安卓電量最佳化之WakeLock鎖機制全面解析

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著作權聲明：本文出自汪磊的部落格，轉載請務必註明出處。

一、WakeLock概述

wakelock是一種鎖的機制，只要有應用拿著這個鎖，CPU就無法進入休眠狀態，一直處於工作狀態。比如，手機螢幕在螢幕關閉的時候，有些應用依然可以喚醒工具提示使用者訊息，這裡就是用到了wakelock鎖機制，雖然手機螢幕關閉了，但是這些應用依然在運行著。手機耗電的問題，大部分是開發人員沒有正確使用這個鎖，成為"待機殺手"。

Android手機有兩個處理器，一個叫Application Processor（AP），一個叫Baseband Processor（BP）。AP是ARM架構的處理器，用於運行Linux+Android系統；BP用於運行即時作業系統（RTOS），通訊協議棧運行於BP的RTOS之上。非通話時間，BP的能耗基本上在5mA左右，而AP只要處於非休眠狀態，能耗至少在50mA以上，執行圖形運算時會更高。另外LCD工作時功耗在100mA左右，WIFI也在100mA左右。一般手機待機時，AP、LCD、WIFI均進入休眠狀態，這時Android中應用程式的代碼也會停止執行。

Android為了確保應用程式中關鍵代碼的正確執行，提供了Wake Lock的API，使得應用程式有許可權通過代碼阻止AP進入休眠狀態。但如果不領會Android設計者的意圖而濫用Wake Lock API，為了自身程式在背景正常工作而長時間阻止AP進入休眠狀態，就會成為待機電池殺手。

那麼Wake Lock API具體有啥用呢？心跳包從請求到應答，斷線重連重新登陸等關鍵邏輯的執行過程，就需要Wake Lock來保護。而一旦一個關鍵邏輯執行成功，就應該立即釋放掉Wake Lock了。兩次心跳請求間隔5到10分鐘，基本不會怎麼耗電。

二、WakeLock使用

擷取WakeLock執行個體代碼如下:

PowerManager pm = (PowerManager) getSystemService(Context.POWER_SERVICE);  WakeLock wakeLock = pm.newWakeLock(PowerManager.PARTIAL_WAKE_LOCK, "MyWakelockTag");

newWakeLock(int levelAndFlags, String tag)中PowerManager.PARTIIAL_WAKE_LOCK是一個標誌位，標誌位是用來控制擷取的WakeLock對象的類型，主要控制CPU工作時螢幕是否需要亮著以及鍵盤燈需要亮著，標誌位說明如下：

levelAndFlags	CPU是否運行	螢幕是否亮著	鍵盤燈是否亮著
PARTIAL_WAKE_LOCK	是	否	否
SCREEN_DIM_WAKE_LOCK	是	低亮度	否
SCREEN_BRIGHT_WAKE_LOCK	是	高亮度	否
FULL_WAKE_LOCK	是	是	是

特殊說明：自API等級17開始，FULL_WAKE_LOCK將被棄用。應用應使用FLAG_KEEP_SCREEN_ON。

 

WakeLock類可以用來控制裝置的工作狀態。使用該類中的acquire可以使CPU一直處於工作的狀態，如果不需要使CPU處於工作狀態就調用release來關閉。

(1)、自動release

如果我們調用的是acquire(long timeout)那麼就無需我們自己手動調用release()來釋放鎖，系統會協助我們在timeout時間後釋放。

(2)、手動release

如果我們調用的是acquire()那麼就需要我們自己手動調用release()來釋放鎖。

最後使用WakeLock類記得加上如下許可權：

1 <uses-permission android:name="android.permission.WAKE_LOCK" />   

注意：在使用該類的時候，必須保證acquire和release是成對出現的。 三、保持螢幕常亮

最好的方式是在Activity中使用FLAG_KEEP_SCREEN_ON的Flag。

 

1 public class MainActivity extends Activity {2     @Override3     protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {4         super.onCreate(savedInstanceState);5         setContentView(R.layout.activity_main);6         getWindow().addFlags(WindowManager.LayoutParams.FLAG_KEEP_SCREEN_ON);7     }8 }

這個方法的好處是不像喚醒鎖（wake locks），需要一些特定的許可權（permission）。並且能正確管理不同app之間的切換，不用擔心無用資源的釋放問題。 
另一個方式是在布局檔案中使用android:keepScreenOn屬性：

