深入浅出Android App耗电量统计
原文出處：http://www.cnblogs.com/hyddd/p/4402621.html
在Android統(tǒng)計(jì)App耗電量比較麻煩，直至Android 4.4，它仍沒公開“電量統(tǒng)計(jì)”API或文檔……額，是的，僅沒有公開，并不是沒有。平時(shí)在手機(jī)“設(shè)置- 電量”看到的數(shù)據(jù)
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?就是系統(tǒng)調(diào)用內(nèi)部API的統(tǒng)計(jì)結(jié)果。
基礎(chǔ)概念
手機(jī)由眾多“部件”組成，所謂“部件”是指：CPU，WIFI，GPS....所以，Android?App消耗總電量為 App運(yùn)行過程中，涉及各部件的消耗電量的總和。假設(shè)運(yùn)行App導(dǎo)致CPU運(yùn)行，時(shí)間：t，CPU單位時(shí)間消耗電量：w，則App的CPU耗電量為：W = w*t，而有物理公式 W = U*I*t（U：電壓值，I：電流值），在手機(jī)中，一般U恒定不變，所以，可以單獨(dú)通過 Q（電容量，單位: mAh）= I * t 表示電量。 ? 系統(tǒng)源碼分析
????核心源碼：/packages/apps/Settings/src/com/android/settings/fuelgauge/PowerUsageSummary.java
????核心類：
- BatteryStatsImpl：提供App各部件運(yùn)行時(shí)間
- PowerProfile：提供部件電流數(shù)值
????問題：
- Android怎樣存儲(chǔ)與讀取App耗電量信息（即：BatteryStatsImpl數(shù)據(jù)怎么來的？）
- Android怎么存儲(chǔ)部件電流數(shù)值（即：PowerProfile數(shù)據(jù)怎么來的？）
- Android具體耗電量計(jì)算方法
??????? （1）先看下PowerUsageSummary.java如何獲取BatteryStatsImpl？
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??????? 可見 BatteryStatsImpl 通過 系統(tǒng)服務(wù)“batteryinfo”獲得。
??????? （2）系統(tǒng)服務(wù)“batteryinfo”是什么玩意呢？（見：BatteryStatsService.java）
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??????? 系統(tǒng)服務(wù)“batteryinfo”其實(shí)就是BatteryStatsService，而BatteryStatsService“唯一的”構(gòu)造函數(shù)提供了一個(gè)很重要的信息：filename！
??????? （3）BatteryStatsService在哪里創(chuàng)建？filename是什么？（見：ActivityManagerService.java）
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??????? filename文件是：/data/system/batterystats.bin，關(guān)于batterystats.bin，之前民間很多文章說它用作電池校正，但Android工程師Dianne Hackborn在google+上明確：
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??????? betterystats.bin文件僅僅是一個(gè)記錄不同app使用電量的一個(gè)文件。
??????? （4）再看看 BatteryStatsImpl(String filename) 構(gòu)造函數(shù)（見：BatteryStatsImpl.java）
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??????? 這里只做了些基本的初始化。真正載入betterystats.bin數(shù)據(jù)是在（ActivityManagerService.java）mBatteryStatsService.getActiveStatistics().readLocked();
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??????? 至此，Android怎樣存儲(chǔ)與讀取App耗電量信息分析結(jié)束。
??????? 總結(jié)：
- ActivityManagerService 創(chuàng)建并初始化 BatteryStatsService，并傳入耗電量記錄文件batterystats.bin
- BatteryStatsService 在內(nèi)部創(chuàng)建 BatteryStatsImpl 實(shí)例，并傳入耗電量記錄文件batterystats.bin
- ActivityManagerService 執(zhí)行 mBatteryStatsService.getActiveStatistics().readLocked();導(dǎo)致 BatteryStatsService 的 BatteryStatsImpl 加載batterystats.bin數(shù)據(jù)
- 在PowerUsageSummary計(jì)算App耗電量時(shí)，PowerUsageSummary從BatteryStatsService 中獲取BatteryStatsImpl 實(shí)例，從而獲得App的相關(guān)數(shù)據(jù)
????2. Android怎么存儲(chǔ)部件電流數(shù)值
??????? （1）比較簡(jiǎn)單，見?PowerProfile.java
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??????? PowerProfile讀取資源 com.android.internal.R.xml.power_profile，并把數(shù)據(jù)加載到sPowerMap。
??????? （2）com.android.internal.R.xml.power_profile在哪里？
??????? 在官方文檔《Power Profiles for Android》明確了power_profile.xml位置：device///frameworks/base/core/res/res/xml/power_profile.xml。
??????? 下面是一個(gè)samsung的power_profile.xml：
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??????? 字段含義見《Power Profiles for Android》。
??????? （3）每個(gè)OEM廠商有自己獨(dú)立的power_profile.xml配置
??????? 官方文檔表明：OEM廠商應(yīng)該有自己的power_profile.xml，因?yàn)椴考?#xff08;如：cpu, wifi…）耗電量應(yīng)與具體硬件相關(guān)，這個(gè)只有OEM廠商清楚……
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??????? （4）PowerProfile關(guān)鍵API：
- public double getAveragePower(String type)：返回type的電流值（mA），type表示power_profile.xml中的某關(guān)鍵字（如：gps.on）
- public double getAveragePower(String type, int level) ：返回type的電流值（mA），level表示xml中array的第幾個(gè)value
??????? 至此，Android怎么存儲(chǔ)部件電流數(shù)值分析結(jié)束。
??????? 總結(jié)：
??????? （1）Android部件電流信息存于：power_profile.xml
??????? （2）每個(gè)OEM廠商有私有power_profile.xml
??????? （2）PowerProfile讀取power_profile.xml，并提供API訪問部件電流數(shù)值。
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????3. Android具體耗電量計(jì)算方法
??????? App耗電量統(tǒng)計(jì)：processAppUsage()??
