devbox
Cpp五条
这个屌丝很懒，什么也没留下！
关注作者
热门标签
热门文章
当前位置:   article > 正文

Android7.0 Doze模式分析（一）Doze介绍 & DeviceIdleController

作者：Cpp五条 | 2024-06-13 11:51:02

赞

踩

deviceidle



参考：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，后台只有部分任务被允许运行，其它任务都被强制停止。

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很详细，现在在android7.0上重新分析下。

一、基本原理

Doze模式可以简单概括为：
 若判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，以达到减少电量消耗的目的。

 

上面这张图比较经典，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运行状态，绿色部分就是Doze模式定义的休眠状态。

从图中的描述，我们可以看到：如果一个用户停止充电(on battery: 利用电池供电)，关闭屏幕(screen off)，手机处于静止状态(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，系统就减少(延缓)应用对网络的访问、以及对CPU的占用，来节省电池电量。

如图所示，Doze模式还定义了maintenance window。
 在maintenance window中，系统允许应用完成它们被延缓的动作，即可以使用CPU资源及访问网络。
 从图中我们可以看出，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。
 通过这种方式，Doze模式可以使终端处于较长时间的休眠状态。

需要注意的是：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模式几乎是没有什么实际用处的。

具体来讲，当终端处于Doze模式时，进行了以下操作：
1、暂停网络访问。
2、系统忽略所有的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、系统不允许sync adapters运行。
6、系统不允许JobScheduler运行。

另外我在另一篇博客中：http://blog.csdn.net/kc58236582/article/details/50554174也详细介绍了Doze模式，可以参考下，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。

 

  1. public class DeviceIdleController extends SystemService
  2.         implements AnyMotionDetector.DeviceIdleCallback

 

可以看出DeviceIdleController继承自SystemService，是一个系统级的服务。
同时，继承了AnyMotionDetector定义的接口，便于检测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。

  1. private void startOtherServices() {
  2.     .........
  3.     mSystemServiceManager.startService(DeviceIdleController.class);
  4.     .........
  5. }

如上代码所示，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

  1. public DeviceIdleController(Context context) {
  2.     super(context);
  3.     //deviceidle.xml用于定义idle模式也能正常工作的非系统应用
  4.     mConfigFile = new AtomicFile(new File(getSystemDir(), "deviceidle.xml"));
  5.     mHandler = new MyHandler(BackgroundThread.getHandler().getLooper());
  6. }

DeviceIdleController的构造函数比较简单，就是在创建data/system/deviceidle.xml对应的file文件，同时创建一个对应于后台线程的handler。这里的deviceidle.xml可以在设置中的电池选项那里。有电池优化，可以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会重新读取deviceidle.xml文件然后放入白名单mPowerSaveWhitelistUserApps中。

onStart函数

  1. public void onStart() {
  2.     final PackageManager pm = getContext().getPackageManager();
  3.  
  4.     synchronized (this) {
  5.         //读取配置文件，判断Doze模式是否允许被开启
  6.         mLightEnabled = mDeepEnabled = getContext().getResources().getBoolean(
  7.                 com.android.internal.R.bool.config_enableAutoPowerModes);
  8.  
  9.         //分析PKMS时提到过，PKMS扫描系统目录的xml，将形成SystemConfig
  10.         SystemConfig sysConfig = SystemConfig.getInstance();
  11.  
  12.         //获取除了device Idle模式外，都可以运行的系统应用白名单
  13.         ArraySet<String> allowPowerExceptIdle = sysConfig.getAllowInPowerSaveExceptIdle();
  14.         for (int i=0; i<allowPowerExceptIdle.size(); i++) {
  15.             String pkg = allowPowerExceptIdle.valueAt(i);
  16.             try {
  17.                 ApplicationInfo ai = pm.getApplicationInfo(pkg,
  18.                         PackageManager.MATCH_SYSTEM_ONLY);
  19.                 int appid = UserHandle.getAppId(ai.uid);
  20.                 mPowerSaveWhitelistAppsExceptIdle.put(ai.packageName, appid);
  21.                 mPowerSaveWhitelistSystemAppIdsExceptIdle.put(appid, true);
  22.             } catch (PackageManager.NameNotFoundException e) {
  23.             }
  24.         }
  25.  
  26.         //获取device Idle模式下，也可以运行的系统应用白名单
  27.         ArraySet<String> allowPower = sysConfig.getAllowInPowerSave();
  28.         for (int i=0; i<allowPower.size(); i++) {
  29.              String pkg = allowPower.valueAt(i);
  30.             try {
  31.                 ApplicationInfo ai = pm.getApplicationInfo(pkg,
  32.                          PackageManager.MATCH_SYSTEM_ONLY);
  33.                 int appid = UserHandle.getAppId(ai.uid);
  34.                 // These apps are on both the whitelist-except-idle as well
  35.                 // as the full whitelist, so they apply in all cases.
  36.                 mPowerSaveWhitelistAppsExceptIdle.put(ai.packageName, appid);
  37.                 mPowerSaveWhitelistSystemAppIdsExceptIdle.put(appid, true);
  38.                 mPowerSaveWhitelistApps.put(ai.packageName, appid);
  39.                 mPowerSaveWhitelistSystemAppIds.put(appid, true);
  40.             } catch (PackageManager.NameNotFoundException e) {
  41.             }
  42.         }
  43.  
  44.         //Constants为deviceIdleController中的内部类，继承ContentObserver
  45.         //监控数据库变化，同时得到Doze模式定义的一些时间间隔
  46.         mConstants = new Constants(mHandler, getContext().getContentResolver());
  47.  
  48.         //解析deviceidle.xml，并将其中定义的package对应的app，加入到mPowerSaveWhitelistUserApps中
  49.         readConfigFileLocked();
  50.  
  51.         //将白名单的内容给AlarmManagerService和PowerMangerService
  52.         //例如：DeviceIdleController判断开启Doze模式时，会通知PMS
  53.         //此时除去白名单对应的应用外，PMS会将其它所有的WakeLock设置为Disable状态
  54.         updateWhitelistAppIdsLocked();
  55.  
  56.         //以下的初始化，都是假设目前处在进入Doze模式相反的条件上
  57.         mNetworkConnected = true;
  58.         mScreenOn = true;
  59.         // Start out assuming we are charging.  If we aren't, we will at least get
  60.         // a battery update the next time the level drops.
  61.         mCharging = true;
  62.  
  63.         //Doze模式定义终端初始时为ACTIVE状态
  64.         mState = STATE_ACTIVE;
  65.         //屏幕状态初始时为ACTIVE状态
  66.         mLightState = LIGHT_STATE_ACTIVE;
  67.         mInactiveTimeout = mConstants.INACTIVE_TIMEOUT;
  68.     }
  69.  
  70.     //发布服务
  71.     //BinderService和LocalService均为DeviceIdleController的内部类
  72.     mBinderService = new BinderService();
  73.     publishBinderService(Context.DEVICE_IDLE_CONTROLLER, mBinderService);
  74.     publishLocalService(LocalService.class, new LocalService());
  75. }

