【Android】效能優化：電量消耗統計
電量的消耗和使用對於移動裝置非常重要，一項調查問卷顯示，電池的容量和壽命是手機最重要的營銷點：所謂“the one thing that you can't do without”。
硬體
從硬體的角度看，Android電量的消耗主要來自螢幕，CPU，網路裝置和各樣的感測器：指紋，亮度，溫溼度，陀螺儀，加速器等等。通常情況下，螢幕是耗電量最大的模式。一般來講，Android裝置的螢幕主要分為兩種：Liquid-crystal display (LCD)和Light-emitting diode (LED):
- LCD有很多個液晶分子來負責每個畫素的顯示，然後由一個背光將所有的液晶分子同時照亮。每個畫素的能耗是相同的，與呈現的顏色無關。
- 而LED則是自發光：每個畫素點由紅、藍、綠三種顏色光源的發光二極體共同控制和呈現。黑色不使用任何顏色，所以可以認為是無能耗，而白色需要所有的光源，耗能最多。所以有些手機在省電模式下（比如華為的超級省電模式），手機的背景都會設定成黑色。
LED與LCD的功耗比大約為1:10，LED更節能。同時LED在重新整理率，鮮豔度和飽和度方面效果也更好，可以製造出比LCD更薄、更亮、更清晰的顯示器。所以現在市面上的智慧機大部分為LED屏。
除了螢幕之外，比較明顯的耗電硬體是wifi或者資料網路連線裝置，以及GPS定位。一般情況，使用wifi的能耗要小於使用行動網路的能耗。
另外還有CPU。一定情況下，CPU的耗電量可能是最大的，比如我們玩遊戲的時候會明顯感覺手機發燙，電量急速下掉。
耗電統計
可以使用adb dump來得到裝置的能耗統計（batterystats）。首先重置手機狀態：
adb shell dumpsys batterystats --reset
adb shell dumpsys batterystats --enable full-wake-history 拔掉usb連線（避免充電），隨意進行一定操作之後，採集能耗資料：
adb shell dumpsys batterystats > battery.txt可以得到每個程序（Uid）的WakeLock以及所有app的能耗清單。
Battery History (1% used, 6456 used of 512KB, 115 strings using 8706):
0 (10) RESET:TIME: 2018-12-02-21-59-12
0 (2) 100 status=discharging health=good plug=none temp=286 volt=4388 charge=3574 +running +wake_lock +screen phone_signal_strength=great brightness=medium +usb_data wifi_signal_strength=4 wifi_suppl=completed proc=u0a99:"com.google.android.apps.turbo"
0 (2) 100 proc=u0a83:"com.android.printspooler"
0 (2) 100 proc=u0a20:"com.google.android.setupwizard"
0 (2) 100 proc=1000:"com.google.SSRestartDetector"
0 (2) 100 proc=u0a167:"com.tencent.mm"
0 (2) 100 proc=u0a171:"com.touchtype.swiftkey"
...Google的Battery Historian可以幫助我們更直觀的分析這些資料。battery-historian/scripts/有Battery Historian的第一版，用起來比較簡單（需要有Python環境）：
python historian.py -a battery.txt> battery.html開啟生成的battery.html檔案可以看到具體的耗電情況。
一些簡單的示意：
- 橫座標：時間
- battery_level：剩餘電量
- plugged：裝置是否連線電源
- screen：螢幕開啟時長
- top：當前螢幕顯示的程序，比如上圖中的程序com.tencent.mm就是微信
- wake_lock*:wake_lock模組的工作時長
- running：介面狀態，主要為是否處於idle的狀態。可以協助統計應用
- wake_lock_in: 模組開始工作的時間以及時長
- job：後臺job
- conn：網路連線方式，wifi或者2G,3G等
- power_save：應該是省電模式開始時長吧，可能Android P之後才有的
historian.py是Battery Historian的第一版，而用Go重寫的第二版更為強大，可以將耗電統計精確到每個程序。Battery Historian 2.0在9999埠掛在了一個分析和轉換資料格式的伺服器，比較簡單的方法是通過Docker容器引擎，需要先安裝Docker。執行：
docker run hello-world看到如下輸出就證明安裝成功啦：
Unable to find image 'hello-world:latest' locally
latest: Pulling from library/hello-world
78445dd45222: Pull complete
Digest:
sha256:c5515758d4c5e1e838e9cd307f6c6a0d620b5e07e6f927b07d05f6d12a1ac8d7
Status: Downloaded newer image for hello-world:latest
...啟動Battery Historain映象：
docker -- run -p <port>:9999 gcr.io/android-battery-historian/:3.0 --port 9999
其中<port>為你的埠號，比如：
docker -- run -p 2222:9999 gcr.io/android-battery-historian/:3.0 --port 9999
如果遇到下面的錯誤：
Unable to find image 'gcr.io/android-battery-historian:3.0' locally
docker: Error response from daemon: manifest for gcr.io/android-battery-historian:3.0 not found.
See 'docker run --help'.可以嘗試sudo或者stable版：
docker -- run -p 2222:9999 gcr.io/android-battery-historian/stable:3.0 --port 9999
執行成功後在http://localhost/2222 就可以上傳你的bugreport來分析了。生成bugreport：
adb bugreport > bugreport.zip
將bugreport.zip上傳到http://localhost/2222，就可以看到詳細的耗電統計報告：
Historain V2非常強大，可以看到每個App的耗電情況，比如微信：
資料
- https://developer.android.com/studio/profile/battery-historian
- https://github.com/google/battery-historian
- https://docs.docker.com/install/
- https://www.phonearena.com/news/What-is-the-most-important-smartphone-feature-to-you_id103392
- https://en.wikipedia.org/wiki/Light-emitting_diode
- https://en.wikipedia.org/wiki/Liquid-crystal_display
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