初识Android PowerManagerService省电模式

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  • 前言
  • 功能介绍
  • 环境
  • 结束

前言

最近遇到一些关于省电模式、电量消耗、Doze模式,等等相关问题。于是,我决定对它们进行彻底分析,那就先从省电模式开启。

功能介绍

可以在 Settings->Battery->Battery Saver 界面进行省电模式的操作,如下图:

界面中有三个开关,它们的意思如下:

  • Use Battery Saver : 打开/关闭省电模式。
  • Set a Schedule : 设置一个电量百分比阈值,当电量低于这个阈值的时候,就会触发省电模式。设置阈值的界面如下图

  • Turn off when charging : 这个开关的意思不能按表面意思理解,它真正的意思是,省电模式被打开的情况下,拔掉充电器或者重启,如果电量百分比大于90%,那么不会再次开启省电模式。

由于省电模式的功能涉及的代码比较多,本文只分析省电模式环境的初始化,涉及的文件路径如下

  • frameworks/base/services/core/java/com/android/server/power/PowerManagerService.java
  • frameworks/base/services/core/java/com/android/server/power/batterysaver/BatterySaverStateMachine.java
  • frameworks/base/services/core/java/com/android/server/power/batterysaver/BatterySaverController.java
  • frameworks/base/services/core/java/com/android/server/power/batterysaver/BatterySaverPolicy.java

环境

省电模式属于 PowerManagerService 的一部分功能,下面列出与省电模式环境相关的代码:

PowerManagerService(Context context, Injector injector) {
    super(context);
    // ...

    // Class to decide whether to turn on battery saver mode for specific services.
    mBatterySaverPolicy =
            mInjector.createBatterySaverPolicy(mLock, mContext, mBatterySavingStats);

    // Responsible for battery saver mode transition logic.
    mBatterySaverController = mInjector.createBatterySaverController(mLock, mContext,
            mBatterySaverPolicy, mBatterySavingStats);

    //  Decides when to enable / disable battery saver.
    mBatterySaverStateMachine = mInjector.createBatterySaverStateMachine(mLock, mContext,
            mBatterySaverController);

    // ...
}

与省电模式相关的类有三个,BatterySaverPolicyBatterySaverControllerBatterySaverStateMachine

介绍下三个类的作用:

  • BatterySaverPolicy : 省电模式的策略。
  • BatterySaverController : 控制省电模式的打开/关闭,并根据省电模式策略,控制某些功能,例如控制 CPU 频率。
  • BatterySaverStateMachine : 一个状态机,管理着省电模式相关的状态,并通过 BatterySaverController 控制省电模式的开启/关闭。

这里创建三个类对象的方式,就是调用构造函数,下面大致看下这几个构造函数

public BatterySaverPolicy(Object lock, Context context, BatterySavingStats batterySavingStats) {
    super(BackgroundThread.getHandler());
    mLock = lock;
    mHandler = BackgroundThread.getHandler();
    mContext = context;
    mContentResolver = context.getContentResolver();
    mBatterySavingStats = batterySavingStats;
}
public BatterySaverController(Object lock, Context context, Looper looper,
        BatterySaverPolicy policy, BatterySavingStats batterySavingStats) {
    mLock = lock;
    mContext = context;
    mHandler = new MyHandler(looper);
    mBatterySaverPolicy = policy;
    // 注意,监听了 policy change
    mBatterySaverPolicy.addListener(this);

    // FileUpdater 负责向底层文件节点写值,例如向CPU频率的节点写值,控制CPU频率
    mFileUpdater = new FileUpdater(context);

    mBatterySavingStats = batterySavingStats;

    // 刷新获取省电模式的缓存
    PowerManager.invalidatePowerSaveModeCaches();
}
public BatterySaverStateMachine(Object lock,
        Context context, BatterySaverController batterySaverController) {
    mLock = lock;
    mContext = context;
    mBatterySaverController = batterySaverController;
    mState = STATE_OFF;
    // Whether or not battery saver should be "sticky" when manually enabled.
    // false
    // 注意了,值为 false,表明这个 battery saver sticky 功能是打开的
    mBatterySaverStickyBehaviourDisabled = mContext.getResources().getBoolean(
            com.android.internal.R.bool.config_batterySaverStickyBehaviourDisabled);

    //  Config flag to track default disable threshold for Dynamic power savings enabled battery saver.
    // 80
    mDynamicPowerSavingsDefaultDisableThreshold = mContext.getResources().getInteger(
            com.android.internal.R.integer.config_dynamicPowerSavingsDefaultDisableThreshold);
}

