原文：http://www.cnblogs.com/hyddd/p/4402621.html

前言

• 在 Android 统计 App 耗电量比较麻烦，直至 Android 4.4，它仍没公开 “电量统计” API 或文档……额，是的，仅没有公开，并不是没有。平时在手机 “设置- 电量” 看到的数据就是系统调用内部 API 的统计结果。

基础概念

1. 手机由众多 “部件” 组成，所谓 “部件” 是指：CPU，WIFI，GPS....所以，Android App 消耗总电量为 App 运行过程中，涉及各部件的消耗电量的总和。
2. 假设运行 App 导致 CPU 运行，时间：t，CPU 单位时间消耗电量：w，则 App 的 CPU 耗电量为：W = w*t，而有物理公式 W = U*I*t（U：电压值，I：电流值），在手机中，一般 U 恒定不变，所以，可以单独通过 Q（电容量，单位: mAh）= I * t 表示电量。

系统源码分析

• 核心源码：/packages/apps/Settings/src/com/android/settings/fuelgauge/PowerUsageSummary.java
• 核心类：
  • BatteryStatsImpl：提供 App 各部件运行时间。
  • PowerProfile：提供部件电流数值。
• 问题：
  • Android 怎样存储与读取 App 耗电量信息（即：BatteryStatsImpl 数据怎么来的？）
  • Android 怎么存储部件电流数值（即：PowerProfile 数据怎么来的？）
  • Android 具体耗电量计算方法

1. Android 怎样存储与读取 App 耗电量信息

• 先看下 PowerUsageSummary.java 如何获取 BatteryStatsImpl？
  • 
  • 
  • 
  • 可见 BatteryStatsImpl 通过 系统服务 “batteryinfo” 获得。
• 系统服务 “batteryinfo” 是什么玩意呢？（见：BatteryStatsService.java）
  • 
  • 系统服务 “batteryinfo” 其实就是 BatteryStatsService，而 BatteryStatsService“唯一的” 构造函数提供了一个很重要的信息：filename！
• BatteryStatsService 在哪里创建？filename 是什么？（见：ActivityManagerService.java）
  • 
  • filename 文件是：/data/system/batterystats.bin，关于 batterystats.bin，之前民间很多文章说它用作电池校正，但 Android 工程师 Dianne Hackborn 在 google+ 上明确：
  • 
  • betterystats.bin 文件仅仅是一个记录不同 app 使用电量的一个文件。
• 再看看 BatteryStatsImpl(String filename) 构造函数（见：BatteryStatsImpl.java）
  • 
  • 这里只做了些基本的初始化。真正载入 betterystats.bin 数据是在（ActivityManagerService.java）mBatteryStatsService.getActiveStatistics().readLocked();
  • 
  • 
  • 至此，Android 怎样存储与读取 App 耗电量信息分析结束。 ruby 总结： （1）ActivityManagerService 创建并初始化 BatteryStatsService，并传入耗电量记录文件batterystats.bin； （2）BatteryStatsService 在内部创建 BatteryStatsImpl 实例，并传入耗电量记录文件batterystats.bin； （3）ActivityManagerService 执行 mBatteryStatsService.getActiveStatistics().readLocked();导致 BatteryStatsService 的 BatteryStatsImpl 加载batterystats.bin数据； （4）在PowerUsageSummary计算App耗电量时，PowerUsageSummary从BatteryStatsService 中获取BatteryStatsImpl 实例，从而获得App的相关数据。

2. Android 怎么存储部件电流数值

• 比较简单，见 PowerProfile.java

  • 
  • PowerProfile 读取资源 com.android.internal.R.xml.power_profile，并把数据加载到 sPowerMap。

• com.android.internal.R.xml.power_profile 在哪里？

  • 在官方文档《Power Profiles for Android》明确了 power_profile.xml 位置： device///frameworks/base/core/res/res/xml/power_profile.xml。
  • 下面是一个 samsung 的 power_profile.xml：
  • 
  • 字段含义见《Power Profiles for Android》。