除去发布服务外，DeviceIdleController在onStart函数中，主要是读取配置文件更新自己的变量，思路比较清晰。

在这里我们仅跟进一下updateWhitelistAppIdsLocked函数：

  1. private void updateWhitelistAppIdsLocked() {
  2.     //构造出除去idle模式外，可运行的app id数组 （可认为是系统和普通应用的集合）
  3.     //mPowerSaveWhitelistAppsExceptIdle从系统目录下的xml得到
  4.     //mPowerSaveWhitelistUserApps从deviceidle.xml得到，或调用接口加入；
  5.     //mPowerSaveWhitelistExceptIdleAppIds并未使用
  6.     mPowerSaveWhitelistExceptIdleAppIdArray = buildAppIdArray(mPowerSaveWhitelistAppsExceptIdle,
  7.             mPowerSaveWhitelistUserApps, mPowerSaveWhitelistExceptIdleAppIds);
  8.  
  9.     //构造不受Doze限制的app id数组 （可认为是系统和普通应用的集合）
  10.     //mPowerSaveWhitelistApps从系统目录下的xml得到
  11.     //mPowerSaveWhitelistAllAppIds并未使用
  12.     mPowerSaveWhitelistAllAppIdArray = buildAppIdArray(mPowerSaveWhitelistApps,
  13.             mPowerSaveWhitelistUserApps, mPowerSaveWhitelistAllAppIds);
  14.  
  15.     //构造不受Doze限制的app id数组（仅普通应用的集合）、
  16.     //mPowerSaveWhitelistUserAppIds并未使用
  17.     mPowerSaveWhitelistUserAppIdArray = buildAppIdArray(null,
  18.             mPowerSaveWhitelistUserApps, mPowerSaveWhitelistUserAppIds);
  19.  
  20.     if (mLocalPowerManager != null) {
  21.         ...........
  22.         //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 
  23.         mLocalPowerManager.setDeviceIdleWhitelist(mPowerSaveWhitelistAllAppIdArray);
  24.     }
  25.  
  26.     if (mLocalAlarmManager != null) {
  27.         ..........
  28.         //AlarmManagerService拿到的是：普通应用组成的不受Doze限制的app id数组 
  29.         mLocalAlarmManager.setDeviceIdleUserWhitelist(mPowerSaveWhitelistUserAppIdArray);
  30.     }
  31. }

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不会加入alarm的白名单，而在Settings中电池那边设置的白名单，会加入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需要调用onBootPhase函数：