1 <RelativeLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"2 3     android:layout_width="match_parent"4     android:layout_height="match_parent"5     android:keepScreenOn="true">6     ...7 </RelativeLayout>

 

 

 

android:keepScreenOn = ”true“的作用和FLAG_KEEP_SCREEN_ON一樣。使用代碼的好處是你允許你在需要的地方關閉螢幕。

注意：一般不需要人為的去掉FLAG_KEEP_SCREEN_ON的flag，windowManager會管理好程式進入後台回到前台的的操作。如果確實需要手動清掉常亮的flag，使用getWindow().clearFlags(WindowManager.LayoutParams.FLAG_KEEP_SCREEN_ON)

四、WakefulBroadcastReceiver + IntentService執行個體
IntentService使用請參照我之前部落格：Android IntentService使用介紹以及源碼解析

WakefulBroadcastReceiver是BroadcastReceiver的一種特例。它會為你的APP建立和管理一個PARTIAL_WAKE_LOCK類型的WakeLock。WakefulBroadcastReceiver把工作交接給service（通常是IntentService），並保證交接過程中裝置不會進入休眠狀態。如果不持有WakeLock，裝置很容易在任務未執行完前休眠。最終結果是你的應用不知道會在什麼時候能把工作完成，相信這不是你想要的。

使用startWakefulService()方法來啟動服務，與startService()相比，在啟動服務的同時，並啟用了喚醒鎖。

當後台服務的任務完成，要調用WLWakefulReceiver.completeWakefulIntent()來釋放喚醒鎖。

WLWakefulReceiver類如下：

 1 public class WLWakefulReceiver extends WakefulBroadcastReceiver { 2  3     private static final String TAG = "myTag"; 4  5     @Override 6     public void onReceive(Context context, Intent intent) { 7         // 8         String extra = intent.getStringExtra("msg"); 9         Log.i(TAG, "onReceive:"+extra);10         Intent serviceIntent = new Intent(context, MyIntentService.class);11         serviceIntent.putExtra("msg", extra);12        startWakefulService(context, serviceIntent);13     }14 }

很簡單，就是列印一下資訊以及調用startWakefulService方法來啟動服務。

MyIntentService類如下：

 1 public class MyIntentService extends IntentService { 2  3     private static final String TAG = "myTag"; 4      5     public MyIntentService() { 6         super("MyIntentService"); 7     } 8  9     @Override10     protected void onHandleIntent(Intent intent) {11         //子線程中執行12         Log.i(TAG, "onHandleIntent");13         for (int i = 0; i < 10; i++) {14             try {15                 Thread.sleep(3000);16                 String extra = intent.getStringExtra("msg");17                 Log.i(TAG, "onHandleIntent:"+extra);18             } catch (InterruptedException e) {19                 e.printStackTrace();20             }21         }22         //調用completeWakefulIntent來釋放喚醒鎖。23         WLWakefulReceiver.completeWakefulIntent(intent); 24     }25 }

同樣很簡單，也是列印資訊進行耗時操作，但是執行完自己商務邏輯後一點記得調用completeWakefulIntent來釋放喚醒鎖。

最後就是啟動廣播接收者以及加入許可權和聲明了：

Intent intent = new Intent("WANG_LEI");intent.putExtra("msg", "學習WAKE_LOCK。。。");sendBroadcast(intent);<uses-permission android:name="android.permission.WAKE_LOCK" /><receiver android:name=".WLWakefulReceiver" >            <intent-filter>                <action android:name="WANG_LEI" />            </intent-filter></receiver><service android:name=".MyIntentService"></service>

好了，編寫好程式運行發現及時按電源鍵螢幕關閉依然有LOG列印出。

本篇到此結束，wakelock鎖主要是相對系統的休眠而言的，意思就是我的程式給CPU加了這個鎖那系統就不會休眠了，這樣做的目的是為了全力配合我們程式的運行。有的情況如果不這麼做就會出現一些問題，比如等及時通訊的心跳包會在熄屏不久後停止網路訪問等問題。所以裡面是有大量使用到了wake_lock鎖。希望經過上述共同學習你能正確使用WakeLock，不要做電池殺手。

安卓電量最佳化之WakeLock鎖機制全面解析