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Android性能优化-功耗问题分析

Index
  1. 1. 1.功耗问题事件
  2. 2. 2.为什么要清理后台?
  3. 3. 3.如何查找功耗问题
  4. 4. 4.总结

摘要：项目中功耗问题查找。

1.功耗问题事件

　　这些天测试那边进行亮屏测试发现待机机器时间非常短，于是悲催的被安排来查查什么问题，不查不知道，一查还真有挺多让人f*k的问题：
　　　1、下载任务
　　　　下载状态错误，一直在循环尝试下载，由于下载任务获取了wakelock锁，一是无法休眠，二是耗CPU；
　　　2、上传任务
　　　　无网络状态下上传失败，也进行多次重试，由于数据采集通过上传任务完成，因此很容易触发上传，每次CPU占用率都到30%多；
　　　3、推送任务
　　　　用了极光和云巴的推送，但是没哪一家确保能百分百推送成功，于是应用程序员每隔10秒主动去拉取数据，囧rz；
　　　4、应用商城
　　　　5分钟主动拉取一次数据，也不知道干嘛的，关键是没网络也干这事;
　　　5、OTAUpdate
　　　　系统OTA模块无网络状况下一开机循环几十次http请求，还定时发送http请求;
　　　6、超级省电
　　　　正常情况一晚耗20%的电，回家测试一晚超级省电，居然没电了。回公司一查mediaserver CPU占用率最高到50%，原因是systemui在切换到超级省电时开启了camera。
　　　7、桌面
　　　　桌面图标有一个图标，显示一个小时钟，每秒会刷新一次时间（刷屏），导致桌面应用的CPU占用率长期为1%。这个本来影响不大，不过拿亮屏时的桌面测试，自然不让过。
　　　8、硬件问题
　　　　测试时使用了研发样机，触摸屏中断一直有，导致CPU占用率一直为10%，工程样机已改。

　　总结一下这些问题最终导致的都是CPU功耗高，待机时间自然就短了。说白了耗电实质还是在硬件设备的运转，如显示屏、CPU、GPU、WIFI、Codec等。如何降低功耗就是如何降低硬件功耗，由于软件控制硬件，硬件执行软件指定的行为，因此如何降低功耗就成了如何让软件尽量少处理任务。
　　以查询到的几个问题为例，无一不是因为程序流程不当导致CPU、WIFI等硬件一直处于高负载运行状态中。对于以上问题我们有必要好好考虑执行这些功能的条件与前提，例如网络是否可用、是否需要实时更新，然后再选择一种适合的方式。当然如果是BUG导致的，那也只能慢慢查了。

2.为什么要清理后台?

　　之前和同事讨论时同事说根据安卓机制应用切换到后台时会被pause，然后就不会耗CPU了。我只想说图样图森破了，如果真那么简单就好了，要不OPPO搞什么纯净后台。功耗不只是我们能看到界面所在进程，如果应用通过定时器定时执行某段代码，那么必然需要CPU处理，那功耗问题就来了。当某个后台进程设置了类型为RTC_WAKEUP或ELAPSED_REALTIME_WAKEUP的alarm，那么AlarmManagerService中会执行WakeLock.acuqire()将CPU从深度休眠时中唤醒。如果定时器唤醒的很频繁，那么将带来极大的电量损耗。
　　现在很多APP根本不考虑手机的功耗问题，只要自己的应用能在机器中活着就行，在被kill掉后又通过各种方式复活，为解决这个问题需要引入新的进程启动控制管理机制，纯净后台是个不错的想法。

3.如何查找功耗问题

　　在上面给出了导致功耗过高的原因，那么怎么才能检测出应用功耗过高呢？网上有BetterBatteryStats、Bettray Monitor Widget Pro等，然而作为技术流自然喜欢自己倒腾，一是兴趣，二也是有助于自己提高理解。

　　首先从网络访问来说，我不希望修改系统源码再进行测试，于是通过hook机制，将http请求的地方全部记录下来进行统计分析：

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private void hookHttpUrlConnection() {
        XC_MethodHook.Unhook unhook = XposedHelpers.findAndHookMethod(URL.class, "openConnection", new XC_MethodHook() {
            @Override
            protected void beforeHookedMethod(
                    MethodHookParam param)
                    throws Throwable {
                URL url = (URL) param.thisObject;
                Log.e("NetWorkHook","AllTester NetworkTester URL openConnection,Package:"+AndroidAppHelper.currentPackageName() + " TIME:"+System.currentTimeMillis()+"ms"+  " URL:"+url.toString());
            }
        });
        if (unhook != null) {
            mUnhookList.add(unhook);
        }
    }
    private void hookHttpClient() {
        XC_MethodHook.Unhook unhook = XposedHelpers.findAndHookMethod(DefaultRequestDirector.class, "execute",
                HttpHost.class, HttpRequest.class,HttpContext.class, new XC_MethodHook() {
            @Override
            protected void afterHookedMethod(
                    MethodHookParam param)
                    throws Throwable {
                HttpRequest request = (HttpRequest) param.args[1];
                Log.e("NetWorkHook","AllTester NetworkTester DefaultRequestDirector execute,Package:"+AndroidAppHelper.currentPackageName()+" TIME:"+System.currentTimeMillis()+"ms"+  " URL:"+request.getRequestLine().getUri());
            }
        });
        if (unhook != null) {
            mUnhookList.add(unhook);
        }
    }

　　其次对定时器进行统计，大致流程如下：

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private void hookActivityManagerServicesetWakelockWorkSource() {
    Class<?> hookClass = null;
    try {
        hookClass = Class.forName("com.android.server.AlarmManagerService", false, Thread.currentThread().getContextClassLoader());
    } catch (ClassNotFoundException e) {
        // TODO Auto-generated catch block
        e.printStackTrace();
    }
    if (hookClass == null) {
        Log.e("AlarmTester","AllTester AlarmTester WAKELOCK NULL END HOOK");
        return;
    }
    XC_MethodHook.Unhook unhook = HookUtils.hookLongestMethod(hookClass, "setWakelockWorkSource",
            new XC_MethodHook() {
        @Override
        protected void beforeHookedMethod(
                MethodHookParam param)
                throws Throwable {
            PendingIntent pendingIntent =  (PendingIntent) param.args[0];
            int type = (Integer) param.args[2];
            String tag = (String)param.args[3];
            boolean first = (Boolean)param.args[4];
            if (pendingIntent != null) {
                Log.e("AlarmTester","AllTester AlarmTester WAKELOCK alarm setWakelockWorkSource,Package:"+pendingIntent.getTargetPackage() + 
                        " type:"+AlarmMessageWhat.codeToString(type)+" tag:"+tag+" first:"+first+" " + getCurrentTimeDesc());
            }
        }
    });
    if (unhook != null) {
        mUnhookList.add(unhook);
    }
}

　　接下想法是对CPU使用率进行采样，基本想法如手动方式是adb shell top一样，定时获取当前采样的进程CPU使用率，然后进行统计。另外android已经帮我们统计了电量信息，通过dumpsys batterystats可以查看，是否可以借鉴，需要后面实现自动化检测工具时再进行分析。

4.总结

　　这里分析了引起功耗高的各软件因素以及功耗的根本原因，同时查出了很多隐藏的问题，通过这些问题的解决很好的验证了降低功耗的方法。不足的是这些问题的查找都是通过查看打印日志手动分析，如何构建一个自动化分析的工具才是终极解决方式。