性能优化之电量优化(一)

一、了解电量消耗

在电子编程世界,这种硬件消耗电量 来执行任务的过程,叫做超时电流消耗。
耗电情况,例如:打开屏幕,所有要使用CPU/GPU工作的动作都会唤醒屏幕,都会消耗电量。
电量消耗的计算与统计是一件麻烦而且矛盾的事情,记录电量消耗本身也是一个费电量的事情(所以很多设备都把这个监测电量的功能阉割掉了。)。
唯一可行的方案是使用第三方监测电量的设备,这样才能够获取到真实的电量消耗(因为第三方硬件监测的时候是用的自己的供电而不是用的手机的电量)。

几种耗电图解
待机状态的电量消耗:
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使用和唤醒屏幕后:
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当设备从休眠状态中,被应用程序假面唤醒时,你会看到在第一次唤醒时,这里有一条电量使用高峰线。

CUP唤醒时的高峰线:
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接下来就是后续的一些执行的消耗了:


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蜂窝式无线

当设备通过无线网发送数据的时候,为了使用硬件,这里会出现一个唤醒高峰。接下来还有一个高数值,这是发送数据包消耗的电量,然后接受数据包也会消耗大量电量 也看到一个峰值。
开启无线模式这个过程非常耗电,那么硬件这块为了防止频繁开启关闭耗电,采取了一个无奈的办法,会在一个小段时间内保持开启模式,防止短时间内还有数据包需要接收。


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二、工具 Battery Historian

工具开源地址: https://github.com/google/battery-historian
根据gitbub上面介绍,Battery History工具的安装有两种方式:

1.通过安装Docker环境来安装。

Docker是一种容器,一般用于云计算和大数据平台。提倡的一种思想就是:软件即服务。


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Docker只支持Windows10
Gitbub上面是这样的命令及地址:

         docker -- run -p <port>:9999 gcr.io/android-battery-historian:2.1 --port 9999

这个里面的地址如果不能用,还有下面两种方式
方式一:

       docker -- run -p 6666:9999 blystad/battery-historian --port 9999

方式二:

      docker run -d -p 9999:9999 bhaavan/battery-historian 
2. 通过编译gitbub上面的源码来安装。
2.1GO环境安装:

下载目录:
https://golang.org/doc/install
https://golang.org/doc/install?download=go1.7.3.windows-amd64.msi
安装都是下一步
配置GOROOT和GOPATH
    a. GOROOT的作用是告诉Go 命令和其他相关工具,在哪里去找到安装在你系统上的Go包,所以这里配置的是GO的安装目录

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b.GOPATH可以简单理解为是工程的目录,所以创建一个GO的工程路径
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C.最后配置一下环境变量,把Go的bin目录放到path环境变量中
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检查Go是否安装成功,打开命令行输入Go version
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2.2安装Git

点击下载; https://git-scm.com/

2.3安装Python

点击下载,注意仅支持python2.7 (https://www.python.org/
安装完成后,环境变量配置,添加Path的路径,是Python的安装路径

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输入命令行 python –V(注意是大写V)检查是否安装成功
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2.4安装Java环境

下载地址:http://www.oracle.com/technetwork/java/javase/downloads/jdk8-downloads-2133151.html

2.5下载Battery Historian源码并且运行
  1. 输入命令行go get -d -u github.com/google/battery-historian/…


    Paste_Image.png
  2. 进入到$GOPATH/src/github.com/google/battery-historian目录下方

            $ cd $GOPATH/src/github.com/google/battery-historian
    
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  1. 运行Battery Historian
    1) go run setup.go

     # Compile Javascript files using the Closure compiler
     $ go run setup.go
    

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等待数分钟或者10分钟左右,如果仍然没有下载成功,可以手动下载,如下操作
下载地址closure-library:https://github.com/google/closure-library
下载地址closure-compiler:https://github.com/google/closure-compiler
下载地址flot-axislabels:https://github.com/markrcote/flot-axislabels
解压放到GOROOT目录下third_party文件夹下方的的closure-compiler和closure-library和flot-axislabels文件夹 ../battery-historian\third_party;如果没有均手动创建。
2)go run cmd/battery-historian/battery-historian.go

        # Run Historian on your machine (make sure $PATH contains $GOBIN)
       $ go run cmd/battery-historian/battery-historian.go [--port <default:9999>]
  1. 检查/battery-historian是否运行,登录网址 http://localhost:9999查看
2.6导出手机的Bugreport日志

.输入指令 adb bugreport > bugreport.txt导出。

2.7上传****bugreport.txt****文件至**** ****http://localhost:9999**

查看结果


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三、battery-historian使用

1. 先断开adb服务,然后开启adb服务

adb kill-server 这一步很重要,因为当我们开发时做电量记录时会打开很多可能造成冲突的东西。为了保险起见我们重启adb。
adb devices就会自动连接查找手机。当然也可以adb start-server

2. 重置电池数据收集

数据,我们在开始的时候需要通过以下命令来打开电池数据的获取以及重置:

                   adb shell dumpsys batterystats --enable full-wake-history
                    adb shell dumpsys batterystats --reset

执行的效果如下:


Paste_Image.png

上面的操作相当于初始化操作,如果不这么做会有一大堆的干扰的数据,看起来会比较痛苦。然后把数据线直接拔掉(防止数据线造成充放电数据干扰),现在做一些测试,手动或者跑一些自动化的case都行。经过一段时间后,我们重新连接手机确认adb连上了,运行下面这条命令来将bugreport的信息保存到txt文档中,

            adb bugreport > bugreport.txt

或者用下面的命令:

           adb shell dumpsys batterystats > batterystats.txt
          adb shell dumpsys batterystats > com.example.android.sunshine.app > batterystats.txt

加上包名可以限制输出的数据是我们要检测的。
将txt文档转化为html文件,命令如下。

              python historian.py -a bugreport.txt > battery.html

上面的historian.py脚本是Python写的,所以需要python环境,然后从github上下载这个脚本。文件在github上面的scripts目录下面,需要下载到命令行所在的目录


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上面两条命令执行成功后,会在目录下发现两个文件
bugreport.txt和battery.html,这个时候我们用google浏览器打开html文件,可以看到如下信息:


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3.横坐标
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上面的10,20代表的就是秒的意思,它是以一分钟为周期,到第60秒的时候变为0。横坐标就是一个时间范围,咱们的例子中统计的数据是以重置为起点,获取bugreport内容时刻为终点。我们一共采集了多长时间的数据,图表下也有信息说明。(这个缩放级别可以调整的,如下图:)


Paste_Image.png
4.纵坐标
battery_level
Paste_Image.png

电量,可以看出电量的变化。比如上图中的数据显示刚开始电量是100%,然后在第11秒-12秒中间的某个时刻降到了99%。

plugged

充电状态,这一栏显示是否进行了充电,以及充电的时间范围。例如上图反映了我们在第22s插入了数据线,然后一直持续了数据采集结束。

screen

屏幕是否点亮,这一点可以考虑到睡眠状态和点亮状态下电量的使用信息。

top

该栏显示当前时刻哪个app处于最上层,就是当前手机运行的app,用来判断某个app对手机电量的影响,这样也能判断出该app的耗电量信息。该栏记录了应用在某一个时刻启动,以及运行的时间,这对我们比对不同应用对性能的影响有很大的帮助。

wake_lock

该属性是记录wake_lock模块的工作时间。是否有停止的时候等

系统为了节省电量,CPU在没有任务忙的时候就会自动进入休眠。
有任务需要唤醒CPU高效执行的时候,就会给CPU加wake_lock锁。
大家经常犯的错误,我们很容易去唤醒CPU来干货,但是很容易忘记释放wake_lock.
解决:powerManager的API
记得添加权限:

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

mWakelock.acquire();//唤醒CPU
mWakelock.release();//记得释放CPU锁

running

界面的状态,主要判断是否处于idle的状态。用来判断无操作状态下电量的消耗。

wake_lock_in

wake_lock有不同的组件,这个地方记录在某一个时刻,有哪些部件开始工作,以及工作的时间。

gps

gps是否开启

phone_in_call

是否进行通话

Sync

是否跟后台同步.
可以把鼠标停在某一项上面。可以看到何时sync同步 启动的,持续时间Duration多久。
电池容量不会显示单一行为消耗的具体电量,这里只能显示使用电池的频率和时长,你可以看分时段的剩余电量来了解具体消耗了多少电量。


Paste_Image.png
Job

后台的工作,比如服务service的运行。从下面图中可以看到qihoo的AppStore和鲁大师都在运行后台服务。


Paste_Image.png
data_conn

数据连接方式的改变,上面的edge是说明采用的gprs的方式连接网络的。此数据可以看出手机是使用2g,3g,4g还是wifi进行数据交换的。这一栏可以看出不同的连接方式对电量使用的影响。

status

电池状态信息,有充电,放电,未充电,已充满,未知等不同状态。
这一栏记录了电池状态的改变信息。

phone_signal_strength

手机信号状态的改变。
这一栏记录手机信号的强弱变化图,依次来判断手机信号对电量的影响。

health

电池健康状态的信息,这个信息一定程度上反映了这块电池使用了多长时间。
这一栏记录电池状态在何时发生改变,上面的图中电池状态一直处于good状态。

plug

充电方式,usb或者插座,以及显示连接的时间。
这一栏显示了不同的充电方式对电量使用的影响。

四、可能出的错误

1.json: unsupported value: NaN
有人用了描述:
the problem started when reset the battery stats and enabled full-wake-history
解决:重启手机再试就好了。
2.打开生成的HTML显示错误如下:
        WARNING: Visualizer disabled. If you see this message, download the HTML then open it.

解决:需要翻墙访问谷歌服务。

3.进部署好的动脑服务器docker,显示错误如下:
                 {"UploadResponse":[{"sdkVersion":23,"historianV2Cs...

                   https://github.com/google/battery-historian/issues/64

解决:You need a network connection.需要翻墙。 动脑的centos无法翻墙访问谷歌服务导致。

4.进部署好的服务器,没有显示错误,但是最上面提示了红色的颜色块,表示访问出错。

解决:无法翻墙访问谷歌服务导致。

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