BatterySaverController 的构造函数,只需要注意一点,那就是它监听了省电模式策略的改变,因为这个策略会影响省电模式。

BatterySaverStateMachine 的构造函数,需要注意 mBatterySaverStickyBehaviourDisabled,它表示是否支持 battery saver sticky 功能。注意了,它的值 false,但是表示支持这个功能,而不是不支持。mDynamicPowerSavingsDefaultDisableThreshold 是与动态省电模式相关,读者可自行分析。

继续看 PowerManagerService 对省电模式环境的初始化代码

public void systemReady(IAppOpsService appOps) {
    synchronized (mLock) {
        // ...
        mBatterySaverController.systemReady();
        mBatterySaverPolicy.systemReady();

        // ...
    }
}

首先看看 BatterySaverController#systemRead()

public void systemReady() {
    // 监听这些东西,来控制 battery saver
    final IntentFilter filter = new IntentFilter(Intent.ACTION_SCREEN_ON);
    filter.addAction(Intent.ACTION_SCREEN_OFF);
    filter.addAction(Intent.ACTION_BATTERY_CHANGED);
    filter.addAction(PowerManager.ACTION_DEVICE_IDLE_MODE_CHANGED);
    filter.addAction(PowerManager.ACTION_LIGHT_DEVICE_IDLE_MODE_CHANGED);
    mContext.registerReceiver(mReceiver, filter);

    // 如果 Runtime 重启,那么读取 /data/system/battery-saver/default-values.xml 保存的数据,否则删除这个文件。
    mFileUpdater.systemReady(LocalServices.getService(ActivityManagerInternal.class)
            .isRuntimeRestarted());
    // 这里的处理逻辑为空
    mHandler.postSystemReady();
}

BatterySaverController 会监听屏幕亮灭以及 Doze 模式的广播。

不过只有屏幕亮灭,会实际地影响省电模式,因为屏幕的亮灭会影响交互模式,而省电模式策略会根据手机是否处于交互模式而配置不同的策略。目前,在策略中,只有 CPU 频率受影响。

再来看看 BatterySaverPolicy#systemReady()

public void systemReady() {
    ConcurrentUtils.wtfIfLockHeld(TAG, mLock);

    // 下面两个字段,目前没有值,但是会控制省电模式策略,进而影响省电模式
    mContentResolver.registerContentObserver(Settings.Global.getUriFor(
            Settings.Global.BATTERY_SAVER_CONSTANTS), false, this);
    mContentResolver.registerContentObserver(Settings.Global.getUriFor(
            Settings.Global.BATTERY_SAVER_DEVICE_SPECIFIC_CONSTANTS), false, this);

    // 无障碍相关
    final AccessibilityManager acm = mContext.getSystemService(AccessibilityManager.class);
    acm.addAccessibilityStateChangeListener(enabled -> mAccessibilityEnabled.update(enabled));
    mAccessibilityEnabled.initialize(acm.isEnabled());

    // 汽车相关
    UiModeManager uiModeManager = mContext.getSystemService(UiModeManager.class);
    uiModeManager.addOnProjectionStateChangedListener(UiModeManager.PROJECTION_TYPE_AUTOMOTIVE,
            mContext.getMainExecutor(), mOnProjectionStateChangedListener);
    mAutomotiveProjectionActive.initialize(
            uiModeManager.getActiveProjectionTypes() != UiModeManager.PROJECTION_TYPE_NONE);

    // 监听 SettingProvider 的 config 表中,关于 battery_saver 命名空间下的所有字段值。
    // 目前,这些字段都为空,但是这些字段会影响省电模式策略,进而控制省电模式
    DeviceConfig.addOnPropertiesChangedListener(DeviceConfig.NAMESPACE_BATTERY_SAVER,
            mContext.getMainExecutor(), this);
    mLastDeviceConfigProperties =
            DeviceConfig.getProperties(DeviceConfig.NAMESPACE_BATTERY_SAVER);
    onChange(true, null);
}

BatterySaverPolicy 本身有一个默认的策略,但是可以通过 SettingsProvider 中的一些字段来控制策略,从而控制省电模式影响的功能。但是目前,这些字段的值都为空,因此并不影响分析,后面或许我另写一篇文章,分析如何控制省电模式策略。

继续看 PowerManagerService 对省电模式环境的初始化代码

public void onBootPhase(int phase) {
    synchronized (mLock) {
        if (phase == PHASE_THIRD_PARTY_APPS_CAN_START) {
            incrementBootCount();

        } else if (phase == PHASE_BOOT_COMPLETED) {
            // ...

            mBatterySaverStateMachine.onBootCompleted();

            // ...
        }
    }
}

BatterySaverStateMachine.onBootCompleted() 代码如下:

public void onBootCompleted() {
    putGlobalSetting(Settings.Global.LOW_POWER_MODE, 0);
    runOnBgThread(() -> {

        // 监听数据库字段
        final ContentResolver cr = mContext.getContentResolver();
        // Settings.Global.LOW_POWER_MODE 代表省电模式是否打开
        cr.registerContentObserver(Settings.Global.getUriFor(
                Settings.Global.LOW_POWER_MODE),
                false, mSettingsObserver, UserHandle.USER_SYSTEM);
        // Settings.Global.LOW_POWER_MODE_STICKY 代表 battery saver sticky 功能是否打开
        cr.registerContentObserver(Settings.Global.getUriFor(
                Settings.Global.LOW_POWER_MODE_STICKY),
                false, mSettingsObserver, UserHandle.USER_SYSTEM);
        // Settings.Global.LOW_POWER_MODE_TRIGGER_LEVEL 代表触发省电模式的电量百分比
        cr.registerContentObserver(Settings.Global.getUriFor(
                Settings.Global.LOW_POWER_MODE_TRIGGER_LEVEL),
                false, mSettingsObserver, UserHandle.USER_SYSTEM);
        // Settings.Global.AUTOMATIC_POWER_SAVE_MODE 代表自动省电模式的类型
        // 类型有三个,根据电量百分比触发,动态省电模式模式,或者none
        cr.registerContentObserver(Settings.Global.getUriFor(
                Settings.Global.AUTOMATIC_POWER_SAVE_MODE),
                false, mSettingsObserver, UserHandle.USER_SYSTEM);
        // Settings.Global.DYNAMIC_POWER_SAVINGS_ENABLED 代表是否打开动态省电模式
        cr.registerContentObserver(Settings.Global.getUriFor(
                Settings.Global.DYNAMIC_POWER_SAVINGS_ENABLED),
                false, mSettingsObserver, UserHandle.USER_SYSTEM);
        // Settings.Global.DYNAMIC_POWER_SAVINGS_DISABLE_THRESHOLD 代表动态省电模式关闭的阈值
        cr.registerContentObserver(Settings.Global.getUriFor(
                Settings.Global.DYNAMIC_POWER_SAVINGS_DISABLE_THRESHOLD),
                false, mSettingsObserver, UserHandle.USER_SYSTEM);
        // Settings.Global.LOW_POWER_MODE_STICKY_AUTO_DISABLE_ENABLED 表示是否打开了 battery saver sticky auto disable
        // 对应于 Settings->Battery->Battery Saver->Turn off when charging
        cr.registerContentObserver(Settings.Global.getUriFor(
                Settings.Global.LOW_POWER_MODE_STICKY_AUTO_DISABLE_ENABLED),
                false, mSettingsObserver, UserHandle.USER_SYSTEM);
        // Settings.Global.LOW_POWER_MODE_STICKY_AUTO_DISABLE_LEVEL 表示  battery saver sticky auto disable 的阈值
        cr.registerContentObserver(Settings.Global.getUriFor(
                Settings.Global.LOW_POWER_MODE_STICKY_AUTO_DISABLE_LEVEL),
                false, mSettingsObserver, UserHandle.USER_SYSTEM);

        synchronized (mLock) {
            /**
             * If 1, battery saver ({@link #LOW_POWER_MODE}) will be re-activated after the device
             * is unplugged from a charger or rebooted.
             */
            // battery saver sticky 功能是否被打开
            final boolean lowPowerModeEnabledSticky = getGlobalSetting(
                    Settings.Global.LOW_POWER_MODE_STICKY, 0) != 0;
            if (lowPowerModeEnabledSticky) {
                mState = STATE_PENDING_STICKY_ON;
            }

            mBootCompleted = true;

            // 读取数据库字段,并根据情况,打开/关闭省电模式
            refreshSettingsLocked();

            // 自动打开/关闭省电模式
            doAutoBatterySaverLocked();
        }
    });
}

这里主要是监听并读取与省电模式相关的数据库字段,由于现在是分析初始化环境,因此这里不分析触发省电模式的代码。这些字段值是什么意思,请注意看注释。

至此,省电模式环境的初始化代码已经分析完毕,你可能对代码中提到的一些概念非常迷惑,我刚开启接触的时候也是一样。为了后面代码分析的顺利进行,现在预备几个知识

  • 当省电模式开启后,只要插入了充电器,系统会自动关闭省电模式。
  • 当处于充电模式,系统是禁止开启省电模式。
  • Battery Saver Sticky : 在省电模式开启的情况下,拔掉充电器,或者系统重启,这个 Battery Saver Sticky 模式就会起效,它会再次开启省电模式。
  • Battery Saver Sticky Auto Disable : 从字面理解意思,就是自动关闭 Battery Saver Sticky 功能。当电量百分比大于某个阈值,默认是90%,在省电模式开启的情况狂下,拔掉充电器或者重启,那么不会再次开启省电模式。

结束

到此这篇关于初识Android  PowerManagerService省电模式的文章就介绍到这了,更多相关Andorra PowerManagerService内容请搜索我们以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持我们!

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