  1. public void onBootPhase(int phase) {
  2.     //在系统PHASE_SYSTEM_SERVICES_READY阶段，进一步完成一些初始化
  3.     if (phase == PHASE_SYSTEM_SERVICES_READY) {
  4.         synchronized (this) {
  5.             //初始化一些变量
  6.             mAlarmManager = (AlarmManager) getContext().getSystemService(Context.ALARM_SERVICE);
  7.             ..............
  8.  
  9.             mSensorManager = (SensorManager) getContext().getSystemService(Context.SENSOR_SERVICE);
  10.             //根据配置文件，利用SensorManager获取对应的传感器，保存到mMotionSensor中
  11.             ..............
  12.  
  13.             //如果配置文件表明：终端需要预获取位置信息
  14.             //则构造LocationRequest
  15.             if (getContext().getResources().getBoolean(
  16.                     com.android.internal.R.bool.config_autoPowerModePrefetchLocation)) {
  17.                 mLocationManager = (LocationManager) getContext().getSystemService(
  18.                         Context.LOCATION_SERVICE);
  19.                 mLocationRequest = new LocationRequest()
  20.                     .setQuality(LocationRequest.ACCURACY_FINE)
  21.                     .setInterval(0)
  22.                     .setFastestInterval(0)
  23.                     .setNumUpdates(1);
  24.             }
  25.  
  26.             //根据配置文件，得到角度变化的门限
  27.             float angleThreshold = getContext().getResources().getInteger(
  28.                     com.android.internal.R.integer.config_autoPowerModeThresholdAngle) / 100f;
  29.             //创建一个AnyMotionDetector，同时将DeviceIdleController注册到其中
  30.             //当AnyMotionDetector检测到手机变化角度超过门限时，就会回调DeviceIdleController的接口
  31.             mAnyMotionDetector = new AnyMotionDetector(
  32.                     (PowerManager) getContext().getSystemService(Context.POWER_SERVICE),
  33.                     mHandler, mSensorManager, this, angleThreshold);
  34.  
  35.             //创建两个常用的Intent，用于通知Doze模式的变化
  36.             mIdleIntent = new Intent(PowerManager.ACTION_DEVICE_IDLE_MODE_CHANGED);
  37.             mIdleIntent.addFlags(Intent.FLAG_RECEIVER_REGISTERED_ONLY
  38.                     | Intent.FLAG_RECEIVER_FOREGROUND);
  39.             mLightIdleIntent = new Intent(PowerManager.ACTION_LIGHT_DEVICE_IDLE_MODE_CHANGED);
  40.             mLightIdleIntent.addFlags(Intent.FLAG_RECEIVER_REGISTERED_ONLY
  41.                     | Intent.FLAG_RECEIVER_FOREGROUND);
  42.  
  43.             //监听ACTION_BATTERY_CHANGED广播（电池信息发生改变）
  44.             IntentFilter filter = new IntentFilter();
  45.             filter.addAction(Intent.ACTION_BATTERY_CHANGED);
  46.             getContext().registerReceiver(mReceiver, filter);
  47.  
  48.             //监听ACTION_PACKAGE_REMOVED广播（包被移除）
  49.             filter = new IntentFilter();
  50.             filter.addAction(Intent.ACTION_PACKAGE_REMOVED);
  51.             filter.addDataScheme("package");
  52.             getContext().registerReceiver(mReceiver, filter);
  53.  
  54.             //监听CONNECTIVITY_ACTION广播（连接状态发生改变）
  55.             filter = new IntentFilter();
  56.             filter.addAction(ConnectivityManager.CONNECTIVITY_ACTION);
  57.             getContext().registerReceiver(mReceiver, filter);
  58.  
  59.             //重新将白名单信息交给PowerManagerService和AlarmManagerService
  60.             //这个工作在onStart函数中，已经调用updateWhitelistAppIdsLocked进行过了
  61.             //到onBootPhase时，重新进行一次，可能：一是为了保险；二是，其它进程可能调用接口，更改了对应数据，于是进行更新
  62.             mLocalPowerManager.setDeviceIdleWhitelist(mPowerSaveWhitelistAllAppIdArray);
  63.             mLocalAlarmManager.setDeviceIdleUserWhitelist(mPowerSaveWhitelistUserAppIdArray);
  64.  
  65.             //监听屏幕显示相关的变化
  66.             mDisplayManager.registerDisplayListener(mDisplayListener, null);
  67.  
  68.             //更新屏幕显示相关的信息
  69.             updateDisplayLocked();
  70.         }
  71.         //更新连接状态相关的信息
  72.         updateConnectivityState(null);
  73.     }   
  74. }

从代码可以看出，onBootPhase方法：
 主要创建一些本地变量，然后根据配置文件初始化一些传感器，同时注册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：

 

  1. ............
  2. IntentFilter filter = new IntentFilter();
  3. filter.addAction(Intent.ACTION_BATTERY_CHANGED);
  4. getContext().registerReceiver(mReceiver, filter);
  5. ...........

 

我们看看receiver中对应的处理：

 

  1. private final BroadcastReceiver mReceiver = new BroadcastReceiver() {
  2.     @Override public void onReceive(Context context, Intent intent) {
  3.         switch (intent.getAction()) {
  4.             .........
  5.             case Intent.ACTION_BATTERY_CHANGED: {
  6.                 synchronized (DeviceIdleController.this) {
  7.                     //从广播中得到是否在充电的消息
  8.                     int plugged = intent.getIntExtra("plugged", 0);
  9.                     updateChargingLocked(plugged != 0);
  10.                 }
  11.             } break;
  12.         }
  13.     }
  14. }；

根据上面的代码，可以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。

 

  1. void updateChargingLocked(boolean charging) {
  2.     .........
  3.     if (!charging && mCharging) {
  4.         //从充电状态变为不充电状态
  5.         mCharging = false;
  6.         //mForceIdle值一般为false，是通过dumpsys命令将mForceIdle改成true的
  7.         if (!mForceIdle) {
  8.             //判断是否进入Doze模式
  9.             becomeInactiveIfAppropriateLocked();
  10.         }
  11.     } else if (charging) {
  12.         //进入充电状态
  13.         mCharging = charging;
  14.         if (!mForceIdle) {
  15.             //手机退出Doze模式
  16.             becomeActiveLocked("charging", Process.myUid());
  17.         }
  18.     }
  19. }

becomeInactiveIfAppropriateLocked函数是开始进入Doze模式，而becomeActiveLocked是退出Doze模式。

显示状态处理

DeviceIdleController中注册了显示变化的回调

 

                mDisplayManager.registerDisplayListener(mDisplayListener, null);

回调会调用updateDisplayLocked函数

 

