Android 电量优化-Toy模板网

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Android 电量优化

本文链接：https://blog.csdn.net/feather_wch/article/details/131648478

基本概念

1、手机耗电的元凶？

软件
硬件，功率计

2、App三大耗电模块

显示
网络
CPU

3、电能公式
电能J = 电功率P * 时间t
电功率P = 电压U * 电流I
电量Q = 电流I * 时间t

4、电池容量是什么？
电池容量4000mah: 以4000ma放电可以放1h

如何测试耗电量

5、测试耗电量有哪些方法？

Android API：registerReceiver(receiver, new IntentFilter(Intent.ACTION_BATTERY_CHANGED))
读取系统电池传感器设备节点：？/sys/class/power_supply_battery/uevent
使用外置电流仪器

原因分析

6、Android能耗统计文件

放置在frameworks/base/core/res/res/xml/power_profile.xml
每个手机都有framworks-res.apk 反编译后，可以找到res/xml/power_profile.xml
不同厂商的不同设备，都有不同，取决于硬件。最终电量计算来源于该xml

//power_profile 内容如下
<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<device name="Android">

  <item name="ambient.on">0.1</item>  <!-- ~100mA -->
  <item name="screen.on">0.1</item>  <!-- ~100mA -->
  <item name="screen.full">0.1</item>  <!-- ~100mA -->
  <item name="bluetooth.active">0.1</item> <!-- Bluetooth data transfer, ~10mA -->
  <item name="bluetooth.on">0.1</item>  <!-- Bluetooth on & connectable, but not connected, ~0.1mA -->
  <item name="wifi.on">0.1</item>  <!-- ~3mA -->
  <item name="wifi.active">0.1</item>  <!-- WIFI data transfer, ~200mA -->
  <item name="wifi.scan">0.1</item>  <!-- WIFI network scanning, ~100mA -->
  <item name="audio">0.1</item> <!-- ~10mA -->
  <item name="video">0.1</item> <!-- ~50mA -->
  <item name="camera.flashlight">0.1</item> <!-- Avg. power for camera flash, ~160mA -->
  <item name="camera.avg">0.1</item> <!-- Avg. power use of camera in standard usecases, ~550mA -->
  <item name="gps.on">0.1</item> <!-- ~50mA -->

  //省略很多..............
</device>

7、BatteryStatsHelper.java 帮助进行电量消耗计算，位于BatteryStatsService.java服务中

源码中可以看到通话、数据、wifi、传感器等所有功能的耗电量
移动网络虚弱的时候，需要停止网络请求 ==> 耗电量是每个信号强度耗电量累加

8、应用程序的耗电量计算是按照uid统计的

如果通过shareuid都加入到同一个uid中，那么电量消耗是算在一起的

9、WakeLock耗电量

进程wakelock事件 * cpu_awake(power_profile.xml中ccpu_awake)

10、WakeLock是什么?

有些App功能需要熄屏时还可以继续工作，比如音乐
wakelock机制能让app继续运行
注意一定要及时释放：会导致耗电量统计非常大

电能统计

11、电能统计-重置+开启

adb shell dumpsys batterystats --reset
adb shell dumpsys --enable full-wake-history
adb shell dumpsys --disable full-wake-history

12、电能统计-直接查看分析

adb shell dumpsys batterystats --charge

13、电能统计-文本分析

adb shell dumpsys batterystats > batterystats.txt
adb shell dumpsys batterystats > com.xx.xxx > batterystats.txt

14、batterystats.txt分析：对实际优化有哪些帮助？

看到网络耗电量很大，需要关注网络请求部分，网络切换部分

15、AlramManager闹钟唤醒所持有的锁不合理，也会导致耗电量多

16、RIJ：通信上层需要向Modem(调制解调器)发送数据时，此时会获取名为RIJ 的锁

17、应用锁是什么？

18、JobScheduler调度的任务所持有的锁

可以看到淘宝有使用这个JobScheduler

19、分析各种复杂系统日志的技巧

先锁定时间点
再搜索关键字

BatteryHistorian

20、BatteryHistorian环境搭建有两种方式

Docker + 镜像
GoLang + Python2.7 + Git + Java + 拉取源代码 + 编译

21、电能统计-Battery Historian 2.0 分析

adb bugreport xxx_bugreport.zip
zip上传至 http://localhost:9999
上传成功会显示图形化页面

实战

显示屏

22、OLED屏幕 => 深色会比浅色更省电

通过开关控制深色
使用的时候建议亮度最大。如果是80%的亮度，就是开80%的时间，关80%的时间

23、LCD => 影响功耗的只有亮度

底层有个发光模块，去照射中间的颜色层。
亮度越高，耗电越大

24、显示优化方案

不影响应用场景的情况下，尽量使用深色主题

网络

25、网络的影响

大部分耗电都和网络有关
尤其是弱网场景下：网络差时进入偏向状态，以最大功率获取信号

26、3G模式下状态机，新建一次请求消耗多少电量？

一共20s电量消耗:(总结在三种状态中切换)
从Low Power1.5s后进入最佳状态Full Power
5s后进入Low Power
12s后进入Standby

27、4G下RRC状态机 4G(LTE)状态机

尽量合并网络请求，减少状态机切换

28、Wifi优化

Wifi状态下尽量把数据都请求了
通常情况wifi功耗低于移动网络
有时候Wifi很卡不是因为别人用了Wifi，而是不同wifi频率相同，共享了带宽

29、GPS优化

GPS使用时开启，不用时关闭
使用时要检测GPS信号强度，强度很弱会增加功耗和发热

30、网络优化总结

增量拉取数据
界面展示的数据非wifi下不预先取
实时信息上报在后台时改成非实时
合并网络请求，减少请求次数
尽量利用wifi请求数据
有功能需要频繁拉取网络信息，非wifi情况下不要那么频繁

CPU

31、CPU时间片是什么

计算机中每相隔N个高电频脉冲，时钟计数器+1，自然分割成小块
时间片，10ms，单位jiffies(1/Hz)内核时钟单位

32、变频

CPU根据需求有多重变频方案：快升快降，慢升快降，快升慢降

33、CPU利用率越高越耗电? => 错误的，CPU功耗只和频率有关。

34、CPU优化方案总结

计算优化
避免浮点
除法变乘法
利用位移
查表法：使用映射关系，但会增加内存
用arm neon指令集做并行运算
避免WakeLock使用不当：根据需求选择CPU运转+是否屏幕常亮+是否有键盘灯
避免AlarmManager使用不当：能不用就不用，选择好策略(是否唤醒设备)
使用Job Scheduler(WorkManager)
定时数据库更新和上报
充电时才需要执行备份数据
Wifi预加载数据
可以批量执行任务

35、Doze模式

判断用户连续一段时间没有使用手机，延缓App中后台的CPU和网络活动

总结

36、设计和编码时如何进行电量优化(避免)

阻止手机休眠
经常唤醒手机
后台频繁运行
过度绘制

37、WakeLock使用

WakeLock wakelock = powerManager.newWakeLock(xxx);
wakelock.acquire();
...
if(wakelock.isHeld()){
wakelock.release();
}
wakelock.acquire(timeout) // 可以多少毫秒后，自动释放
wakelock.setRefrenceCounted(false) // 可以直接关闭引用计数，一次release就直接完全释放