(android_lock_suspend); // 申请 lock, 必须调用相应的 unlock 来释放它

EXPORT_SYMBOL(android_lock_suspend_auto_expire);// 申请 partial wakelock,  定时时间到后会自动释放

EXPORT_SYMBOL(android_unlock_suspend); // 释放 lock

EXPORT_SYMBOL(android_power_wakeup); // 唤醒系统到 on

EXPORT_SYMBOL(android_register_early_suspend); // 注册 early suspend 的驱动

EXPORT_SYMBOL(android_unregister_early_suspend); // 取消已经注册的 early suspend 的驱动

 

提供给 Android Framework 层的 proc 文件如下 :

"/sys/android_power/acquire_partial_wake_lock" // 申请 partial wake lock

"/sys/android_power/acquire_full_wake_lock" // 申请 full wake lock

"/sys/android_power/release_wake_lock" // 释放相应的 wake lock

"/sys/android_power/request_state" // 请求改变系统状态 , 进 standby 和回到 wakeup 两种状态

"/sys/android_power/state" // 指示当前系统的状态

 

Android 的电源管理主要是通过 Wake lock 来实现的 , 在最底层主要是通过如下三个队列来实现其管理 :

static LIST_HEAD(g_inactive_locks);

static LIST_HEAD(g_active_partial_wake_locks);

static LIST_HEAD(g_active_full_wake_locks);

所有初始化后的 lock 都会被插入到 g_inactive_locks 的队列中 , 而当前活动的 partial wake lock 都会被插入到 g_active_partial_wake_locks 队列中 ,  活动的 full wake lock 被插入到 g_active_full_wake_locks 队列中 ,  所有的 partial wake lock  和 full wake lock 在过期后或 unlock 后都会被移到 inactive 的队列 , 等待下次的调用 .

在 Kernel 层使用 wake lock 步骤如下 :

1.         调用函数 android_init_suspend_lock 初始化一个 wake lock

2.         调用相关申请 lock 的函数 android_lock_suspend  或  android_lock_suspend_auto_expire 请求 lock, 这里只能申请 partial wake lock,  如果要申请 Full wake lock, 则需要调用函数 android_lock_partial_suspend_auto_expire( 该函数没有 EXPORT 出来 ), 这个命名有点奇怪 , 不要跟前面的 android_lock_suspend_auto_expire 搞混了 .

3.         如果是 auto expire 的 wake lock 则可以忽略 , 不然则必须及时的把相关的 wake lock 释放掉 , 否则会造成系统长期运行在高功耗的状态 .

4.         在驱动卸载或不再使用 Wake lock 时请记住及时的调用 android_uninit_suspend_lock 释放资源 .

 

系统的状态 :

         USER_AWAKE, //Full on status

         USER_NOTIFICATION, //Early suspended driver but CPU keep on

         USER_SLEEP // CPU enter sleep mode

其状态切换示意图如下 :

 

 

系统正常开机后进入到 AWAKE 状态 , Backlight 会从最亮慢慢调节到用户设定的亮度 , 系统 screen off timer(settings->sound & display-> Display settings -> Screen timeout) 开始计时 , 在计时时间到之前 , 如果有任何的 activity 事件发生 , 如 Touch click, keyboard pressed 等事件 ,  则将 Reset screen off timer,  系统保持在 AWAKE 状态 .  如果有应用程序在这段时间内申请了 Full wake lock, 那么系统也将保持在 AWAKE 状态 ,  除非用户按下 power key.  在 AWAKE 状态下如果电池电量低或者是用 AC 供电 screen off timer 时间到并且选中 Keep screen on while pluged in 选项 ,backlight 会被强制调节到 DIM 的状态 .

如果 Screen off timer 时间到并且没有 Full wake lock 或者用户按了 power key, 那么系统状态将被切换到 NOTIFICATION, 并且调用所有已经注册的 g_early_suspend_handlers 函数 ,  通常会把 LCD 和 Backlight 驱动注册成 early suspend 类型 , 如有需要也可以把别的驱动注册成 early suspend,  这样就会在第一阶段被关闭 .  接下来系统会判断是否有 partial wake lock acquired,  如果有则等待其释放 ,  在等待的过程中如果有 user activity 事件发生 , 系统则马上回到 AWAKE 状态 ; 如果没有 partial wake lock acquired,  则系统会马上调用函数 pm_suspend 关闭其它相关的驱动 , 让 CPU 进入休眠状态 .

系统在 Sleep 状态时如果检测到任何一个 Wakeup source,  则 CPU 会从 Sleep 状态被唤醒 , 并且调用相关的驱动的 resume 函数 , 接下来马上调用前期注册的 early suspend 驱动的 resume 函数 , 最后系统状态回到 AWAKE 状态 . 这里有个问题就是所有注册过 early suspend 的函数在进 Suspend 的第一阶段被调用可以理解 , 但是在 resume 的时候 , Linux 会先调用所有驱动的 resume 函数 , 而此时再调用前期注册的 early suspend 驱动的 resume 函数有什么意义呢 ? 个人觉得 android 的这个 early suspend 和 late resume 函数应该结合 Linux 下面的 suspend 和 resume 一起使用 , 而不是单独的使用一个队列来进行管理 .

由于本人对Android研究的时间还不长,也许其中有些地方理解不正确, 甚至是错误的, 请大家谅解. 如果大家发现有疑问的地方,有兴趣也可以一起来讨论.