  1.     private final DisplayManager.DisplayListener mDisplayListener
  2.             = new DisplayManager.DisplayListener() {
  3.         @Override public void onDisplayAdded(int displayId) {
  4.         }
  5.  
  6.         @Override public void onDisplayRemoved(int displayId) {
  7.         }
  8.  
  9.         @Override public void onDisplayChanged(int displayId) {
  10.             if (displayId == Display.DEFAULT_DISPLAY) {
  11.                 synchronized (DeviceIdleController.this) {
  12.                     updateDisplayLocked();
  13.                 }
  14.             }
  15.         }
  16.     };

updateDisplayLocked函数和更新充电状态的函数updateChargingLocked类似

 

  1.     void updateDisplayLocked() {
  2.         mCurDisplay = mDisplayManager.getDisplay(Display.DEFAULT_DISPLAY);
  3.         // We consider any situation where the display is showing something to be it on,
  4.         // because if there is anything shown we are going to be updating it at some
  5.         // frequency so can't be allowed to go into deep sleeps.
  6.         boolean screenOn = mCurDisplay.getState() == Display.STATE_ON;
  7.         if (DEBUG) Slog.d(TAG, "updateDisplayLocked: screenOn=" + screenOn);
  8.         if (!screenOn && mScreenOn) {
  9.             mScreenOn = false;
  10.             if (!mForceIdle) {//开始进入Doze模式
  11.                 becomeInactiveIfAppropriateLocked();
  12.             }
  13.         } else if (screenOn) {//屏幕点亮，退出Doze模式
  14.             mScreenOn = true;
  15.             if (!mForceIdle) {
  16.                 becomeActiveLocked("screen", Process.myUid());
  17.             }
  18.         }
  19.     }

 

becomeActiveLocked函数退出Doze模式

我们先来看看becomeActiveLocked函数

  1. //activeReason记录的终端变为active的原因
  2. void becomeActiveLocked(String activeReason, int activeUid) {
  3.     ...........
  4.     if (mState != STATE_ACTIVE || mLightState != STATE_ACTIVE) {
  5.         ............
  6.         //1、通知PMS等Doze模式结束
  7.         scheduleReportActiveLocked(activeReason, activeUid);
  8.  
  9.         //更新DeviceIdleController本地维护的状态
  10.         //在DeviceIdleController的onStart函数中，我们已经知道了
  11.         //初始时，mState和mLightState均为Active状态
  12.         mState = STATE_ACTIVE;//state是指设备通过传感器判断进入idle
  13.         mLightState = LIGHT_STATE_ACTIVE;//mLight是背光的状态
  14.  
  15.         mInactiveTimeout = mConstants.INACTIVE_TIMEOUT;
  16.         mCurIdleBudget = 0;
  17.         mMaintenanceStartTime = 0;
  18.  
  19.         //2、重置一些事件
  20.         resetIdleManagementLocked();
  21.         resetLightIdleManagementLocked();
  22.  
  23.         addEvent(EVENT_NORMAL);
  24.     }
  25. }

scheduleReportActiveLocked函数就是发送MSG_REPORT_ACTIVE消息

  1. void scheduleReportActiveLocked(String activeReason, int activeUid) {
  2.     //发送MSG_REPORT_ACTIVE消息
  3.     Message msg = mHandler.obtainMessage(MSG_REPORT_ACTIVE, activeUid, 0, activeReason);
  4.     mHandler.sendMessage(msg);
  5. }

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，然后重新更新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。

  1. .........
  2. case MSG_REPORT_ACTIVE: {
  3.     .........
  4.     //通知PMS Doze模式结束，
  5.     //于是PMS将一些Doze模式下，disable的WakeLock重新enable
  6.     //然后调用updatePowerStateLocked函数更新终端的状态
  7.     final boolean deepChanged = mLocalPowerManager.setDeviceIdleMode(false);
  8.     final boolean lightChanged = mLocalPowerManager.setLightDeviceIdleMode(false);
  9.  
  10.     try {
  11.         //通过NetworkPolicyManagerService更改Ip-Rule，不再限制终端应用上网
  12.         mNetworkPolicyManager.setDeviceIdleMode(false);
  13.         //BSS做好对应的记录
  14.         mBatteryStats.noteDeviceIdleMode(BatteryStats.DEVICE_IDLE_MODE_OFF,
  15.                 activeReason, activeUid);
  16.     } catch (RemoteException e) {
  17.     }
  18.  
  19.     //发送广播
  20.     if (deepChanged) {
  21.         getContext().sendBroadcastAsUser(mIdleIntent, UserHandle.ALL);
  22.     }
  23.     if (lightChanged) {
  24.         getContext().sendBroadcastAsUser(mLightIdleIntent, UserHandle.ALL);
  25.     }
  26. }
  27. ........

resetIdleManagementLocked函数就是取消alarm，检测等。

  1. void resetIdleManagementLocked() {
  2.     //复位一些状态变量
  3.     mNextIdlePendingDelay = 0;
  4.     mNextIdleDelay = 0;
  5.     mNextLightIdleDelay = 0;
  6.  
  7.     //停止一些工作，主要是位置检测相关的
  8.     cancelAlarmLocked();
  9.     cancelSensingTimeoutAlarmLocked();
  10.     cancelLocatingLocked();
  11.     stopMonitoringMotionLocked();
  12.     mAnyMotionDetector.stop();
  13. }


becomeInactiveIfAppropriateLocked函数开始进入Doze模式

becomeInactiveIfAppropriateLocked函数就是我们开始进入Doze模式的第一个步骤，下面我们就详细分析这个函数

  1. void becomeInactiveIfAppropriateLocked() {
  2.     .................
  3.     //屏幕熄灭，未充电
  4.     if ((!mScreenOn && !mCharging) || mForceIdle) {
  5.         // Screen has turned off; we are now going to become inactive and start
  6.         // waiting to see if we will ultimately go idle.
  7.         if (mState == STATE_ACTIVE && mDeepEnabled) {
  8.             mState = STATE_INACTIVE;
  9.             ...............
  10.             //重置事件
  11.             resetIdleManagementLocked();
  12.  
  13.             //开始检测是否可以进入Doze模式的Idle状态
  14.             //若终端没有watch feature, mInactiveTimeout时间为30min
  15.             scheduleAlarmLocked(mInactiveTimeout, false);
  16.             ...............
  17.         }
  18.  
  19.         if (mLightState == LIGHT_STATE_ACTIVE && mLightEnabled) {
  20.             mLightState = LIGHT_STATE_INACTIVE;
  21.             .............
  22.             resetLightIdleManagementLocked();//重置事件
  23.             scheduleLightAlarmLocked(mConstants.LIGHT_IDLE_AFTER_INACTIVE_TIMEOUT);
  24.         }
  25.     }
  26. }

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是对应禁止wakelock持锁的，禁止网络。而mDeepEnabled对应是检测设备是否静止，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，但是不会禁止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。

  1.     void scheduleLightAlarmLocked(long delay) {
  2.         if (DEBUG) Slog.d(TAG, "scheduleLightAlarmLocked(" + delay + ")");
  3.         mNextLightAlarmTime = SystemClock.elapsedRealtime() + delay;
  4.         mAlarmManager.set(AlarmManager.ELAPSED_REALTIME_WAKEUP,
  5.                 mNextLightAlarmTime, "DeviceIdleController.light", mLightAlarmListener, mHandler);
  6.     }

mLightAlarmListener就是进入lightidle，调用stepLightIdleStateLocked函数

  1.     private final AlarmManager.OnAlarmListener mLightAlarmListener
  2.             = new AlarmManager.OnAlarmListener() {
  3.         @Override
  4.         public void onAlarm() {
  5.             synchronized (DeviceIdleController.this) {
  6.                 stepLightIdleStateLocked("s:alarm");
  7.             }
  8.         }
  9.     };

我们来看stepLightIdleStateLocked函数，这个函数会处理mLightState不同状态，会根据不同状态，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）。只是设置的alarm间隔会越来越大，也就是只要屏幕灭屏后，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，但是会有一个上限值。

  1.     void stepLightIdleStateLocked(String reason) {
  2.         if (mLightState == LIGHT_STATE_OVERRIDE) {
  3.             // If we are already in deep device idle mode, then
  4.             // there is nothing left to do for light mode.
  5.             return;
  6.         }
  7.  
  8.         EventLogTags.writeDeviceIdleLightStep();
  9.  
  10.         switch (mLightState) {
  11.             case LIGHT_STATE_INACTIVE:
  12.                 mCurIdleBudget = mConstants.LIGHT_IDLE_MAINTENANCE_MIN_BUDGET;
  13.                 // Reset the upcoming idle delays.
  14.                 mNextLightIdleDelay = mConstants.LIGHT_IDLE_TIMEOUT;
  15.                 mMaintenanceStartTime = 0;
  16.                 if (!isOpsInactiveLocked()) {
  17.                     // We have some active ops going on...  give them a chance to finish
  18.                     // before going in to our first idle.
  19.                     mLightState = LIGHT_STATE_PRE_IDLE;
  20.                     EventLogTags.writeDeviceIdleLight(mLightState, reason);
  21.                     scheduleLightAlarmLocked(mConstants.LIGHT_PRE_IDLE_TIMEOUT);//设置alarm，时间到后到下个步骤
  22.                     break;
  23.                 }
  24.                 // Nothing active, fall through to immediately idle.
  25.             case LIGHT_STATE_PRE_IDLE:
  26.             case LIGHT_STATE_IDLE_MAINTENANCE:
  27.                 if (mMaintenanceStartTime != 0) {
  28.                     long duration = SystemClock.elapsedRealtime() - mMaintenanceStartTime;
  29.                     if (duration < mConstants.LIGHT_IDLE_MAINTENANCE_MIN_BUDGET) {
  30.                         // We didn't use up all of our minimum budget; add this to the reserve.
  31.                         mCurIdleBudget += (mConstants.LIGHT_IDLE_MAINTENANCE_MIN_BUDGET-duration);
  32.                     } else {
  33.                         // We used more than our minimum budget; this comes out of the reserve.
  34.                         mCurIdleBudget -= (duration-mConstants.LIGHT_IDLE_MAINTENANCE_MIN_BUDGET);
  35.                     }
  36.                 }
  37.                 mMaintenanceStartTime = 0;
  38.                 scheduleLightAlarmLocked(mNextLightIdleDelay);
  39.                 mNextLightIdleDelay = Math.min(mConstants.LIGHT_MAX_IDLE_TIMEOUT,
  40.                         (long)(mNextLightIdleDelay * mConstants.LIGHT_IDLE_FACTOR));
  41.                 if (mNextLightIdleDelay < mConstants.LIGHT_IDLE_TIMEOUT) {
  42.                     mNextLightIdleDelay = mConstants.LIGHT_IDLE_TIMEOUT;
  43.                 }
  44.                 if (DEBUG) Slog.d(TAG, "Moved to LIGHT_STATE_IDLE.");
  45.                 mLightState = LIGHT_STATE_IDLE;
  46.                 EventLogTags.writeDeviceIdleLight(mLightState, reason);
  47.                 addEvent(EVENT_LIGHT_IDLE);
  48.                 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
  49.                 break;
  50.             case LIGHT_STATE_IDLE:
  51.             case LIGHT_STATE_WAITING_FOR_NETWORK:
  52.                 if (mNetworkConnected || mLightState == LIGHT_STATE_WAITING_FOR_NETWORK) {
  53.                     // We have been idling long enough, now it is time to do some work.
  54.                     mActiveIdleOpCount = 1;
  55.                     mActiveIdleWakeLock.acquire();
  56.                     mMaintenanceStartTime = SystemClock.elapsedRealtime();
  57.                     if (mCurIdleBudget < mConstants.LIGHT_IDLE_MAINTENANCE_MIN_BUDGET) {
  58.                         mCurIdleBudget = mConstants.LIGHT_IDLE_MAINTENANCE_MIN_BUDGET;
  59.                     } else if (mCurIdleBudget > mConstants.LIGHT_IDLE_MAINTENANCE_MAX_BUDGET) {
  60.                         mCurIdleBudget = mConstants.LIGHT_IDLE_MAINTENANCE_MAX_BUDGET;
  61.                     }
  62.                     scheduleLightAlarmLocked(mCurIdleBudget);
  63.                     if (DEBUG) Slog.d(TAG,
  64.                             "Moved from LIGHT_STATE_IDLE to LIGHT_STATE_IDLE_MAINTENANCE.");
  65.                     mLightState = LIGHT_STATE_IDLE_MAINTENANCE;
  66.                     EventLogTags.writeDeviceIdleLight(mLightState, reason);
  67.                     addEvent(EVENT_LIGHT_MAINTENANCE);
  68.                     mHandler.sendEmptyMessage(MSG_REPORT_IDLE_OFF);//醒一下（开启网络、恢复wakelock）
  69.                 } else {
  70.                     // We'd like to do maintenance, but currently don't have network
  71.                     // connectivity...  let's try to wait until the network comes back.
  72.                     // We'll only wait for another full idle period, however, and then give up.
  73.                     scheduleLightAlarmLocked(mNextLightIdleDelay);
  74.                     if (DEBUG) Slog.d(TAG, "Moved to LIGHT_WAITING_FOR_NETWORK.");
  75.                     mLightState = LIGHT_STATE_WAITING_FOR_NETWORK;
  76.                     EventLogTags.writeDeviceIdleLight(mLightState, reason);
  77.                 }
  78.                 break;
  79.         }
  80.     }

