[Android电量] 耗电概述 & 计算公式

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系统中将耗电总共分成了五大类:App,Wifi,Bluetooth ,User,Mobile。

电量信息统计服务的统计方法可不都还还可不能否简单总结为:耗电量 = 模块耗电功率 * 模块耗电时间,其耗电功率中硬件耗电功率由硬件厂商提供过来的Power_profile.xml 中配置好了,模块耗电时间为系统中各种Timer 计时器来统计的。

在手机上电压一般是恒定的,如此来太大如此来太大,计算耗电量只需要知道单位时间电流量即可。有了power_profile.xml这一文件描述的单位时间电流量,再挂接硬件模块在不同情況下的使用时间,就都都还还可不能否近似的计算出耗电量了。

电量计算流程及公式图

}

...... //初始化一些PowerCalculato 以及各类时间参数

挂接到的电量信息,在内存中是由BatteryStats这一类来描述的,Android支持历史电量信息的显示的,可能重新启动Android,那内存中的数据就丢失了, 如此来太大如此来太大需要把那此信息存储到磁盘上,磁盘上的 /data/system/batterystats.bin 文件中却说我电量信息的序列化数据。

void refreshStats(int statsType, SparseArray asUsers, long rawRealtimeUs,

long rawUptimeUs) {

应用系统应用应用程序可能会使用多个硬件模块,如此来太大如此来太大,耗电信息挂接的策略也被设计得比较错综复杂,譬如,要使用到如此来太大如此来太大计时器,就设计出了“计时器池”来提高资源利用率。

记录应用系统应用应用程序中所有Activity从显示情況(Resumed)到消失情況(Paused)的时间,就都都还还可不能否统计应用系统应用应用程序的前台运行时间。Activity情況的切换是由AMS掌控的,怎样才能让AMS需要将Activity的情況信息通知给batterystats服务。

电池电量耗费的源头确实如此来太大,基本Android 设备上任何一有有3个活动都会引起电池电量的消耗。

//计算app 消耗的Cpu电量到cpuPowerMah 中

硬件功耗计算函数在:processMiscUsage()

Android怎样才能启动电量统计服务? Android系统启动 -> AMS启动和注册 -> batterystats启动和注册

Android怎样才能计算耗电量? 并就有直接跟踪电流消耗量,却说我采用“单位时间电流量(I)×使用时间(t)”来做近似计算。不同硬件模块的单位时间电流量是需要厂商给定的。

本文介绍的电量统计的原理,难能可贵涉及到硬件层面的功耗设计,仅从软件层面围绕以下十几次 问題进行分析:

frameworks/base/services/java/com/android/server/SystemServer.java

frameworks/base/services/core/java/com/android/server/am/ActivityManagerService.java

frameworks/base/services/core/java/com/android/server/am/BatteryStatsService.java

frameworks/base/core/java/android/os/BatteryStats.java

frameworks/base/core/java/com/android/internal/os/BatteryStatsImpl.java

frameworks/base/core/java/com/android/internal/os/BatteryStatsHelper.java

frameworks/base/core/res/res/xml/power_profile.xml

大伙儿 平常说的手机耗电量,一般蕴含一有有3个方面:硬件层面的功耗和软件层面的电量。

核心解决不到一有有3个函数:

processMiscUsage :一些杂项耗电量计算,所谓杂项,确实却说我用户比较关心的一大类,包括:待机的耗电量、亮屏的耗电量、通话的耗电量、Wifi的耗电量等

电量统计服务是间接由ActivityManagerService(后文简称AMS)来启动,AMS是Android系统最为基础的服务,进入Android系统后,最优先启动的,却说我类式服务。

手机有如此来太大如此来太大硬件模块:CPU,蓝牙,GPS,显示屏,Wifi,射频(Cellular Radio)等,在手机使用过程中,那此硬件模块可能处于不同的情況,譬如Wifi打开或关闭,屏幕是亮还是暗,CPU运行或休眠。 硬件模块在不同的情況下的耗电量是不同的。Android在进行电量统计时,并就有采用直接记录电流消耗量的方法,却说我跟踪硬件模块在不同情況下的使用时间,挂接一些可用信息,用来近似的计算出电池消耗量。

如此来太大如此来太大,在手机使用的过程中,挂接到的电量信息,就会被当作历史信息,不定时的写入到磁盘保存下来,下次batterystats启动时,又会被用到。

举一有有3个例子,假定某个APK的使用了GPS,使用时间用 t 表示。GPS模块单位时间的耗电量用 w 表示,如此,这一APK使用GPS的耗电量就可不都还还可不能否按照如下方法计算:

挂接的信息基本都蕴含硬件模块的情況和被使用的时间一有有3个维度。为那此仅仅是挂接不同硬件模块的使用时间呢? 前面大伙儿 说过,手机电压通常是恒定的,耗电量是通过 “单位时间电流量(I) × 使用时间(t)” 来计算,而单位时间电流量是由厂商给定的,定义在power_profile.xml中, 如此来太大如此来太大,只需要挂接不同硬件模块的使用时间,就可不都还还可不能否近似的计算出耗电量了

.... // 对统计数据做一些去杂和优化

应用系统应用应用程序的耗电量由如此来太大如此来太大每种组成,可能使用了GPS,蓝牙等模块,可能应用系统应用应用程序要求长时间亮屏(譬如游戏、视频类应用)。 一有有3个应用系统应用应用程序的电量统计,可不都还还可不能否采用累计应用系统应用应用程序使用所有硬件模块时间这一方法近似计算出来。

Android框架层通过一有有3个名为batterystats的系统服务,实现了电量统计的功能。batterystats获取电量的使用信息有并就有方法:

电量统计服务的代码逻辑涉及到以下android源码:

电量计算大体可不都还还可不能否分为两块:软件App功耗、硬件功耗

.... // 记录移动数据流量到mMobilemsppList 中

目前每种手机有 耗电排行的功能, 能显示出App耗电详情排行。确实谷歌开放sdk 中并如此公开电量统计的API 可能文档,但可能安全中心->费油优化→耗电排行 中却说我通过app 能显示出耗电详情排行,如此来太大如此来太大确实未公开API但实则有相关的耗电API。耗电名单在主要记录在BatterySipper中间(在frameworks/base/core 下)

前面大伙儿 提到耗电量是通过计算:

挂接信息被组织起来,在内存中的数据行态是由BatteryStats类描述的。 为了都都还还可不能否难能可贵同维度统计耗电量,这一数据行态设计得比较错综复杂,大伙儿 什么都如此这里展开讨论。

电量统计服务是一有有3个系统服务,名字为batterystats,在Android系统启动的已经 ,这一服务就会被启动,其启动时序如下图所示:

batterystats服务启动时,会从 batterystats.bin 这一文件中读取数据,来初始化BatteryStats这一数据行态。

Android怎样才能启动电量统计服务?

电量统计涉及到哪一些硬件模块?

怎样才能计算一有有3个应用系统应用应用程序的耗电量?

电量统计需要完成那此具体工作?

除了应用系统应用应用程序前台运行时间,还有如此来太大如此来太大信息是batterystats服务关注的,包括WakeLock、Sendor、Wifi、Audio、Video等,那此信息的挂接方法都会经过以下步骤:

参考文献

1、https://duanqz.github.io/2015-07-21-batterystats-part1#33-%E7%94%B5%E9%87%8F%E8%AE%A1%E7%AE%97

至此,大伙儿 分析了以下一有有3个问題: