參考:http://blog.csdn.net/gaugamela/article/details/52981984
在Android M中。Google就引入了Doze模式。它定义了一种全新的、低能耗的状态。
在该状态,后台仅仅有部分任务被同意执行,其他任务都被强制停止。
在之前的博客中分析过Doze模式。就是device idle状态。可能有的地方分析的不是非常具体,如今在android7.0上又一次分析下。
一、基本原理
Doze模式能够简单概括为:
若推断用户在连续的一段时间内没有使用手机。就延缓终端中APP后台的CPU和网络活动,以达到降低电量消耗的目的。
上面这张图比較经典,基本上说明了Doze模式的含义。
图中的横轴表示时间,红色部分表示终端处于唤醒的执行状态。绿色部分就是Doze模式定义的休眠状态。
从图中的描写叙述,我们能够看到:假设一个用户停止充电(on battery: 利用电池供电),关闭屏幕(screen off),手机处于精巧状态(stationary: 位置没有发生相对移动)。保持以上条件一段时间之后,终端就会进入Doze模式。
一旦进入Doze模式,系统就降低(延缓)应用对网络的訪问、以及对CPU的占用,来节省电池电量。
如图所看到的。Doze模式还定义了maintenance window。
在maintenance window中,系统同意应用完毕它们被延缓的动作。即能够使用CPU资源及訪问网络。
从图中我们能够看出,当进入Doze模式的条件一直满足时,Doze模式会定期的进入到maintenance window。但进入的间隔越来越长。
通过这样的方式,Doze模式能够使终端处于较长时间的休眠状态。
须要注意的是:一旦Doze模式的条件不再满足,即用户充电、或打开屏幕、或终端的位置发生了移动,终端就恢复到正常模式。
因此。当用户频繁使用手机时,Doze模式差点儿是没有什么实际用处的。
详细来讲。当终端处于Doze模式时。进行了下面操作:
1、暂停网络訪问。
2、系统忽略全部的WakeLock。
3、标准的AlarmManager alarms被延缓到下一个maintenance window。
但使用AlarmManager的 setAndAllowWhileIdle、setExactAndAllowWhileIdle和setAlarmClock时,alarms定义事件仍会启动。
在这些alarms启动前,系统会短暂地退出Doze模式。
4、系统不再进行WiFi扫描。
5、系统不同意sync adapters执行。
6、系统不同意JobScheduler执行。
另外我在还有一篇博客中:http://blog.csdn.net/kc58236582/article/details/50554174也具体介绍了Doze模式。能够參考下,上面有一些命令使用等。
二、DeviceIdleController
Android中的Doze模式主要由DeviceIdleController来控制。
public class DeviceIdleController extends SystemService implements AnyMotionDetector.DeviceIdleCallback
能够看出DeviceIdleController继承自SystemService,是一个系统级的服务。
同一时候,继承了AnyMotionDetector定义的接口。便于检測到终端位置变化后进行回调。
2.1 DeviceIdleController的初始化
接下来我们看看它的初始化过程。
private void startOtherServices() { ......... mSystemServiceManager.startService(DeviceIdleController.class); ......... }
如上代码所看到的,SystemServer在startOtherServices中启动了DeviceIdleController,将先后调用DeviceIdleController的构造函数和onStart函数。
构造函数
public DeviceIdleController(Context context) { super(context); //deviceidle.xml用于定义idle模式也能正常工作的非系统应用 mConfigFile = new AtomicFile(new File(getSystemDir(), "deviceidle.xml")); mHandler = new MyHandler(BackgroundThread.getHandler().getLooper()); }
DeviceIdleController的构造函数比較简单,就是在创建data/system/deviceidle.xml相应的file文件。同一时候创建一个相应于后台线程的handler。这里的deviceidle.xml能够在设置中的电池选项那里。有电池优化,能够将一些应用放到白名单中,调用DeviceIdleController的addPowerSaveWhitelistApp方法。最后会写入deviceidle.xml文件,然后在下次开机的时候DeviceIdleController会又一次读取deviceidle.xml文件然后放入白名单mPowerSaveWhitelistUserApps中。
onStart函数
public void onStart() { final PackageManager pm = getContext().getPackageManager(); synchronized (this) { //读取配置文件。推断Doze模式是否同意被开启 mLightEnabled = mDeepEnabled = getContext().getResources().getBoolean( com.android.internal.R.bool.config_enableAutoPowerModes); //分析PKMS时提到过,PKMS扫描系统文件夹的xml,将形成SystemConfig SystemConfig sysConfig = SystemConfig.getInstance(); //获取除了device Idle模式外,都能够执行的系统应用白名单 ArraySet<String> allowPowerExceptIdle = sysConfig.getAllowInPowerSaveExceptIdle(); for (int i=0; i<allowPowerExceptIdle.size(); i++) { String pkg = allowPowerExceptIdle.valueAt(i); try { ApplicationInfo ai = pm.getApplicationInfo(pkg, PackageManager.MATCH_SYSTEM_ONLY); int appid = UserHandle.getAppId(ai.uid); mPowerSaveWhitelistAppsExceptIdle.put(ai.packageName, appid); mPowerSaveWhitelistSystemAppIdsExceptIdle.put(appid, true); } catch (PackageManager.NameNotFoundException e) { } } //获取device Idle模式下,也能够执行的系统应用白名单 ArraySet<String> allowPower = sysConfig.getAllowInPowerSave(); for (int i=0; i<allowPower.size(); i++) { String pkg = allowPower.valueAt(i); try { ApplicationInfo ai = pm.getApplicationInfo(pkg, PackageManager.MATCH_SYSTEM_ONLY); int appid = UserHandle.getAppId(ai.uid); // These apps are on both the whitelist-except-idle as well // as the full whitelist, so they apply in all cases. mPowerSaveWhitelistAppsExceptIdle.put(ai.packageName, appid); mPowerSaveWhitelistSystemAppIdsExceptIdle.put(appid, true); mPowerSaveWhitelistApps.put(ai.packageName, appid); mPowerSaveWhitelistSystemAppIds.put(appid, true); } catch (PackageManager.NameNotFoundException e) { } } //Constants为deviceIdleController中的内部类,继承ContentObserver //监控数据库变化,同一时候得到Doze模式定义的一些时间间隔 mConstants = new Constants(mHandler, getContext().getContentResolver()); //解析deviceidle.xml,并将当中定义的package相应的app,增加到mPowerSaveWhitelistUserApps中 readConfigFileLocked(); //将白名单的内容给AlarmManagerService和PowerMangerService //比如:DeviceIdleController推断开启Doze模式时。会通知PMS //此时除去白名单相应的应用外,PMS会将其他全部的WakeLock设置为Disable状态 updateWhitelistAppIdsLocked(); //下面的初始化,都是如果眼下处在进入Doze模式相反的条件上 mNetworkConnected = true; mScreenOn = true; // Start out assuming we are charging. If we aren't, we will at least get // a battery update the next time the level drops. mCharging = true; //Doze模式定义终端初始时为ACTIVE状态 mState = STATE_ACTIVE; //屏幕状态初始时为ACTIVE状态 mLightState = LIGHT_STATE_ACTIVE; mInactiveTimeout = mConstants.INACTIVE_TIMEOUT; } //公布服务 //BinderService和LocalService均为DeviceIdleController的内部类 mBinderService = new BinderService(); publishBinderService(Context.DEVICE_IDLE_CONTROLLER, mBinderService); publishLocalService(LocalService.class, new LocalService()); }
除去公布服务外,DeviceIdleController在onStart函数中。主要是读取配置文件更新自己的变量,思路比較清晰。
在这里我们仅跟进一下updateWhitelistAppIdsLocked函数:
private void updateWhitelistAppIdsLocked() { //构造出除去idle模式外,可执行的app id数组 (可觉得是系统和普通应用的集合) //mPowerSaveWhitelistAppsExceptIdle从系统文件夹下的xml得到 //mPowerSaveWhitelistUserApps从deviceidle.xml得到,或调用接口增加; //mPowerSaveWhitelistExceptIdleAppIds并未使用 mPowerSaveWhitelistExceptIdleAppIdArray = buildAppIdArray(mPowerSaveWhitelistAppsExceptIdle, mPowerSaveWhitelistUserApps, mPowerSaveWhitelistExceptIdleAppIds); //构造不受Doze限制的app id数组 (可觉得是系统和普通应用的集合) //mPowerSaveWhitelistApps从系统文件夹下的xml得到 //mPowerSaveWhitelistAllAppIds并未使用 mPowerSaveWhitelistAllAppIdArray = buildAppIdArray(mPowerSaveWhitelistApps, mPowerSaveWhitelistUserApps, mPowerSaveWhitelistAllAppIds); //构造不受Doze限制的app id数组(仅普通应用的集合)、 //mPowerSaveWhitelistUserAppIds并未使用 mPowerSaveWhitelistUserAppIdArray = buildAppIdArray(null, mPowerSaveWhitelistUserApps, mPowerSaveWhitelistUserAppIds); if (mLocalPowerManager != null) { ........... //PMS拿到的是:系统和普通应用组成的不受Doze限制的app id数组 mLocalPowerManager.setDeviceIdleWhitelist(mPowerSaveWhitelistAllAppIdArray); } if (mLocalAlarmManager != null) { .......... //AlarmManagerService拿到的是:普通应用组成的不受Doze限制的app id数组 mLocalAlarmManager.setDeviceIdleUserWhitelist(mPowerSaveWhitelistUserAppIdArray); } }
updateWhitelistAppIdsLocked主要是将白名单交给PMS和AlarmManagerService。
注意Android区分了系统应用白名单、普通应用白名单等,因此上面进行了一些合并操作。这里我们有没有发现,systemConfig的app不会增加alarm的白名单,而在Settings中电池那边设置的白名单,会增加Power wakelock的白名单。
onBootPhase函数
与PowerManagerService一样,DeviceIdleController在初始化的最后一个阶段须要调用onBootPhase函数:
public void onBootPhase(int phase) { //在系统PHASE_SYSTEM_SERVICES_READY阶段,进一步完毕一些初始化 if (phase == PHASE_SYSTEM_SERVICES_READY) { synchronized (this) { //初始化一些变量 mAlarmManager = (AlarmManager) getContext().getSystemService(Context.ALARM_SERVICE); .............. mSensorManager = (SensorManager) getContext().getSystemService(Context.SENSOR_SERVICE); //依据配置文件。利用SensorManager获取相应的传感器,保存到mMotionSensor中 .............. //假设配置文件表明:终端须要预获取位置信息 //则构造LocationRequest if (getContext().getResources().getBoolean( com.android.internal.R.bool.config_autoPowerModePrefetchLocation)) { mLocationManager = (LocationManager) getContext().getSystemService( Context.LOCATION_SERVICE); mLocationRequest = new LocationRequest() .setQuality(LocationRequest.ACCURACY_FINE) .setInterval(0) .setFastestInterval(0) .setNumUpdates(1); } //依据配置文件,得到角度变化的门限 float angleThreshold = getContext().getResources().getInteger( com.android.internal.R.integer.config_autoPowerModeThresholdAngle) / 100f; //创建一个AnyMotionDetector。同一时候将DeviceIdleController注冊到当中 //当AnyMotionDetector检測到手机变化角度超过门限时,就会回调DeviceIdleController的接口 mAnyMotionDetector = new AnyMotionDetector( (PowerManager) getContext().getSystemService(Context.POWER_SERVICE), mHandler, mSensorManager, this, angleThreshold); //创建两个经常使用的Intent,用于通知Doze模式的变化 mIdleIntent = new Intent(PowerManager.ACTION_DEVICE_IDLE_MODE_CHANGED); mIdleIntent.addFlags(Intent.FLAG_RECEIVER_REGISTERED_ONLY | Intent.FLAG_RECEIVER_FOREGROUND); mLightIdleIntent = new Intent(PowerManager.ACTION_LIGHT_DEVICE_IDLE_MODE_CHANGED); mLightIdleIntent.addFlags(Intent.FLAG_RECEIVER_REGISTERED_ONLY | Intent.FLAG_RECEIVER_FOREGROUND); //监听ACTION_BATTERY_CHANGED广播(电池信息发生改变) IntentFilter filter = new IntentFilter(); filter.addAction(Intent.ACTION_BATTERY_CHANGED); getContext().registerReceiver(mReceiver, filter); //监听ACTION_PACKAGE_REMOVED广播(包被移除) filter = new IntentFilter(); filter.addAction(Intent.ACTION_PACKAGE_REMOVED); filter.addDataScheme("package"); getContext().registerReceiver(mReceiver, filter); //监听CONNECTIVITY_ACTION广播(连接状态发生改变) filter = new IntentFilter(); filter.addAction(ConnectivityManager.CONNECTIVITY_ACTION); getContext().registerReceiver(mReceiver, filter); //又一次将白名单信息交给PowerManagerService和AlarmManagerService //这个工作在onStart函数中,已经调用updateWhitelistAppIdsLocked进行过了 //到onBootPhase时,又一次进行一次,可能:一是为了保险;二是,其他进程可能调用接口,更改了相应数据,于是进行更新 mLocalPowerManager.setDeviceIdleWhitelist(mPowerSaveWhitelistAllAppIdArray); mLocalAlarmManager.setDeviceIdleUserWhitelist(mPowerSaveWhitelistUserAppIdArray); //监听屏幕显示相关的变化 mDisplayManager.registerDisplayListener(mDisplayListener, null); //更新屏幕显示相关的信息 updateDisplayLocked(); } //更新连接状态相关的信息 updateConnectivityState(null); } }
从代码能够看出。onBootPhase方法:
主要创建一些本地变量,然后依据配置文件初始化一些传感器,同一时候注冊了一些广播接收器和回到接口,
最后更新屏幕显示和连接状态相关的信息。
2.2 DeviceIdleController的状态变化
充电状态的处理
对于充电状态,在onBootPhase函数中已经提到。DeviceIdleController监听了ACTION_BATTERY_CHANGED广播:
............ IntentFilter filter = new IntentFilter(); filter.addAction(Intent.ACTION_BATTERY_CHANGED); getContext().registerReceiver(mReceiver, filter); ...........
我们看看receiver中相应的处理:
private final BroadcastReceiver mReceiver = new BroadcastReceiver() { @Override public void onReceive(Context context, Intent intent) { switch (intent.getAction()) { ......... case Intent.ACTION_BATTERY_CHANGED: { synchronized (DeviceIdleController.this) { //从广播中得到是否在充电的消息 int plugged = intent.getIntExtra("plugged", 0); updateChargingLocked(plugged != 0); } } break; } } }。依据上面的代码。能够看出当收到电池信息改变的广播后。DeviceIdleController将得到电源是否在充电的消息,然后调用updateChargingLocked函数进行处理。
void updateChargingLocked(boolean charging) { ......... if (!charging && mCharging) { //从充电状态变为不充电状态 mCharging = false; //mForceIdle值一般为false,是通过dumpsys命令将mForceIdle改成true的 if (!mForceIdle) { //推断是否进入Doze模式 becomeInactiveIfAppropriateLocked(); } } else if (charging) { //进入充电状态 mCharging = charging; if (!mForceIdle) { //手机退出Doze模式 becomeActiveLocked("charging", Process.myUid()); } } }
becomeInactiveIfAppropriateLocked函数是開始进入Doze模式。而becomeActiveLocked是退出Doze模式。
显示状态处理
DeviceIdleController中注冊了显示变化的回调
mDisplayManager.registerDisplayListener(mDisplayListener, null);回调会调用updateDisplayLocked函数
private final DisplayManager.DisplayListener mDisplayListener = new DisplayManager.DisplayListener() { @Override public void onDisplayAdded(int displayId) { } @Override public void onDisplayRemoved(int displayId) { } @Override public void onDisplayChanged(int displayId) { if (displayId == Display.DEFAULT_DISPLAY) { synchronized (DeviceIdleController.this) { updateDisplayLocked(); } } } };
updateDisplayLocked函数和更新充电状态的函数updateChargingLocked类似
void updateDisplayLocked() { mCurDisplay = mDisplayManager.getDisplay(Display.DEFAULT_DISPLAY); // We consider any situation where the display is showing something to be it on, // because if there is anything shown we are going to be updating it at some // frequency so can't be allowed to go into deep sleeps. boolean screenOn = mCurDisplay.getState() == Display.STATE_ON; if (DEBUG) Slog.d(TAG, "updateDisplayLocked: screenOn=" + screenOn); if (!screenOn && mScreenOn) { mScreenOn = false; if (!mForceIdle) {//開始进入Doze模式 becomeInactiveIfAppropriateLocked(); } } else if (screenOn) {//屏幕点亮,退出Doze模式 mScreenOn = true; if (!mForceIdle) { becomeActiveLocked("screen", Process.myUid()); } } }
becomeActiveLocked函数退出Doze模式
我们先来看看becomeActiveLocked函数
//activeReason记录的终端变为active的原因 void becomeActiveLocked(String activeReason, int activeUid) { ........... if (mState != STATE_ACTIVE || mLightState != STATE_ACTIVE) { ............ //1、通知PMS等Doze模式结束 scheduleReportActiveLocked(activeReason, activeUid); //更新DeviceIdleController本地维护的状态 //在DeviceIdleController的onStart函数中,我们已经知道了 //初始时。mState和mLightState均为Active状态 mState = STATE_ACTIVE;//state是指设备通过传感器推断进入idle mLightState = LIGHT_STATE_ACTIVE;//mLight是背光的状态 mInactiveTimeout = mConstants.INACTIVE_TIMEOUT; mCurIdleBudget = 0; mMaintenanceStartTime = 0; //2、重置一些事件 resetIdleManagementLocked(); resetLightIdleManagementLocked(); addEvent(EVENT_NORMAL); } }
scheduleReportActiveLocked函数就是发送MSG_REPORT_ACTIVE消息
void scheduleReportActiveLocked(String activeReason, int activeUid) { //发送MSG_REPORT_ACTIVE消息 Message msg = mHandler.obtainMessage(MSG_REPORT_ACTIVE, activeUid, 0, activeReason); mHandler.sendMessage(msg); }
我们再看下消息的处理。主要调用了PowerManagerService的setDeviceIdleMode函数来退出Doze状态,然后又一次更新wakelock的enable状态, 以及通知NetworkPolicyManagerService不再限制应用上网,还有发送Doze模式改变的广播。
......... case MSG_REPORT_ACTIVE: { ......... //通知PMS Doze模式结束, //于是PMS将一些Doze模式下,disable的WakeLock又一次enable //然后调用updatePowerStateLocked函数更新终端的状态 final boolean deepChanged = mLocalPowerManager.setDeviceIdleMode(false); final boolean lightChanged = mLocalPowerManager.setLightDeviceIdleMode(false); try { //通过NetworkPolicyManagerService更改Ip-Rule,不再限制终端应用上网 mNetworkPolicyManager.setDeviceIdleMode(false); //BSS做好相应的记录 mBatteryStats.noteDeviceIdleMode(BatteryStats.DEVICE_IDLE_MODE_OFF, activeReason, activeUid); } catch (RemoteException e) { } //发送广播 if (deepChanged) { getContext().sendBroadcastAsUser(mIdleIntent, UserHandle.ALL); } if (lightChanged) { getContext().sendBroadcastAsUser(mLightIdleIntent, UserHandle.ALL); } } ........
resetIdleManagementLocked函数就是取消alarm,检測等。
void resetIdleManagementLocked() { //复位一些状态变量 mNextIdlePendingDelay = 0; mNextIdleDelay = 0; mNextLightIdleDelay = 0; //停止一些工作,主要是位置检測相关的 cancelAlarmLocked(); cancelSensingTimeoutAlarmLocked(); cancelLocatingLocked(); stopMonitoringMotionLocked(); mAnyMotionDetector.stop(); }
becomeInactiveIfAppropriateLocked函数開始进入Doze模式
becomeInactiveIfAppropriateLocked函数就是我们開始进入Doze模式的第一个步骤。以下我们就具体分析这个函数
void becomeInactiveIfAppropriateLocked() { ................. //屏幕熄灭。未充电 if ((!mScreenOn && !mCharging) || mForceIdle) { // Screen has turned off; we are now going to become inactive and start // waiting to see if we will ultimately go idle. if (mState == STATE_ACTIVE && mDeepEnabled) { mState = STATE_INACTIVE; ............... //重置事件 resetIdleManagementLocked(); //開始检測能否够进入Doze模式的Idle状态 //若终端没有watch feature, mInactiveTimeout时间为30min scheduleAlarmLocked(mInactiveTimeout, false); ............... } if (mLightState == LIGHT_STATE_ACTIVE && mLightEnabled) { mLightState = LIGHT_STATE_INACTIVE; ............. resetLightIdleManagementLocked();//重置事件 scheduleLightAlarmLocked(mConstants.LIGHT_IDLE_AFTER_INACTIVE_TIMEOUT); } } }
要进入Doze流程,就是调用这个函数,首先要保证屏幕灭屏然后没有充电。这里还有mDeepEnable和mLightEnable前面说过是在配置中定义的。一般默认是关闭(也就是不开Doze模式)。这里mLightEnabled是相应禁止wakelock持锁的。禁止网络。而mDeepEnabled相应是检測设备是否精巧,除了禁止wakelock、禁止网络、还会机制alarm。
light idle模式
我们先看light idle模式,这个模式下、会禁止网络、wakelock,可是不会禁止alarm。
我们先看scheduleLightAlarmLocked函数。这里设置了一个alarm,delay是5分钟。
到时间后调用mLightAlarmListener回调。
void scheduleLightAlarmLocked(long delay) { if (DEBUG) Slog.d(TAG, "scheduleLightAlarmLocked(" + delay + ")"); mNextLightAlarmTime = SystemClock.elapsedRealtime() + delay; mAlarmManager.set(AlarmManager.ELAPSED_REALTIME_WAKEUP, mNextLightAlarmTime, "DeviceIdleController.light", mLightAlarmListener, mHandler); }
mLightAlarmListener就是进入lightidle。调用stepLightIdleStateLocked函数
private final AlarmManager.OnAlarmListener mLightAlarmListener = new AlarmManager.OnAlarmListener() { @Override public void onAlarm() { synchronized (DeviceIdleController.this) { stepLightIdleStateLocked("s:alarm"); } } };
我们来看stepLightIdleStateLocked函数,这个函数会处理mLightState不同状态,会依据不同状态。然后设置alarm。到时间后继续处理下个状态。
到LIGHT_STATE_IDLE_MAINTENANCE状态处理时,会发送MSG_REPORT_IDLE_ON_LIGHT。
这个消息的处理会禁止网络、禁止wakelock。
然后到LIGHT_STATE_WAITING_FOR_NETWORK。会先退出Doze状态(这个时候网络、wakelock恢复)。然后设置alarm,alarm时间到后,还是在LIGHT_STATE_IDLE_MAINTENANCE状态。和之前一样(禁止网络、wakelock)。仅仅是设置的alarm间隔会越来越大。也就是仅仅要屏幕灭屏后,时间越长。
设备会隔越来越长的时间才会退出Doze状态。这也符合一个实际情况,可是会有一个上限值。
void stepLightIdleStateLocked(String reason) { if (mLightState == LIGHT_STATE_OVERRIDE) { // If we are already in deep device idle mode, then // there is nothing left to do for light mode. return; } EventLogTags.writeDeviceIdleLightStep(); switch (mLightState) { case LIGHT_STATE_INACTIVE: mCurIdleBudget = mConstants.LIGHT_IDLE_MAINTENANCE_MIN_BUDGET; // Reset the upcoming idle delays. mNextLightIdleDelay = mConstants.LIGHT_IDLE_TIMEOUT; mMaintenanceStartTime = 0; if (!isOpsInactiveLocked()) { // We have some active ops going on... give them a chance to finish // before going in to our first idle. mLightState = LIGHT_STATE_PRE_IDLE; EventLogTags.writeDeviceIdleLight(mLightState, reason); scheduleLightAlarmLocked(mConstants.LIGHT_PRE_IDLE_TIMEOUT);//设置alarm,时间到后到下个步骤 break; } // Nothing active, fall through to immediately idle. case LIGHT_STATE_PRE_IDLE: case LIGHT_STATE_IDLE_MAINTENANCE: if (mMaintenanceStartTime != 0) { long duration = SystemClock.elapsedRealtime() - mMaintenanceStartTime; if (duration < mConstants.LIGHT_IDLE_MAINTENANCE_MIN_BUDGET) { // We didn't use up all of our minimum budget; add this to the reserve. mCurIdleBudget += (mConstants.LIGHT_IDLE_MAINTENANCE_MIN_BUDGET-duration); } else { // We used more than our minimum budget; this comes out of the reserve. mCurIdleBudget -= (duration-mConstants.LIGHT_IDLE_MAINTENANCE_MIN_BUDGET); } } mMaintenanceStartTime = 0; scheduleLightAlarmLocked(mNextLightIdleDelay); mNextLightIdleDelay = Math.min(mConstants.LIGHT_MAX_IDLE_TIMEOUT, (long)(mNextLightIdleDelay * mConstants.LIGHT_IDLE_FACTOR)); if (mNextLightIdleDelay < mConstants.LIGHT_IDLE_TIMEOUT) { mNextLightIdleDelay = mConstants.LIGHT_IDLE_TIMEOUT; } if (DEBUG) Slog.d(TAG, "Moved to LIGHT_STATE_IDLE."); mLightState = LIGHT_STATE_IDLE; EventLogTags.writeDeviceIdleLight(mLightState, reason); addEvent(EVENT_LIGHT_IDLE); mHandler.sendEmptyMessage(MSG_REPORT_IDLE_ON_LIGHT);//发送消息,这个消息处理就会关闭网络,禁止wakelock break; case LIGHT_STATE_IDLE: case LIGHT_STATE_WAITING_FOR_NETWORK: if (mNetworkConnected || mLightState == LIGHT_STATE_WAITING_FOR_NETWORK) { // We have been idling long enough, now it is time to do some work. mActiveIdleOpCount = 1; mActiveIdleWakeLock.acquire(); mMaintenanceStartTime = SystemClock.elapsedRealtime(); if (mCurIdleBudget < mConstants.LIGHT_IDLE_MAINTENANCE_MIN_BUDGET) { mCurIdleBudget = mConstants.LIGHT_IDLE_MAINTENANCE_MIN_BUDGET; } else if (mCurIdleBudget > mConstants.LIGHT_IDLE_MAINTENANCE_MAX_BUDGET) { mCurIdleBudget = mConstants.LIGHT_IDLE_MAINTENANCE_MAX_BUDGET; } scheduleLightAlarmLocked(mCurIdleBudget); if (DEBUG) Slog.d(TAG, "Moved from LIGHT_STATE_IDLE to LIGHT_STATE_IDLE_MAINTENANCE."); mLightState = LIGHT_STATE_IDLE_MAINTENANCE; EventLogTags.writeDeviceIdleLight(mLightState, reason); addEvent(EVENT_LIGHT_MAINTENANCE); mHandler.sendEmptyMessage(MSG_REPORT_IDLE_OFF);//醒一下(开启网络、恢复wakelock) } else { // We'd like to do maintenance, but currently don't have network // connectivity... let's try to wait until the network comes back. // We'll only wait for another full idle period, however, and then give up. scheduleLightAlarmLocked(mNextLightIdleDelay); if (DEBUG) Slog.d(TAG, "Moved to LIGHT_WAITING_FOR_NETWORK."); mLightState = LIGHT_STATE_WAITING_FOR_NETWORK; EventLogTags.writeDeviceIdleLight(mLightState, reason); } break; } }
可是这里仅仅是一个light idle,一旦进入deep idle。light idle设置的alarm会无效的(这个后面细说),也就是说light idle一旦进入deep idle后无效了(由于idle step主要靠alarm驱动。而alarm无效后自然就驱动不了)。
deep idle模式
以下我们再来看deep idle模式,这个模式除了禁止网络、wakelock还会禁止alarm。
我们再来看becomeInactiveIfAppropriateLocked函数中以下代码。
是关于deep idle的设置 这里的mInactiveTimeout是半小时
void becomeInactiveIfAppropriateLocked() { if (DEBUG) Slog.d(TAG, "becomeInactiveIfAppropriateLocked()"); if ((!mScreenOn && !mCharging) || mForceIdle) { // Screen has turned off; we are now going to become inactive and start // waiting to see if we will ultimately go idle. if (mState == STATE_ACTIVE && mDeepEnabled) { mState = STATE_INACTIVE; if (DEBUG) Slog.d(TAG, "Moved from STATE_ACTIVE to STATE_INACTIVE"); resetIdleManagementLocked(); scheduleAlarmLocked(mInactiveTimeout, false); EventLogTags.writeDeviceIdle(mState, "no activity"); }
我们来看下scheduleAlarmLocked函数,注意假设这里參数idleUntil是true会调用AlarmManager的setIdleUntil函数,调用这个函数后普通应用设置alarm将失效。
void scheduleAlarmLocked(long delay, boolean idleUntil) { if (mMotionSensor == null) { //在onBootPhase时,获取过位置检測传感器 //假设终端没有配置位置检測传感器。那么终端永远不会进入到真正的Doze ilde状态 // If there is no motion sensor on this device, then we won't schedule // alarms, because we can't determine if the device is not moving. return; } mNextAlarmTime = SystemClock.elapsedRealtime() + delay; if (idleUntil) { //此时IdleUtil的值为false mAlarmManager.setIdleUntil(AlarmManager.ELAPSED_REALTIME_WAKEUP, mNextAlarmTime, "DeviceIdleController.deep", mDeepAlarmListener, mHandler); } else { //30min后唤醒,调用mDeepAlarmListener的onAlarm函数 mAlarmManager.set(AlarmManager.ELAPSED_REALTIME_WAKEUP, mNextAlarmTime, "DeviceIdleController.deep", mDeepAlarmListener, mHandler); } }
须要注意的是,DeviceIdleController一直在监控屏幕状态和充电状态,一但不满足Doze模式的条件。前面提到的becomeActiveLocked函数就会被调用。mAlarmManager设置的定时唤醒事件将被取消掉,mDeepAlarmListener的onAlarm函数不会被调用。
因此,我们知道了终端必须保持Doze模式的入口条件长达30min,才会进入mDeepAlarmListener.onAlarm:
private final AlarmManager.OnAlarmListener mDeepAlarmListener = new AlarmManager.OnAlarmListener() { @Override public void onAlarm() { synchronized (DeviceIdleController.this) { //进入到stepIdleStateLocked函数 stepIdleStateLocked("s:alarm"); } } };
以下我们就来看下stepIdleStateLocked函数:
void stepIdleStateLocked(String reason) { .......... final long now = SystemClock.elapsedRealtime(); //个人认为,以下这段代码,是针对Idle状态设计的 //假设在Idle状态收到Alarm,那么将先唤醒终端,然后又一次推断是否须要进入Idle态 //在介绍Doze模式原理时提到过。若应用调用AlarmManager的一些指定接口。仍然能够在Idle状态进行工作 if ((now+mConstants.MIN_TIME_TO_ALARM) > mAlarmManager.getNextWakeFromIdleTime()) { // Whoops, there is an upcoming alarm. We don't actually want to go idle. if (mState != STATE_ACTIVE) { becomeActiveLocked("alarm", Process.myUid()); becomeInactiveIfAppropriateLocked(); } return; } //以下是Doze模式的状态转变相关的代码 switch (mState) { case STATE_INACTIVE: // We have now been inactive long enough, it is time to start looking // for motion and sleep some more while doing so. //保持屏幕熄灭。同一时候未充电达到30min,进入此分支 //注冊一个mMotionListener。检測是否移动 //假设检測到移动。将又一次进入到ACTIVE状态 //对应代码比較直观。此处不再深入分析 startMonitoringMotionLocked(); //再次调用scheduleAlarmLocked函数。此次的时间仍为30min //也就说假设不发生退出Doze模式的事件,30min后将再次进入到stepIdleStateLocked函数 //只是届时的mState已经变为STATE_IDLE_PENDING scheduleAlarmLocked(mConstants.IDLE_AFTER_INACTIVE_TIMEOUT, false); // Reset the upcoming idle delays. //mNextIdlePendingDelay为5min mNextIdlePendingDelay = mConstants.IDLE_PENDING_TIMEOUT; //mNextIdleDelay为60min mNextIdleDelay = mConstants.IDLE_TIMEOUT; //状态变为STATE_IDLE_PENDING mState = STATE_IDLE_PENDING; ............ break; case STATE_IDLE_PENDING: //保持息屏、未充电、精巧状态,经过30min后。进入此分支 mState = STATE_SENSING; //保持Doze模式条件,4min后再次进入stepIdleStateLocked scheduleSensingTimeoutAlarmLocked(mConstants.SENSING_TIMEOUT); //停止定位相关的工作 cancelLocatingLocked(); mNotMoving = false; mLocated = false; mLastGenericLocation = null; mLastGpsLocation = null; //開始检測手机是否发生运动(这里应该是更仔细的側重于角度的变化) //若手机运动过,则又一次变为active状态 mAnyMotionDetector.checkForAnyMotion(); break; case STATE_SENSING: //上面的条件满足后,进入此分支,開始获取定位信息 cancelSensingTimeoutAlarmLocked(); mState = STATE_LOCATING; ............ //保持条件30s,再次调用stepIdleStateLocked scheduleAlarmLocked(mConstants.LOCATING_TIMEOUT, false); //网络定位 if (mLocationManager != null && mLocationManager.getProvider(LocationManager.NETWORK_PROVIDER) != null) { mLocationManager.requestLocationUpdates(mLocationRequest, mGenericLocationListener, mHandler.getLooper()); mLocating = true; } else { mHasNetworkLocation = false; } //GPS定位 if (mLocationManager != null && mLocationManager.getProvider(LocationManager.GPS_PROVIDER) != null) { mHasGps = true; mLocationManager.requestLocationUpdates(LocationManager.GPS_PROVIDER, 1000, 5, mGpsLocationListener, mHandler.getLooper()); mLocating = true; } else { mHasGps = false; } // If we have a location provider, we're all set, the listeners will move state // forward. if (mLocating) { //无法定位则直接进入下一个case break; } case STATE_LOCATING: //停止定位和运动检測,直接进入到STATE_IDLE_MAINTENANCE cancelAlarmLocked(); cancelLocatingLocked(); mAnyMotionDetector.stop(); case STATE_IDLE_MAINTENANCE: //进入到这个case后,终端開始进入Idle状态。