但是这里只是一个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（因为idle step主要靠alarm驱动，而alarm无效后自然就驱动不了）。
 

deep idle模式

下面我们再来看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函数中下面代码。是关于deep idle的设置 这里的mInactiveTimeout是半小时

  1.     void becomeInactiveIfAppropriateLocked() {
  2.         if (DEBUG) Slog.d(TAG, "becomeInactiveIfAppropriateLocked()");
  3.         if ((!mScreenOn && !mCharging) || mForceIdle) {
  4.             // Screen has turned off; we are now going to become inactive and start
  5.             // waiting to see if we will ultimately go idle.
  6.             if (mState == STATE_ACTIVE && mDeepEnabled) {
  7.                 mState = STATE_INACTIVE;
  8.                 if (DEBUG) Slog.d(TAG, "Moved from STATE_ACTIVE to STATE_INACTIVE");
  9.                 resetIdleManagementLocked();
  10.                 scheduleAlarmLocked(mInactiveTimeout, false);
  11.                 EventLogTags.writeDeviceIdle(mState, "no activity");
  12.             }

我们来看下scheduleAlarmLocked函数，注意如果这里参数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。

  1. void scheduleAlarmLocked(long delay, boolean idleUntil) {
  2.     if (mMotionSensor == null) {
  3.         //在onBootPhase时，获取过位置检测传感器
  4.         //如果终端没有配置位置检测传感器，那么终端永远不会进入到真正的Doze ilde状态
  5.         // If there is no motion sensor on this device, then we won't schedule
  6.         // alarms, because we can't determine if the device is not moving.
  7.         return;
  8.     }
  9.  
  10.     mNextAlarmTime = SystemClock.elapsedRealtime() + delay;
  11.     if (idleUntil) {
  12.         //此时IdleUtil的值为false
  13.         mAlarmManager.setIdleUntil(AlarmManager.ELAPSED_REALTIME_WAKEUP,
  14.                 mNextAlarmTime, "DeviceIdleController.deep", mDeepAlarmListener, mHandler);
  15.     } else {
  16.         //30min后唤醒，调用mDeepAlarmListener的onAlarm函数
  17.         mAlarmManager.set(AlarmManager.ELAPSED_REALTIME_WAKEUP,
  18.                 mNextAlarmTime, "DeviceIdleController.deep", mDeepAlarmListener, mHandler);
  19.     }
  20. }

需要注意的是，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：

  1. private final AlarmManager.OnAlarmListener mDeepAlarmListener
  2.         = new AlarmManager.OnAlarmListener() {
  3.     @Override
  4.     public void onAlarm() {
  5.         synchronized (DeviceIdleController.this) {
  6.             //进入到stepIdleStateLocked函数
  7.             stepIdleStateLocked("s:alarm");
  8.         }
  9.     }
  10. };

