App耗电量监测

iOS 设备的电量一直是用户非常关心的问题。如果你的应用由于某些缺陷不幸成为电量杀手，用户会毫不犹豫的卸载你的应用，所以耗电也是 App 性能的重要衡量标准之一。然而事实上业内对耗电量的监控的方案都做的不太好，下面会介绍和对比业内已有的耗电量的监控方案。

电量获取三种方案对比如下：

方案 优点 缺点
UIDevice 属性 API 简单，易于使用 粗粒度，不符合需求
IOKit 可以设备当前的电流和电压 粒度较粗，无法到应用级别
越狱 可以获取应用每小时耗电量 时间间隔太长，不符合需求

UIDevice
UIDevice 提供了获取设备电池的相关信息，包括当前电池的状态以及电量。获取电池信息之前需要先将 batteryMonitoringEnabled 属性设置为 YES，然后就可以通过 batteryState 和 batteryLevel 获取电池信息。

是否开启电池监控，默认为 NO

// default is NO
@property(nonatomic,getter=isBatteryMonitoringEnabled) BOOL batteryMonitoringEnabled NS_AVAILABLE_IOS(3_0) __TVOS_PROHIBITED;
电池电量，取值 0-1.0，如果 batteryState 是 UIDeviceBatteryStateUnknown，则电量是 -1.0

// 0 .. 1.0. -1.0 if UIDeviceBatteryStateUnknown
@property(nonatomic,readonly) float batteryLevel NS_AVAILABLE_IOS(3_0) __TVOS_PROHIBITED;
电池状态，为 UIDeviceBatteryState 枚举类型，总共有四种状态

// UIDeviceBatteryStateUnknown if monitoring disabled
@property(nonatomic,readonly) UIDeviceBatteryState batteryState NS_AVAILABLE_IOS(3_0) __TVOS_PROHIBITED;

typedef NS_ENUM(NSInteger, UIDeviceBatteryState) {
UIDeviceBatteryStateUnknown,
UIDeviceBatteryStateUnplugged, // on battery, discharging
UIDeviceBatteryStateCharging, // plugged in, less than 100%
UIDeviceBatteryStateFull, // plugged in, at 100%
} __TVOS_PROHIBITED; // available in iPhone 3.0
获取电量代码

[UIDevice currentDevice].batteryMonitoringEnabled = YES;
[[NSNotificationCenter defaultCenter]
addObserverForName:UIDeviceBatteryLevelDidChangeNotification
object:nil queue:[NSOperationQueue mainQueue]
usingBlock:^(NSNotification *notification) {
// Level has changed
NSLog(@"Battery Level Change");
NSLog(@"电池电量：%.2f", [UIDevice currentDevice].batteryLevel);
}];
使用 UIDevice 可以非常方便获取到电量，经测试发现，在 iOS 8.0 之前，batteryLevel 只能精确到5%，而在 iOS 8.0 之后，精确度可以达到1%，但这种方案获取到的数据不是很精确，没办法应用到生产环境。

IOKit
IOKit 是 iOS 系统的一个私有框架，它可以被用来获取硬件和设备的详细信息，也是与硬件和内核服务通信的底层框架。通过它可以获取设备电量信息，精确度达到1%。

• (double)getBatteryLevel {
  // returns a blob of power source information in an opaque CFTypeRef
  CFTypeRef blob = IOPSCopyPowerSourcesInfo();
  // returns a CFArray of power source handles, each of type CFTypeRef
  CFArrayRef sources = IOPSCopyPowerSourcesList(blob);
  CFDictionaryRef pSource = NULL;
  const void *psValue;
  // returns the number of values currently in an array
  int numOfSources = CFArrayGetCount(sources);
  // error in CFArrayGetCount
  if (numOfSources == 0) {
  NSLog(@"Error in CFArrayGetCount");
  return -1.0f;
  }

  // calculating the remaining energy
  for (int i=0; i<numOfSources; i++) {
  // returns a CFDictionary with readable information about the specific power source
  pSource = IOPSGetPowerSourceDescription(blob, CFArrayGetValueAtIndex(sources, i));
  if (!pSource) {
  NSLog(@"Error in IOPSGetPowerSourceDescription");
  return -1.0f;
  }
  psValue = (CFStringRef) CFDictionaryGetValue(pSource, CFSTR(kIOPSNameKey));

    int curCapacity = 0;
    int maxCapacity = 0;
    double percentage;
  
    psValue = CFDictionaryGetValue(pSource, CFSTR(kIOPSCurrentCapacityKey));
    CFNumberGetValue((CFNumberRef)psValue, kCFNumberSInt32Type, &curCapacity);
  
    psValue = CFDictionaryGetValue(pSource, CFSTR(kIOPSMaxCapacityKey));
    CFNumberGetValue((CFNumberRef)psValue, kCFNumberSInt32Type, &maxCapacity);
  
    percentage = ((double) curCapacity / (double) maxCapacity * 100.0f);
    NSLog(@"curCapacity : %d / maxCapacity: %d , percentage: %.1f ", curCapacity, maxCapacity, percentage);
    return percentage;
  

  }
  return -1.0f;
  }

越狱方案

这种方案需要链接 iOSDiagnosticsSupport 私有库，然后通过 Runtime 拿到 MBSDevice 实例，调用 copyPowerLogsToDir: 方法将电量日志信息表（PLBLMAccountingService_Aggregate_BLMAppEnergyBreakdown）拷贝到硬盘的指定路径，日志信息表中包含了 iOS 系统采集的小时级别的耗电量。具体实现方案可以参考 iOS-Diagnostics。

从电量日志表中查询的 SQL 语句如下：

SELECT datetime(timestamp, 'unixepoch') AS TIME, BLMAppName FROM PLBLMAccountingService_Aggregate_BLMAppEnergyBreakdown WHERE BLMEnergy_BackgroundLocation > 0  ORDER BY TIME

发现 iOSDiagnosticsSupport Framework 在 iOS 10 之后名字已经被改成 DiagnosticsSupport，而且 MBSDevice 类也被隐藏了。