也就是真正的Doze模式 //定义退出Idle的时间此时为60min scheduleAlarmLocked(mNextIdleDelay, true); ............ //退出周期逐步递增,每次乘2 mNextIdleDelay = (long)(mNextIdleDelay * mConstants.IDLE_FACTOR); ........... //周期有最大值6h mNextIdleDelay = Math.min(mNextIdleDelay, mConstants.MAX_IDLE_TIMEOUT); if (mNextIdleDelay < mConstants.IDLE_TIMEOUT) { mNextIdleDelay = mConstants.IDLE_TIMEOUT; } mState = STATE_IDLE; ........... //通知PMS、NetworkPolicyManagerService等Doze模式开启。即进入Idle状态 //此时PMS disable一些非白名单WakeLock;NetworkPolicyManagerService開始限制一些应用的网络訪问 //消息处理的详细流程比較直观,此处不再深入分析 mHandler.sendEmptyMessage(MSG_REPORT_IDLE_ON); break; case STATE_IDLE: //进入到这个case时,本次的Idle状态临时结束,开启maintenance window // We have been idling long enough, now it is time to do some work. mActiveIdleOpCount = 1; mActiveIdleWakeLock.acquire(); //定义又一次进入Idle的时间为5min (也就是手机可处于Maintenance window的时间) scheduleAlarmLocked(mNextIdlePendingDelay, false); mMaintenanceStartTime = SystemClock.elapsedRealtime(); //调整mNextIdlePendingDelay。乘2(最大为10min) mNextIdlePendingDelay = Math.min(mConstants.MAX_IDLE_PENDING_TIMEOUT, (long)(mNextIdlePendingDelay * mConstants.IDLE_PENDING_FACTOR)); if (mNextIdlePendingDelay < mConstants.IDLE_PENDING_TIMEOUT) { mNextIdlePendingDelay = mConstants.IDLE_PENDING_TIMEOUT; } mState = STATE_IDLE_MAINTENANCE; ........... //通知PMS等临时退出了Idle状态,能够进行一些工作 //此时PMS enable一些非白名单WakeLock。NetworkPolicyManagerService開始同意应用的网络訪问 mHandler.sendEmptyMessage(MSG_REPORT_IDLE_OFF); break; } }
上面的流程在凝视里面已经非常明确了。而我们在进入Deep idle时。发送了一个MSG_REPORT_IDLE_ON消息,我们看以下这个消息的处理和之前的MSG_REPORT_IDLE_ON_LIGHT一样的。关闭网络。禁止wakelock。
case MSG_REPORT_IDLE_ON: case MSG_REPORT_IDLE_ON_LIGHT: { EventLogTags.writeDeviceIdleOnStart(); final boolean deepChanged; final boolean lightChanged; if (msg.what == MSG_REPORT_IDLE_ON) { deepChanged = mLocalPowerManager.setDeviceIdleMode(true); lightChanged = mLocalPowerManager.setLightDeviceIdleMode(false); } else { deepChanged = mLocalPowerManager.setDeviceIdleMode(false); lightChanged = mLocalPowerManager.setLightDeviceIdleMode(true); } try { mNetworkPolicyManager.setDeviceIdleMode(true); mBatteryStats.noteDeviceIdleMode(msg.what == MSG_REPORT_IDLE_ON ? BatteryStats.DEVICE_IDLE_MODE_DEEP : BatteryStats.DEVICE_IDLE_MODE_LIGHT, null, Process.myUid()); } catch (RemoteException e) { } if (deepChanged) { getContext().sendBroadcastAsUser(mIdleIntent, UserHandle.ALL); } if (lightChanged) { getContext().sendBroadcastAsUser(mLightIdleIntent, UserHandle.ALL); } EventLogTags.writeDeviceIdleOnComplete(); } break;
而禁止alarm是通过调用例如以下函数,注意參数是true。參数是true会调用mAlarmManager.setIdleUntil函数。
这样其它的alarm会被滞后(除非在白名单中)
scheduleAlarmLocked(mNextIdleDelay, true);
而每隔一段时间会进入Maintenance window的时间,此时是通过发送MSG_REPORT_IDLE_OFF消息,来恢复网络和wakelock。而这个时候之前设置的mAlarmManager.setIdleUntil的alarm也到期了。因此其它alarm也恢复了。
可是这个时间仅仅有5分钟,又一次设置了alarm再次进入deep idle状态。
Idle总结
当手机关闭屏幕或者拔掉电源的时候,手机開始推断是否进入Doze模式。
Doze模式分两种,第一种是light idle:
1.light idle
light idle在手机灭屏且没有充电状态下,5分钟開始进入light idle流程。
然后第一次进入LIGHT_STATE_INACTIVE流程时。会再定义一个10分钟的alarm。
然后系统进入light idle状态。这个状态会使不是白名单的应用禁止訪问网络,以及持wakelock锁。
2.deep idle
deep idle除了light idle的状态还会把非白名单中应用的alarm也禁止了。
此时。系统中非白名单的应用将被禁止訪问网络。它们申请的Wakelock也会被disable。
从上面的代码能够看出,系统会周期性的退出Idle状态,进入到MAINTENANCE状态,集中处理相关的任务。
一段时间后,会又一次再次回到IDLE状态。每次进入IDLE状态,停留的时间都会是上次的2倍,最大时间限制为6h。
当手机运动,或者点亮屏幕,插上电源等。系统都会又一次返回到ACTIVIE状态。
这里盗用别人的一样图。但不过deep idle的状态:
(这里特别说明下,alarm和wakelock都是由DeviceIdleController主动调用相关接口设置的,而网络是调用了DeviceIdleController的getAppIdWhitelist接口来获取应用的白名单的,从而禁止非白名单訪问网络。
)
网络我们不分析了,之前我们在Android6.0时分析过idle状态下alarm和wakelock。7.0略微有点不一样。以下两篇博客又一次分析下吧。