下面我们就来看下stepIdleStateLocked函数：

  1. void stepIdleStateLocked(String reason) {
  2.     ..........
  3.     final long now = SystemClock.elapsedRealtime();
  4.     //个人觉得，下面这段代码，是针对Idle状态设计的
  5.     //如果在Idle状态收到Alarm，那么将先唤醒终端，然后重新判断是否需要进入Idle态
  6.     //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，仍然可以在Idle状态进行工作
  7.     if ((now+mConstants.MIN_TIME_TO_ALARM) > mAlarmManager.getNextWakeFromIdleTime()) {
  8.         // Whoops, there is an upcoming alarm.  We don't actually want to go idle.
  9.         if (mState != STATE_ACTIVE) {
  10.             becomeActiveLocked("alarm", Process.myUid());
  11.             becomeInactiveIfAppropriateLocked();
  12.         }
  13.         return;
  14.     }
  15.  
  16.     //以下是Doze模式的状态转变相关的代码
  17.     switch (mState) {
  18.         case STATE_INACTIVE:
  19.             // We have now been inactive long enough, it is time to start looking
  20.             // for motion and sleep some more while doing so.
  21.             //保持屏幕熄灭，同时未充电达到30min，进入此分支
  22.  
  23.             //注册一个mMotionListener，检测是否移动
  24.             //如果检测到移动，将重新进入到ACTIVE状态
  25.             //相应代码比较直观，此处不再深入分析
  26.             startMonitoringMotionLocked();
  27.  
  28.             //再次调用scheduleAlarmLocked函数，此次的时间仍为30min
  29.             //也就说如果不发生退出Doze模式的事件，30min后将再次进入到stepIdleStateLocked函数
  30.             //不过届时的mState已经变为STATE_IDLE_PENDING
  31.             scheduleAlarmLocked(mConstants.IDLE_AFTER_INACTIVE_TIMEOUT, false);
  32.  
  33.             // Reset the upcoming idle delays.
  34.             //mNextIdlePendingDelay为5min
  35.             mNextIdlePendingDelay = mConstants.IDLE_PENDING_TIMEOUT;
  36.             //mNextIdleDelay为60min
  37.             mNextIdleDelay = mConstants.IDLE_TIMEOUT;
  38.  
  39.             //状态变为STATE_IDLE_PENDING 
  40.             mState = STATE_IDLE_PENDING;
  41.             ............
  42.             break;
  43.         case STATE_IDLE_PENDING:
  44.             //保持息屏、未充电、静止状态，经过30min后，进入此分支
  45.             mState = STATE_SENSING;
  46.  
  47.             //保持Doze模式条件，4min后再次进入stepIdleStateLocked
  48.             scheduleSensingTimeoutAlarmLocked(mConstants.SENSING_TIMEOUT);
  49.  
  50.             //停止定位相关的工作
  51.             cancelLocatingLocked();
  52.             mNotMoving = false;
  53.             mLocated = false;
  54.             mLastGenericLocation = null;
  55.             mLastGpsLocation = null;
  56.  
  57.             //开始检测手机是否发生运动（这里应该是更细致的侧重于角度的变化）
  58.             //若手机运动过，则重新变为active状态
  59.             mAnyMotionDetector.checkForAnyMotion();
  60.             break;
  61.         case STATE_SENSING:
  62.             //上面的条件满足后，进入此分支，开始获取定位信息
  63.             cancelSensingTimeoutAlarmLocked();
  64.             mState = STATE_LOCATING;
  65.             ............
  66.             //保持条件30s，再次调用stepIdleStateLocked
  67.             scheduleAlarmLocked(mConstants.LOCATING_TIMEOUT, false);
  68.  
  69.             //网络定位
  70.             if (mLocationManager != null
  71.                     && mLocationManager.getProvider(LocationManager.NETWORK_PROVIDER) != null) {
  72.                 mLocationManager.requestLocationUpdates(mLocationRequest,
  73.                         mGenericLocationListener, mHandler.getLooper());
  74.                 mLocating = true;
  75.             } else {
  76.                 mHasNetworkLocation = false;
  77.             }
  78.  
  79.             //GPS定位
  80.             if (mLocationManager != null
  81.                     && mLocationManager.getProvider(LocationManager.GPS_PROVIDER) != null) {
  82.                 mHasGps = true;
  83.                 mLocationManager.requestLocationUpdates(LocationManager.GPS_PROVIDER, 1000, 5,
  84.                         mGpsLocationListener, mHandler.getLooper());
  85.                 mLocating = true;
  86.             } else {
  87.                 mHasGps = false;
  88.             }
  89.  
  90.             // If we have a location provider, we're all set, the listeners will move state
  91.             // forward.
  92.             if (mLocating) {
  93.                 //无法定位则直接进入下一个case
  94.                 break;
  95.             }
  96.         case STATE_LOCATING:
  97.             //停止定位和运动检测，直接进入到STATE_IDLE_MAINTENANCE
  98.             cancelAlarmLocked();
  99.             cancelLocatingLocked();
  100.             mAnyMotionDetector.stop();
  101.  
  102.         case STATE_IDLE_MAINTENANCE:
  103.             //进入到这个case后，终端开始进入Idle状态，也就是真正的Doze模式
  104.  
  105.             //定义退出Idle的时间此时为60min
  106.             scheduleAlarmLocked(mNextIdleDelay, true);
  107.             ............
  108.             //退出周期逐步递增，每次乘2
  109.             mNextIdleDelay = (long)(mNextIdleDelay * mConstants.IDLE_FACTOR);
  110.             ...........
  111.             //周期有最大值6h
  112.             mNextIdleDelay = Math.min(mNextIdleDelay, mConstants.MAX_IDLE_TIMEOUT);
  113.             if (mNextIdleDelay < mConstants.IDLE_TIMEOUT) {
  114.                 mNextIdleDelay = mConstants.IDLE_TIMEOUT;
  115.             }
  116.  
  117.             mState = STATE_IDLE;
  118.             ...........
  119.             //通知PMS、NetworkPolicyManagerService等Doze模式开启，即进入Idle状态
  120.             //此时PMS disable一些非白名单WakeLock；NetworkPolicyManagerService开始限制一些应用的网络访问
  121.             //消息处理的具体流程比较直观，此处不再深入分析
  122.             mHandler.sendEmptyMessage(MSG_REPORT_IDLE_ON);
  123.             break;
  124.  
  125.         case STATE_IDLE:
  126.             //进入到这个case时，本次的Idle状态暂时结束，开启maintenance window
  127.  
  128.             // We have been idling long enough, now it is time to do some work.
  129.             mActiveIdleOpCount = 1;
  130.             mActiveIdleWakeLock.acquire();
  131.  
  132.             //定义重新进入Idle的时间为5min （也就是手机可处于Maintenance window的时间）
  133.             scheduleAlarmLocked(mNextIdlePendingDelay, false);
  134.  
  135.             mMaintenanceStartTime = SystemClock.elapsedRealtime();
  136.             //调整mNextIdlePendingDelay，乘2（最大为10min）
  137.             mNextIdlePendingDelay = Math.min(mConstants.MAX_IDLE_PENDING_TIMEOUT,
  138.                     (long)(mNextIdlePendingDelay * mConstants.IDLE_PENDING_FACTOR));
  139.  
  140.             if (mNextIdlePendingDelay < mConstants.IDLE_PENDING_TIMEOUT) {
  141.                     mNextIdlePendingDelay = mConstants.IDLE_PENDING_TIMEOUT;
  142.             }
  143.  
  144.             mState = STATE_IDLE_MAINTENANCE;
  145.             ...........
  146.             //通知PMS等暂时退出了Idle状态，可以进行一些工作
  147.             //此时PMS enable一些非白名单WakeLock；NetworkPolicyManagerService开始允许应用的网络访问
  148.             mHandler.sendEmptyMessage(MSG_REPORT_IDLE_OFF);
  149.             break;
  150.     }
  151. }

