如何通過Battery Historian分析Android APP耗電情況

一、電量統計模塊概述

耗電信息在設置 -> 電量中能夠非常直觀的看到。註意,Android 所有功耗統計都是通過代碼估算,沒有集成電路參與匯報。準確度取決於廠商 ROM 所提供的power_profile.xml文件。由於不同廠商power_profile.xml準確度及源碼有差異,因此不同手機、不同版本的數據可能有較大差異。

power_profile.xml直接影響統計的準確度,並且此文件無法通過應用修改。再次強調,Android 耗電估算沒有硬件的參與,全靠代碼估算。

power_profile.xml文件位於源碼下的/framework/base/core/res/res/xml/power_profile.xml,部分內容展示如下:

<item name="radio.scanning">0.1</item> <!-- cellular radio scanning for signal, ~10mA -->
  <item name="gps.on">0.1</item> <!-- ~50mA -->
  <!-- Current consumed by the radio at different signal strengths, when paging -->
  <array name="radio.on"> <!-- Strength 0 to BINS-1 -->
      <value>0.2</value> <!-- ~2mA -->
      <value>0.1</value> <!-- ~1mA -->
  </array>
  </array>
  <!-- Different CPU speeds as reported in
       /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/stats/time_in_state -->
  <array name="cpu.speeds">
      <value>400000</value> <!-- 400 MHz CPU speed -->
  </array>
  <!-- Current when CPU is idle -->
  <item name="cpu.idle">0.1</item>
  <!-- Current at each CPU speed, as per 'cpu.speeds' -->
  <array name="cpu.active">
      <value>0.1</value>  <!-- ~100mA -->
  </array>
  <array name="wifi.batchedscan"> <!-- mA -->
      <value>.0002</value> <!-- 1-8/hr -->
      <value>.002</value>  <!-- 9-64/hr -->
      <value>.02</value>   <!-- 65-512/hr -->
      <value>.2</value>    <!-- 513-4,096/hr -->
      <value>2</value>    <!-- 4097-/hr -->
  </array>

這就是在硬件層面統計時,直接參與運算的參數。無論是軟件耗電統計還是硬件耗電統計,都通過BatteryStatsHelper來進行匯總。BatteryStatsHelper位於/framework/base/core/java/com/andorid/internal/os/BatteryStatsHelper.java下。

1.1、軟件耗電統計

BatteryStatsHelper.java中,有這麼一個方法:

private void processAppUsage(SparseArray<UserHandle> asUsers) {
    final boolean forAllUsers = (asUsers.get(UserHandle.USER_ALL) != null);
    mStatsPeriod = mTypeBatteryRealtime;

    BatterySipper osSipper = null;
    final SparseArray<? extends Uid> uidStats = mStats.getUidStats();
    final int NU = uidStats.size();
    for (int iu = 0; iu < NU; iu++) {
        final Uid u = uidStats.valueAt(iu);
        final BatterySipper app = new BatterySipper(BatterySipper.DrainType.APP, u, 0);

        mCpuPowerCalculator.calculateApp(app, u, mRawRealtime, mRawUptime, mStatsType);
        mWakelockPowerCalculator.calculateApp(app, u, mRawRealtime, mRawUptime, mStatsType);
        mMobileRadioPowerCalculator.calculateApp(app, u, mRawRealtime, mRawUptime, mStatsType);
        mWifiPowerCalculator.calculateApp(app, u, mRawRealtime, mRawUptime, mStatsType);
        mBluetoothPowerCalculator.calculateApp(app, u, mRawRealtime, mRawUptime, mStatsType);
        mSensorPowerCalculator.calculateApp(app, u, mRawRealtime, mRawUptime, mStatsType);
        mCameraPowerCalculator.calculateApp(app, u, mRawRealtime, mRawUptime, mStatsType);
        mFlashlightPowerCalculator.calculateApp(app, u, mRawRealtime, mRawUptime, mStatsType);

        final double totalPower = app.sumPower();
        if (DEBUG && totalPower != 0) {
            Log.d(TAG, String.format("UID %d: total power=%s", u.getUid(),
                    makemAh(totalPower)));
        }
    }
    ... // code
}

processAppUsage()方法中,一個應用的總功耗在這裡體現出來瞭:

  • cpu
  • Wakelock(保持喚醒鎖)
  • 無線電(2G/3G/4G)
  • WIFI
  • 藍牙
  • 傳感器
  • 相機
  • 閃光燈

這些數據,將決定著你的應用在耗電排行榜中的位置,以及是否給予用戶警告高耗電。這些警告對於應用來說可能是致命的,用戶可能因此而卸載應用。

應用總功耗是上述八個統計值的和。這八個統計器同繼承自PowerCalculator.java

具體來說,這八個耗電計算器的算法分別如下:

