随着人们对手机的越来越依赖，App Store的APP种类越来越多，要想脱颖而出，性能也就显得尤其重要，而APP的耗电量，直接影响手机的待机时间，甚至导致手机发热等问题，因此是用户非常关心的一点。本文主要讲解定位Android耗电量的几种方式，并最后进行对比分析。
一. 手机耗电量计算原理
手机可以在“设置--电池--耗电排行”中查看手机的耗电量，且系统从两个层面统计耗电量，分别是软件排行和硬件排行，它们各有自己的耗电榜单，软件排行为机器中每个 App 的耗电排行，硬件排行则为各个硬件的耗电排行。这两个统计是互为独立，互不干扰的。这里主要讨论软件排行，那么系统是如何测量软件的耗电量并排行的呢？
耗电量即电功，根据高中物理学知识W = Pt = UIt，即电功 = 电压*电流*时间，而在手机中，电压值是不会发生变化的，因此作为非变量可以忽略考虑，此时影响耗电量的就主要是电流 和时间，即我们可以粗略的总结为耗电量(mAh)=电流(mA) * 时间(h)，其中，“时间”即为对手机的测量耗时，那么“电流”该怎么测呢？
Android系统有其耗电量API，系统设置中的耗电量排行就是通过com.android.internal.os.BatteryStatsHelper类，利用PowerProfile类，读取power_profile.xml文件，该文件记录了不同模块的电流量。
- power_profile.xml 文件
该文件存放路径为：android/frameworks/base/core/res/res/xml/power_profile.xml，并会被编译进framework-res.apk文件文件，存储在手机的/system/framework/framework-res.apk路径中。要想查看power_profile.xml文件，可以将framework-res.apk文件导出后，反编译得到xml文件，具体反编译的方法见这里。 - 差异性
power_profile.xml 直接影响统计的准确度，并且此文件无法通过应用修改，注意，Android 所有功耗统计都是通过代码估算，没有集成电路参与汇报 。准确度取决于厂商 ROM 所提供的 power_profile.xml 文件，由于不同厂商 power_profile.xml 准确度及源码有差异，因此不同手机、不同版本的数据可能有较大差异。 -
计算方式
通过反编译后查看power_profile.xml文件可知，该文件定义了消耗电量的各模块，如图所示：
文件记录了各个模块在不同状态下的电流值，通过上面的分析可知，影响耗电量的因素主要为电流和时间，由此可以计算得出耗电量排行
二. “耗电量”本质是个硬件问题
引用上面分析的结论，耗电量(mAH)=电流(mA) * 时间(h)
Android系统中的耗电量排行使用的是软件的方式来估算的，实际中测量电流的最直观方式就是使用硬件耗电量测量，同时每个硬件的电流是不一样的，通过这种方式测量出来比软件估算的方式更加精确。
首先使用电流表测量整部手机的电流；然后将待测APP运行后，在手机状态相同情况下对APP进行正常的操作，并记录电流；将APP运行时的电流值与手机空跑时的电流进行对比，差值即为APP耗电量。但这种方式容易受到硬件型号、功率等影响，对硬件有一定要求。
三. adb dumpsys battery 查看电池相关信息
可通过dumpsys命令查询系统服务的运行状态
dumpsys <service>] [<argument>...] //查询服务service
dumpsys <service> -h //查看帮助
例如：
| adb 命令 | 意义 |
|---|---|
| dumpsys activity | 查询AMS服务相关信息 |
| dumpsys window | 查询WMS服务相关信息 |
| dumpsys cpuinfo | 查询CPU情况 |
| dumpsys meminfo | 查询内存情况 |
因此与手机电池相关的命令即为如下：
- 获取手机电池信息
adb shell dumpsys battery
- 改变手机电池状态
adb shell dumpsys battery set status 1 //电池状态：2：充电状态 ，其他数字为非充电状态
- 改变手机电量
adb shell dumpsys battery set level <num> //手机电量显示num%
- 耗电量信息
生成信息较多，使用Battery Historian来图形化方便查看定位，具体见这里
四. 利用Battery Historian 分析耗电量问题
Battery Historian 是Google出的一款能够定位电量问题的图形化工具，但需要运行在Android 5.0 Lollipop (API level 21)及其之后才能使用，更多介绍见这里
五. 比较不同耗电量定位方式
Android系统自带的耗电量排行榜是最直观的，用户查看最为方便；其次可以大致分为硬件方式和软件方式，硬件方式即使用电流表等方式来统计记录电量消耗，能够较准确但较粗粒度的定位出应用是否有耗电量问题；而adb 命令能够生成非常详细的电量信息，但人眼识别排查较为冗余；而Battery Historian就可以分析adb 命令生成的bugreport，并直观的较小粒度的定位出具体哪些模块有问题。
| 测试方法 | 优点 | 缺点 |
|---|---|---|
| Android手机设置中的排行榜 | 用户可见，操作简便 | 无详细数据，且不同厂商准确度有差异 |
| 硬件方式 | 测量整个手机电流，得到的数据较为准确 | 依赖于硬件工具，操作复杂，无法定位APP具体耗电量问题 |
| dumpsys batterystats | adb 命令自带，无需安装软件，且耗电量信息非常详细 | 可读性较差 |
| Battery Historian | 结果直观，有耗电量详细数据 | 适用于Android 5.0及以上系统 |
耗电量是个复杂的问题，涉及到不同的App业务场景不同，可能情况更加负责，因此选择哪种方案需要根据实际情况进行抉择，甚至有时候需要多种方式结合使用，才能定位出某个模块的耗电量问题。
如果想要更加准确的定位耗电量问题，可能就需要自己来编写代码实现不同模块的监控器，以此来更加细粒度的定位具体哪个模块，哪个类甚至哪一行代码导致了耗电量问题。
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