PowerUsageSummary.java源码分析

在在线网站http://androidxref.com/上对Android版本6.0.1_r10源码进行分析

官方手机的应用耗电排行具体实现位置在：/packages/apps/Settings/src/com/android/settings/fuelgauge/PowerUsageSummary.java

PowerUsageSummary类的作用是筛选耗电量最多的前十个应用并且展示

PowerUsageSummary`类继承自 `PowerUsageBase

开始的一部分的UI界面的创建和一些常量的定义，比如：

  • USE_FAKE_DATA，定义是否要使用假数据；
  • private BatteryHistoryPreference mHistPref;BatteryHistoryPreference类获取耗电量历史数据（读取sp文件）

sp文件数据来自power_usage_summary.xml文件

  • PreferenceGroup类：统计所有APP耗电量

主要目光放在refreshStats方法里

super.refreshStats();

跟进父类方法

protected void refreshStats() {
    mStatsHelper.refreshStats(BatteryStats.STATS_SINCE_CHARGED, mUm.getUserProfiles());
}

BatteryStats.STATS_SINCE_CHARGED传入的是我们的计算规则

  • STATS_SINCE_CHARGED 上次充满电后数据
  • STATS_SINCE_UNPLUGGED 拔掉USB线后的数据

mUm.getUserProfiles() 是传入的多用户

mUm = (UserManager) activity.getSystemService(Context.USER_SERVICE);

这也是由Android的安全机制导致的，即多用户下的多应用

mStatsHelper.refreshStats方法现在我们只要知道是刷新当前的电量统计的就行

然后是一些UI的刷新，该部分略过

final PowerProfile powerProfile = mStatsHelper.getPowerProfile();
final BatteryStats stats = mStatsHelper.getStats();
final double averagePower = powerProfile.getAveragePower(PowerProfile.POWER_SCREEN_FULL);

可以看到mStatsHelper无处不在，实际上电量统计的核心实现就是该部分实现的

mStatsHelper.getPowerProfile()获取电源的配置信息，浅跟进一下

public PowerProfile getPowerProfile() {
    return mPowerProfile;
}

初始化是在这里

public void create(BatteryStats stats) {
    mPowerProfile = new PowerProfile(mContext);
    mStats = stats;
}

持续跟进

public PowerProfile(Context context) {
    // Read the XML file for the given profile (normally only one per
    // device)
    if (sPowerMap.size() == 0) {
        readPowerValuesFromXml(context);
    }
    initCpuClusters();
}

可以看到这里有一段注释： Read the XML file for the given profile (normally only one perdevice

跟进readPowerValuesFromXml方法，其实这个方法就是用来解析power_profile.xml文件的，该文件在源码中的位置为 /frameworks/base/core/res/res/xml/power_profile.xml，power_profile.xml是一个可配置的功耗数据文件

private void readPowerValuesFromXml(Context context) {
    int id = com.android.internal.R.xml.power_profile;
    final Resources resources = context.getResources();
    XmlResourceParser parser = resources.getXml(id);
    boolean parsingArray = false;
    ArrayList<Double> array = new ArrayList<Double>();
    String arrayName = null;

    try {
        // ....

在这里需要提一下Android中对于应用和硬件的耗电量计算方式：

有一张“价格表”，记录每种硬件1秒钟耗多少电。有一张“购物清单”，记录apk使用了哪几种硬件，每种硬件用了多长时间。假设某个应用累计使用了60秒的cpu，cpu1秒钟耗1mAh，那这个应用就消耗了60mAh的电

这里的价格表就是我们找到的power_profile.xml文件，手机的硬件是各不相同的，所以每一款手机都会有一张自己的"价格表"，这张表的准确性由手机厂商负责。

这也是为什么我们碰到读取xml文件的时候注释里面会有normally only one perdevice

如果我们想要看自己手机的power_profile.xml文件咋办，它会存储在手机的/system/framework/framework-res.apk路径中，我们可以将它pull出来，通过反编译的手法获得power_profile.xml文件

mStatsHelper.getStats()返回BatteryStats对象，跟进可以发现实际上返回的是BatteryStatsImpl，它描述了所有与电量消耗有关的信息

final double averagePower = powerProfile.getAveragePower(PowerProfile.POWER_SCREEN_FULL);

见名知意，获取设备的平均耗电量，用于与阈值进行对比

这部分看上去是界面和主题的显示

TypedValue value = new TypedValue();
getContext().getTheme().resolveAttribute(android.R.attr.colorControlNormal, value, true);
int colorControl = getContext().getColor(value.resourceId);

检查消耗的电量是否大于阈值，以及是否使用假数据，否则不显示应用耗电量

if (averagePower >= MIN_AVERAGE_POWER_THRESHOLD_MILLI_AMP || USE_FAKE_DATA) {

根据UID进行合并分组

final List<BatterySipper> usageList = getCoalescedUsageList(USE_FAKE_DATA ? getFakeStats() : mStatsHelper.getUsageList());

其中getCoalescedUsageList方法对UID进行分组

getFakeStats()方法返回一堆假数据

private static List<BatterySipper> getFakeStats() {
    ArrayList<BatterySipper> stats = new ArrayList<>();
    float use = 5;
    for (DrainType type : DrainType.values()) {
        if (type == DrainType.APP) {
            continue;
        }
        stats.add(new BatterySipper(type, null, use));
        use += 5;
    }
    stats.add(new BatterySipper(DrainType.APP,
                                new FakeUid(Process.FIRST_APPLICATION_UID), use));
    stats.add(new BatterySipper(DrainType.APP,
                                new FakeUid(0), use));

    // Simulate dex2oat process.
    BatterySipper sipper = new BatterySipper(DrainType.APP,
                                             new FakeUid(UserHandle.getSharedAppGid(Process.FIRST_APPLICATION_UID)), 10.0f);
    sipper.packageWithHighestDrain = "dex2oat";
    stats.add(sipper);

    sipper = new BatterySipper(DrainType.APP,
                               new FakeUid(UserHandle.getSharedAppGid(Process.FIRST_APPLICATION_UID + 1)), 10.0f);
    sipper.packageWithHighestDrain = "dex2oat";
    stats.add(sipper);

    sipper = new BatterySipper(DrainType.APP,
                               new FakeUid(UserHandle.getSharedAppGid(Process.LOG_UID)), 9.0f);
    stats.add(sipper);

    return stats;
}

mStatsHelper.getUsageList()返回BatterySipper数组，每个BatterySipper代表一个应用（uid）的消耗的电量信息

在BatteryStatsHelper.java中的refreshStats方法中对mUsageList进行了赋值，这部分的具体操作在分析BatteryStatsHelper.java的时候再提

final int dischargeAmount = USE_FAKE_DATA ? 5000
                    : stats != null ? stats.getDischargeAmount(mStatsType) : 0;

这里的mStatsType值为

private int mStatsType = BatteryStats.STATS_SINCE_CHARGED;

这里我们前面提过，含义是

  • STATS_SINCE_CHARGED 上次充满电后数据
  • STATS_SINCE_UNPLUGGED 拔掉USB线后的数据

所以这段的含义是获取上次充满电之后的电量消耗

stats.getDischargeAmount(mStatsType)

接下来遍历BatterySipper，对每一个UID代表的APP的耗电量进行过滤

final int numSippers = usageList.size();
for (int i = 0; i < numSippers; i++) {
    final BatterySipper sipper = usageList.get(i);
    if ((sipper.totalPowerMah * SECONDS_IN_HOUR) < MIN_POWER_THRESHOLD_MILLI_AMP) {
        continue;
    }
    double totalPower = USE_FAKE_DATA ? 4000 : mStatsHelper.getTotalPower();
    final double percentOfTotal =
        ((sipper.totalPowerMah / totalPower) * dischargeAmount);
    if (((int) (percentOfTotal + .5)) < 1) {
        continue;
    }

如果耗电功率小于阈值则不进行显示

if ((sipper.totalPowerMah * SECONDS_IN_HOUR) < MIN_POWER_THRESHOLD_MILLI_AMP) {

获取设备总耗电量

double totalPower = USE_FAKE_DATA ? 4000 : mStatsHelper.getTotalPower();

计算占用总耗电量的百分比

final double percentOfTotal =
                        ((sipper.totalPowerMah / totalPower) * dischargeAmount);