耗電統計概述就如上所述。總的來說並不復雜,通過聚合八種不同方式的消耗,來得出總的耗電量,並給予用戶展示。

二、battery-historian

2.1、概述

Battery Historian ,是谷歌出品的耗電分析器。通過 Battery Historian,可將導出的 bugreport 文件可視化。在第一代的 Battery Historian 中,google 使用瞭 python 作為數據解析工具。拿到 bugreport 文件後,通過終端執行 python 來生成可視化的 html 文件。這種方法使用起來較為麻煩,而且無法部署到服務器。因此在第二代 Battery Historian,google 選擇瞭使用 docker 容器。現在完全不推薦使用第一代 Battery Historian,已經許久沒有維護瞭,而且功能過於簡陋。

需要註意的是 battery-historian 在使用時候不能在充電,同時確保設備運行的 Android 版本是 5.0 及以上。

通過上面的描述,對battery-historian 的功能有個大概的瞭解,下面進入到實戰。

2.2、獲取bugreports

battery-historian 雖然功能強大,但是也是需要先提供數據的,其數據的獲取需要我們手動操作。下面介紹如何獲取bugreports。

1.電腦連接上手機,斷開adb服務,adb作為一種連接的方式,有可能被其他的程序占用,所以我們做電量記錄時要避免打開很多可能沖突的東西

adb kill-server

2. 重啟adb服務

adb devices || adb start-server

3. Android也不記錄特定於應用程序的用戶空間wakelock轉換的時間戳。如果您希望Historian在時間線上顯示關於每個單獨喚醒鎖的詳細信息,則應在開始實驗之前使用以下命令啟用完整喚醒鎖報告:

adb shell dumpsys batterystats –enable full-wake-history

4. 采集報告前將battery統計狀態重置,重置命令結束後斷開usb,測試結束後用獲取報告命令導出統計文件包

adb shell dumpsys batterystats –reset

5. 導出電量,對於 7.0 系統以上的設備運用:

adb bugreport bugreport.zip

adb bugreport > $HOME/Documents/bugreport.zip // 指定到對應目錄下,具體分機型,可能會有些不一樣

6.0 或更低版本:

adb bugreport > bugreport.txt

2.3、數據分析

獲取到數據後,接下去就是對數據進行分析瞭。

如圖所示Battery Historian圖表的一個例子:

其中標號的意義是:

  • 標號1:從下拉列表中添加其他指標;
  • 標號2:將鼠標懸停在信息圖標上可以查看有關每個指標的詳細信息,包括圖表中使用的不同顏色代表意義的介紹;
  • 標號3:將鼠標懸停在某個條目上可以查看該指標的更多詳細信息,以及時間線上特定點的耗電量信息;

這是整個手機狀態圖,包括手機電量,CPU 使用時長,wifi 信號的強度,手機溫度變化等等,都在上面詳細的用圖表展示出來瞭。

Battery Historian除瞭能夠提供宏觀的系統層面的信息,還能夠提供針對指定App的可視化數據和表格信息,這表格主要信息包括:

  • Device estimated power use等基本信息
  • Networks Information:app網絡信息
  • Wakelocks:喚醒鎖信息,一般和業務強相關
  • Services:服務信息,查看App開啟的services信息
  • Process info:進程信息

Battery Historian圖表下為數據分析,包括三個Tab,如下圖所示,可以查看App更多信息:

其中,標號所代表的意義是:

  • 標號1:System Stats 分組包含系統級別的數據,比如屏幕亮度等。這一欄顯示瞭系統發生的總體情況,可以用來測試是否存在外部影響事件;
  • 標號2:App Stats分組包含針對指定APP的詳細信息;
  • 標號3:可以根據不同的分類標準對APP進行排序;
  • 標號4:在下拉列表中選擇指定的APP後可在App Stats中查看具體信息,App Stats所展示的都是所選定App產生的數據,不會受到外部因素的影響;

下面看看具體某個手機的數據,比如百度APP應用的數據,在右邊選擇對應的 APP,左邊就會展示當前 APP 的電量,網絡等情況。

2.4、bugreport 文件分析

前面是通過Battery History 對bugreport 的文件進行瞭分析,那如果我們想自己分析呢?因此,在這裡有必要瞭解下bugreport 的文件內容。

電量統計信息起始,包含 reset 時間,進程信息等

下面是距離上次充電後的數據統計:

每個 APP 電量使用情況,通過 Uid 來標識APP

可以通過關鍵字下面的關鍵字來尋找相關信息。

DUMP OF SERVICE 

通過該關鍵字可以查到 wifi, 網絡, activities 等等的信息。

以上就是如何通過Battery Historian分析Android APP耗電情況的詳細內容,更多關於Battery Historian Android APP耗電情況的資料請關註WalkonNet其它相關文章!

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