• 每个 OEM 厂商有自己独立的 power_profile.xml 配置

  • 官方文档表明：OEM 厂商应该有自己的 power_profile.xml，因为部件（如：cpu, wifi…）耗电量应与具体硬件相关，这个只有 OEM 厂商清楚……
  • 

• PowerProfile 关键 API：

  • public double getAveragePower(String type)：返回 type 的电流值（mA），type 表示 power_profile.xml 中的某关键字（如：gps.on）。
  • public double getAveragePower(String type, int level) ：返回 type 的电流值（mA），level 表示 xml 中 array 的第几个 value。
  • 至此，Android 怎么存储部件电流数值分析结束。 ruby 总结： （1）Android部件电流信息存于：power_profile.xml （2）每个OEM厂商有私有power_profile.xml （2）PowerProfile读取power_profile.xml，并提供API访问部件电流数值。

3. Android 具体耗电量计算方法

• App 耗电量统计：processAppUsage()
  
• 硬件耗电量统计：processMiscUsage()

processAppUsage() 分析 ##

• 【1】processAppUsage 耗电量统计的 时间段 是？

  • 
  • 
  • 关于统计的 时间段，BatteryStats 有 4 个选项：
  • 
  • 可见，processAppUsage 是 上一次拔掉设备后 ~ 至今 的 App 耗电量统计。

• 【2】processAppUsage 的统计对象真的是 App？

  • 
  • 具体的 统计流程 都在 for 循环里，额……所以 processAppUsage 真实统计粒度是 Uid。
  • Uid 与 App 关系：2 个 App 签名和 sharedUserId 相同，则在运行时，他们拥有相同 Uid。就是说 processAppUsage 统计的可能是多个 App 的耗电量数据，对于普通 App，出现这种情况的几率较少，而对于 Android 系统应用则较为常见。

• 【3】耗电量计算公式 - 部分 1：计算 Uid 属下每个 Process 的耗电量数据，并求和。

  • Uid_Power1 =（Process1_Power + … + ProcessN_Power）;
  • Process_Power =（CPUSpeed_Time * POWER_CPU_ACTIVE）；
  • 

• 【4】耗电量计算公式 - 部分 2：计算 Uid 的 wake lock 耗电量

  • 这里，Android 只计算了 partial wake lock 的耗电量。
  • Uid_Power2 = PartialWakeLock_Time * POWER_CPU_WAKE
  • 

• 【5】耗电量计算公式 - 部分 3：计算 Uid 的数据流量（data traffic）耗电量

  • Uid_Power3 = ( tcpBytesReceived + tcpBytesSent ) * averageCostPerByte
  • 
  • 

• 【6】耗电量计算公式 - 部分 4：计算 Uid WIFI 耗电量。

  • Uid_Power4 = wifiRunningTimeMs * POWER_WIFI_ON
  • 

• 【7】耗电量计算公式 - 部分 5：计算 Uid 其他传感器耗电量。

  • Uid_Power5 =（Sensor1_Power + … + SensorN_Power）
  • Sensor_Power = Sensor_Time * Power_Sensor
  • 至此，App 耗电量计算方法分析结束。硬件耗电量统计（processMiscUsage()）亦类似。 ruby 总结App耗电量计算公式： Uid_Power（App耗电量，单位:mAh） = Uid_Power1 + Uid_Power2 + Uid_Power3 + Uid_Power4 + Uid_Power5 Uid_Power1 = （Process1_Power + … + ProcessN_Power）; - Process_Power = （CPUSpeed_Time * POWER_CPU_ACTIVE）； Uid_Power2 = PartialWakeLock_Time * POWER_CPU_WAKE Uid_Power3 = ( tcpBytesReceived + tcpBytesSent ) * averageCostPerByte Uid_Power4 = wifiRunningTimeMs * POWER_WIFI_ON Uid_Power5 = （Sensor1_Power + … + SensorN_Power） - Sensor_Power = Sensor_Time * Power_Sensor

说这么多，来一发……不，来一个统计耗电量的 App 吧，其实，之前已有人把这段 Android 系统代码抠出来，做了一个 App，可以到 http://www.eoeandroid.com/thread-255696-1-1.html下载。