 

 

Alarm manager 主要管理硬件时钟。

一些与时间相关的应用，如日历，闹钟等需要使用Alarm Manager的服务。Alarm manager功能相对比较简单，相关代码位于
frameworks/base/core/jni/server/com_android_server_AlarmManagerService.cpp
frameworks/base/services/java/com/android/server/AlarmManagerService.java

一. frameworks/base/core/jni/server/com_android_server_AlarmManagerService.cpp
这部分代码直接管理硬件时钟，设备名为/dev/alarm。包括打开设备，关闭设备，设置时区，设置触发时间（timeout），以及等待时钟触发。
二. frameworks/base/services/java/com/android/server/AlarmManagerService.java
这部分封装目录一中的代码，向上提供java接口，同时与客户端（如calendar）交互，接收来自客户端的时钟设置请求，并在时钟触发时通知客户端。

Alarm是在预定的时间上触发Intent的一种独立的方法。

 

Alarm超出了应用程序的作用域，所以它们可以用于触发应用程序事件或动作，甚至在应用程序关闭之后。与Broadcast Receiver结合，它们可以变得尤其的强大，可以通过设置Alarm来启动应用程序或者执行动作，而应用程序不需要打开或者处于活跃状态。

 

举个例子，你可以使用Alarm来实现一个闹钟程序，执行正常的网络查询，或者在“非高峰”时间安排耗时或有代价的操作。

 

对于仅在应用程序生命周期内发生的定时操作，Handler类与Timer和Thread类的结合是一个更好的选择，它允许Android更好地控制系统资源。

 

Android中的Alarm在设备处于睡眠模式时仍保持活跃，它可以设置来唤醒设备;然而，所有的Alarm在设备重启时都会被取消。

 

Alarm的操作通过AlarmManager来处理，通过getSystemService可以获得其系统服务，如下所示：

 

AlarmManager alarms = (AlarmManager)getSystemService(Context.ALARM_SERVICE);

 

为了创建一个新的Alarm，使用set方法并指定一个Alarm类型、触发时间和在Alarm触发时要调用的Intent。如果你设定的Alarm发生在过去，那么，它将立即触发。

 

这里有4种Alarm类型。你的选择将决定你在set方法中传递的时间值代表什么，是特定的时间或者是时间流逝：

 

❑ RTC_WAKEUP

在指定的时刻（设置Alarm的时候），唤醒设备来触发Intent。

 

❑ RTC

在一个显式的时间触发Intent，但不唤醒设备。

 

❑ ELAPSED_REALTIME

从设备启动后，如果流逝的时间达到总时间，那么触发Intent，但不唤醒设备。流逝的时间包括设备睡眠的任何时间。注意一点的是，时间流逝的计算点是自从它最后一次启动算起。

 

❑ ELAPSED_REALTIME_WAKEUP

从设备启动后，达到流逝的总时间后，如果需要将唤醒设备并触发Intent。

 

Alarm的创建过程演示如下片段所示：

 

int alarmType = AlarmManager.ELAPSED_REALTIME_WAKEUP;

long timeOrLengthofWait = 10000;

String ALARM_ACTION = “ALARM_ACTION”;

Intent intentToFire = new Intent(ALARM_ACTION);

PendingIntent pendingIntent = PendingIntent.getBroadcast(this, 0, intentToFire, 0);

alarms.set(alarmType, timeOrLengthofWait, pendingIntent);

 

当Alarm到达时，你指定的PendingIntent将被触发。设置另外一个Alarm并使用相同的PendingIntent来替代之前存在的Alarm。

 

取消一个Alarm，调用AlarmManager的cancel方法，传入你不再希望被触发的PendingIntent，如下面的代码所示：

 

alarms.cancel(pendingIntent);

 

接下来的代码片段中，设置了两个Alarm，随后马上取消了第一个Alarm。第一个Alarm显式地设置了在特定的时间唤醒设备并发送Intent。第二个设置为从设备启动后，流逝时间为30分钟，到达时间后如果设备在睡眠状态也不会唤醒它。

 

AlarmManager alarms = (AlarmManager)getSystemService(Context.ALARM_SERVICE);

 

String MY_RTC_ALARM = “MY_RTC_ALARM”;

String ALARM_ACTION = “MY_ELAPSED_ALARM”;

PendingIntent rtcIntent = PendingIntent.getBroadcast(this, 0, new Intent(MY_RTC_ALARM), 1);

PendingIntent elapsedIntent = PendingIntent.getBroadcast(this, 0, new Intent(ALARM_ACTION), 1);

 

// Wakeup and fire intent in 5 hours.(注释可能有错)

Date t = new Date();

t.setTime(java.lang.System.currentTimeMillis() + 60*1000*5);

alarms.set(AlarmManager.RTC_WAKEUP, t.getTime(), rtcIntent);

 

// Fire intent in 30 mins if already awake.

alarms.set(AlarmManager.ELAPSED_REALTIME, 30*60*1000, elapsedIntent);

 

// Cancel the first alarm.

alarms.cancel(rtcIntent);

 

1.添加权限
<uses-permission android:name="android.permission.WAKE_LOCK" />
<uses-permission android:name="android.permission.DEVICE_POWER" />
2.建一个Service，在里面写：
WakeLock mWakeLock;// 电源锁
/**
 * onCreate时,申请设备电源锁
 */
private void acquireWakeLock() {
if (null == mWakeLock) {
PowerManager pm = (PowerManager) getSystemService(Context.POWER_SERVICE);
mWakeLock = pm.newWakeLock(PowerManager.PARTIAL_WAKE_LOCK
| PowerManager.ON_AFTER_RELEASE, "myService");
if (null != mWakeLock) {
mWakeLock.acquire();
}
}
}

/**
 * onDestroy时，释放设备电源锁
 */
private void releaseWakeLock() {
if (null != mWakeLock) {
mWakeLock.release();
mWakeLock = null;
}
}
这样就可以保证你的Service在锁屏时不被干掉。但是这样又有一个问题，就是耗电特别快，我想借问下高手有人知道要怎样解决耗电的问题吗？