??????? 硬件耗電量統(tǒng)計(jì)：processMiscUsage()
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????????processAppUsage()分析
????????????【1】processAppUsage耗電量統(tǒng)計(jì)的 時(shí)間段 是？
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??????????? 關(guān)于統(tǒng)計(jì)的 時(shí)間段，BatteryStats有4個(gè)選項(xiàng)：
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??????????? 可見，processAppUsage 是 上一次拔掉設(shè)備后 ~ 至今 的App耗電量統(tǒng)計(jì)。
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????????????【2】processAppUsage 的統(tǒng)計(jì)對(duì)象真的是App？
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??????????? 具體的 統(tǒng)計(jì)流程 都在for循環(huán)里，額……所以processAppUsage真實(shí)統(tǒng)計(jì)粒度是Uid。
??????????? Uid與App關(guān)系：2個(gè)App簽名和sharedUserId相同，則在運(yùn)行時(shí)，他們擁有相同Uid。就是說processAppUsage統(tǒng)計(jì)的可能是多個(gè)App的耗電量數(shù)據(jù)，對(duì)于普通App，出現(xiàn)這種情況的幾率較少，而對(duì)于Android系統(tǒng)應(yīng)用則較為常見。
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????????????【3】耗電量計(jì)算公式 - 部分1：計(jì)算Uid屬下每個(gè)Process的耗電量數(shù)據(jù)，并求和。
??????????? Uid_Power1 = （Process1_Power + … + ProcessN_Power）;
??????????? Process_Power = （CPUSpeed_Time * POWER_CPU_ACTIVE）；
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????????????【4】耗電量計(jì)算公式 - 部分2：計(jì)算Uid的wake lock耗電量
??????????? 這里，Android只計(jì)算了partial wake lock的耗電量。
?????????? ?Uid_Power2 = PartialWakeLock_Time * POWER_CPU_WAKE
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????????????【5】耗電量計(jì)算公式 - 部分3：計(jì)算Uid的數(shù)據(jù)流量（data traffic）耗電量
??????????? Uid_Power3 = ( tcpBytesReceived + tcpBytesSent ) * averageCostPerByte
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????????????【6】耗電量計(jì)算公式 - 部分4：計(jì)算Uid WIFI耗電量。
?????????? ?Uid_Power4 = wifiRunningTimeMs * POWER_WIFI_ON
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????????????【7】耗電量計(jì)算公式 - 部分5：計(jì)算Uid其他傳感器耗電量。
?????????? ?Uid_Power5 = （Sensor1_Power + … + SensorN_Power）
?????????? ?Sensor_Power = Sensor_Time * Power_Sensor
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??????????? 至此，App耗電量計(jì)算方法分析結(jié)束。硬件耗電量統(tǒng)計(jì)（processMiscUsage()）亦類似。
????????????總結(jié)App耗電量計(jì)算公式：
??????????????? Uid_Power（App耗電量，單位:mAh） = Uid_Power1 + Uid_Power2 + Uid_Power3 + Uid_Power4 + Uid_Power5
??????????????????? Uid_Power1 = （Process1_Power + … + ProcessN_Power）;
??????????????????????? - Process_Power = （CPUSpeed_Time * POWER_CPU_ACTIVE）；
??????????????????? Uid_Power2 = PartialWakeLock_Time * POWER_CPU_WAKE??????????????
??????????????????? Uid_Power3 = ( tcpBytesReceived + tcpBytesSent ) * averageCostPerByte
??????????????????? Uid_Power4 = wifiRunningTimeMs * POWER_WIFI_ON
??????????????????? Uid_Power5 = （Sensor1_Power + … + SensorN_Power）
??????????????????????? - Sensor_Power = Sensor_Time * Power_Sensor
? ??????????? 說這么多，來一發(fā)……不，來一個(gè)統(tǒng)計(jì)耗電量的App吧，其實(shí)，之前已有人把這段Android系統(tǒng)代碼摳出來，做了一個(gè)App，可以到?這里下載。? ? ? ? ? ? 有一個(gè)好消息是：android5.0后，獲取電量數(shù)據(jù)不用這么痛苦了，dumpsys?batterystats數(shù)據(jù)中。包含：Estimated power use (mAh):，下面就是每個(gè)uid的耗電量，只要把a(bǔ)pp下所有uid耗電量加起來即可！
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總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的深入浅出Android App耗电量统计的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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