上面的流程在注释里面已经很明白了，而我们在进入Deep idle时，发送了一个MSG_REPORT_IDLE_ON消息，我们看下面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。

  1.                 case MSG_REPORT_IDLE_ON:
  2.                 case MSG_REPORT_IDLE_ON_LIGHT: {
  3.                     EventLogTags.writeDeviceIdleOnStart();
  4.                     final boolean deepChanged;
  5.                     final boolean lightChanged;
  6.                     if (msg.what == MSG_REPORT_IDLE_ON) {
  7.                         deepChanged = mLocalPowerManager.setDeviceIdleMode(true);
  8.                         lightChanged = mLocalPowerManager.setLightDeviceIdleMode(false);
  9.                     } else {
  10.                         deepChanged = mLocalPowerManager.setDeviceIdleMode(false);
  11.                         lightChanged = mLocalPowerManager.setLightDeviceIdleMode(true);
  12.                     }
  13.                     try {
  14.                         mNetworkPolicyManager.setDeviceIdleMode(true);
  15.                         mBatteryStats.noteDeviceIdleMode(msg.what == MSG_REPORT_IDLE_ON
  16.                                 ? BatteryStats.DEVICE_IDLE_MODE_DEEP
  17.                                 : BatteryStats.DEVICE_IDLE_MODE_LIGHT, null, Process.myUid());
  18.                     } catch (RemoteException e) {
  19.                     }
  20.                     if (deepChanged) {
  21.                         getContext().sendBroadcastAsUser(mIdleIntent, UserHandle.ALL);
  22.                     }
  23.                     if (lightChanged) {
  24.                         getContext().sendBroadcastAsUser(mLightIdleIntent, UserHandle.ALL);
  25.                     }
  26.                     EventLogTags.writeDeviceIdleOnComplete();
  27.                 } break;

而禁止alarm是通过调用如下函数，注意参数是true。参数是true会调用mAlarmManager.setIdleUntil函数。这样其他的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，因此其他alarm也恢复了。但是这个时间只有5分钟，重新设置了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，手机开始判断是否进入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分钟开始进入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访问网络，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访问网络，它们申请的Wakelock也会被disable。
 从上面的代码可以看出，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，会重新再次回到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，系统都会重新返回到ACTIVIE状态。

这里盗用别人的一样图，但仅仅是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，从而禁止非白名单访问网络。）

 

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稍微有点不一样，下面两篇博客重新分析下吧。

声明：本文内容由网友自发贡献，不代表【wpsshop博客】立场，版权归原作者所有，本站不承担相应法律责任。如您发现有侵权的内容，请联系我们。转载请注明出处：https://www.wpsshop.cn/w/Cpp五条/article/detail/712548
推荐阅读
相关标签

Copyright © 2003-2013 www.wpsshop.cn 版权所有，并保留所有权利。

  

闽ICP备14008679号