如果比例小于0.5，则不进行下一步操作

if (((int) (percentOfTotal + .5)) < 1) {
                    continue;
                }

对某些情况进行过滤

if (sipper.drainType == BatterySipper.DrainType.OVERCOUNTED) {
    // Don't show over-counted unless it is at least 2/3 the size of
    // the largest real entry, and its percent of total is more significant
    if (sipper.totalPowerMah < ((mStatsHelper.getMaxRealPower()*2)/3)) {
        continue;
    }
    if (percentOfTotal < 10) {
        continue;
    }
    if ("user".equals(Build.TYPE)) {
        continue;
    }
}
if (sipper.drainType == BatterySipper.DrainType.UNACCOUNTED) {
    // Don't show over-counted unless it is at least 1/2 the size of
    // the largest real entry, and its percent of total is more significant
    if (sipper.totalPowerMah < (mStatsHelper.getMaxRealPower()/2)) {
        continue;
    }
    if (percentOfTotal < 5) {
        continue;
    }
    if ("user".equals(Build.TYPE)) {
        continue;
    }
}

进行UI界面的更新，其中也包含了获取应用的icon图标

final UserHandle userHandle = new UserHandle(UserHandle.getUserId(sipper.getUid()));
final BatteryEntry entry = new BatteryEntry(getActivity(), mHandler, mUm, sipper);
final Drawable badgedIcon = mUm.getBadgedIconForUser(entry.getIcon(),
                                                     userHandle);
final CharSequence contentDescription = mUm.getBadgedLabelForUser(entry.getLabel(),
                                                                  userHandle);
final PowerGaugePreference pref = new PowerGaugePreference(getActivity(),
                                                           badgedIcon, contentDescription, entry);

获取当前应用的最大百分比，以及占总数的百分比

final double percentOfMax = (sipper.totalPowerMah * 100)
                        / mStatsHelper.getMaxPower();
sipper.percent = percentOfTotal;

UI更新

pref.setTitle(entry.getLabel());
pref.setOrder(i + 1);
pref.setPercent(percentOfMax, percentOfTotal);
if (sipper.uidObj != null) {
    pref.setKey(Integer.toString(sipper.uidObj.getUid()));
}
if ((sipper.drainType != DrainType.APP || sipper.uidObj.getUid() == 0)
    && sipper.drainType != DrainType.USER) {
    pref.setTint(colorControl);
}
addedSome = true;
mAppListGroup.addPreference(pref);
if (mAppListGroup.getPreferenceCount() > (MAX_ITEMS_TO_LIST + 1)) {
    break;
}

其中这里对显示的数量进行了限制

if (mAppListGroup.getPreferenceCount() > (MAX_ITEMS_TO_LIST + 1)) {
    break;
}

MAX_ITEMS_TO_LIST的赋值

private static final int MAX_ITEMS_TO_LIST = USE_FAKE_DATA ? 30 : 10;

循环外有对addedSome的判断

if (!addedSome) {
    addNotAvailableMessage();
}

实际上就是判断是不是有符合要求的耗电应用，如果没有的话，就显示一条提示信息

private void addNotAvailableMessage() {
    Preference notAvailable = new Preference(getActivity());
    notAvailable.setTitle(R.string.power_usage_not_available);
    mAppListGroup.addPreference(notAvailable);
}

这部分就是PowerUsageSummary.java文件获取Settings电池中显示的应用耗电量信息，根据我们上面的分析，实际上控制上面的continue就能获取全部已安装应用的耗电量。在Android的不同API版本中，会有一些适配的工作量

关于申请权限，普通应用是没有办法获取到应用耗电量信息的，系统会抛出异常

java.lang.SecurityException: uid 10089 does not have android.permission.BATTERY_STATS.

如果想要进行相关API的调用，首先应用需要配置android.uid.system成为系统应用，并且进行系统签名，才能够拥有相关权限，本地编译的话需要调用Android的internal接口，我使用的是替换本地android.jar才可以正常打包出apk文件

本地编写了一个获取Android应用耗电量的demo，运行截图如下

END

建了一个微信的安全交流群，欢迎添加我微信备注进群，一起来聊天吹水哇，以及一个会发布安全相关内容的公众号，欢迎关注 😃

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