Android7.0 Doze模式分析（一）Doze介绍 & DeviceIdleController
參考：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，后台仅仅有部分任务被同意执行，其他任务都被强制停止。
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非常具体，如今在android7.0上又一次分析下。
一、基本原理
Doze模式能够简单概括为：
若推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，以达到降低电量消耗的目的。
上面这张图比較经典，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执行状态。绿色部分就是Doze模式定义的休眠状态。
从图中的描写叙述，我们能够看到：假设一个用户停止充电(on battery: 利用电池供电)，关闭屏幕(screen off)，手机处于精巧状态(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，系统就降低(延缓)应用对网络的訪问、以及对CPU的占用，来节省电池电量。
如图所看到的。Doze模式还定义了maintenance window。
在maintenance window中，系统同意应用完毕它们被延缓的动作。即能够使用CPU资源及訪问网络。
从图中我们能够看出，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。
通过这样的方式，Doze模式能够使终端处于较长时间的休眠状态。
须要注意的是：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模式差点儿是没有什么实际用处的。
详细来讲。当终端处于Doze模式时。进行了下面操作：
1、暂停网络訪问。
2、系统忽略全部的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、系统不同意sync adapters执行。
6、系统不同意JobScheduler执行。
另外我在还有一篇博客中：http://blog.csdn.net/kc58236582/article/details/50554174也具体介绍了Doze模式。能够參考下，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。
public class DeviceIdleController extends SystemService
implements AnyMotionDetector.DeviceIdleCallback
能够看出DeviceIdleController继承自SystemService，是一个系统级的服务。
同一时候，继承了AnyMotionDetector定义的接口。便于检測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。
private void startOtherServices() {
.........
mSystemServiceManager.startService(DeviceIdleController.class);
.........
}
如上代码所看到的，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
public DeviceIdleController(Context context) {
super(context);
//deviceidle.xml用于定义idle模式也能正常工作的非系统应用
mConfigFile = new AtomicFile(new File(getSystemDir(), "deviceidle.xml"));
mHandler = new MyHandler(BackgroundThread.getHandler().getLooper());
}
DeviceIdleController的构造函数比較简单，就是在创建data/system/deviceidle.xml相应的file文件。同一时候创建一个相应于后台线程的handler。这里的deviceidle.xml能够在设置中的电池选项那里。有电池优化，能够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会又一次读取deviceidle.xml文件然后放入白名单mPowerSaveWhitelistUserApps中。
onStart函数
public void onStart() {
final PackageManager pm = getContext().getPackageManager();
synchronized (this) {
//读取配置文件。推断Doze模式是否同意被开启
mLightEnabled = mDeepEnabled = getContext().getResources().getBoolean(
com.android.internal.R.bool.config_enableAutoPowerModes);
//分析PKMS时提到过，PKMS扫描系统文件夹的xml，将形成SystemConfig
SystemConfig sysConfig = SystemConfig.getInstance();
//获取除了device Idle模式外，都能够执行的系统应用白名单
ArraySet<String> allowPowerExceptIdle = sysConfig.getAllowInPowerSaveExceptIdle();
for (int i=0; i<allowPowerExceptIdle.size(); i++) {
String pkg = allowPowerExceptIdle.valueAt(i);
try {
ApplicationInfo ai = pm.getApplicationInfo(pkg,
PackageManager.MATCH_SYSTEM_ONLY);
int appid = UserHandle.getAppId(ai.uid);
mPowerSaveWhitelistAppsExceptIdle.put(ai.packageName, appid);
mPowerSaveWhitelistSystemAppIdsExceptIdle.put(appid, true);
} catch (PackageManager.NameNotFoundException e) {
}
}
//获取device Idle模式下，也能够执行的系统应用白名单
ArraySet<String> allowPower = sysConfig.getAllowInPowerSave();
for (int i=0; i<allowPower.size(); i++) {
String pkg = allowPower.valueAt(i);
try {
ApplicationInfo ai = pm.getApplicationInfo(pkg,
PackageManager.MATCH_SYSTEM_ONLY);
int appid = UserHandle.getAppId(ai.uid);
// These apps are on both the whitelist-except-idle as well
// as the full whitelist, so they apply in all cases.
mPowerSaveWhitelistAppsExceptIdle.put(ai.packageName, appid);
mPowerSaveWhitelistSystemAppIdsExceptIdle.put(appid, true);
mPowerSaveWhitelistApps.put(ai.packageName, appid);
mPowerSaveWhitelistSystemAppIds.put(appid, true);
} catch (PackageManager.NameNotFoundException e) {
}
}
//Constants为deviceIdleController中的内部类，继承ContentObserver
//监控数据库变化，同一时候得到Doze模式定义的一些时间间隔
mConstants = new Constants(mHandler, getContext().getContentResolver());
//解析deviceidle.xml，并将当中定义的package相应的app，增加到mPowerSaveWhitelistUserApps中
readConfigFileLocked();
//将白名单的内容给AlarmManagerService和PowerMangerService
//比如：DeviceIdleController推断开启Doze模式时。会通知PMS
//此时除去白名单相应的应用外，PMS会将其他全部的WakeLock设置为Disable状态
updateWhitelistAppIdsLocked();
//下面的初始化，都是如果眼下处在进入Doze模式相反的条件上
mNetworkConnected = true;
mScreenOn = true;
// Start out assuming we are charging. If we aren't, we will at least get
// a battery update the next time the level drops.
mCharging = true;
//Doze模式定义终端初始时为ACTIVE状态
mState = STATE_ACTIVE;
//屏幕状态初始时为ACTIVE状态
mLightState = LIGHT_STATE_ACTIVE;
mInactiveTimeout = mConstants.INACTIVE_TIMEOUT;
}
//公布服务
//BinderService和LocalService均为DeviceIdleController的内部类
mBinderService = new BinderService();
publishBinderService(Context.DEVICE_IDLE_CONTROLLER, mBinderService);
publishLocalService(LocalService.class, new LocalService());
}
除去公布服务外，DeviceIdleController在onStart函数中。主要是读取配置文件更新自己的变量，思路比較清晰。
在这里我们仅跟进一下updateWhitelistAppIdsLocked函数：
private void updateWhitelistAppIdsLocked() {
//构造出除去idle模式外，可执行的app id数组 （可觉得是系统和普通应用的集合）
//mPowerSaveWhitelistAppsExceptIdle从系统文件夹下的xml得到
//mPowerSaveWhitelistUserApps从deviceidle.xml得到，或调用接口增加；
//mPowerSaveWhitelistExceptIdleAppIds并未使用
mPowerSaveWhitelistExceptIdleAppIdArray = buildAppIdArray(mPowerSaveWhitelistAppsExceptIdle,
mPowerSaveWhitelistUserApps, mPowerSaveWhitelistExceptIdleAppIds);
//构造不受Doze限制的app id数组 （可觉得是系统和普通应用的集合）
//mPowerSaveWhitelistApps从系统文件夹下的xml得到
//mPowerSaveWhitelistAllAppIds并未使用
mPowerSaveWhitelistAllAppIdArray = buildAppIdArray(mPowerSaveWhitelistApps,
mPowerSaveWhitelistUserApps, mPowerSaveWhitelistAllAppIds);
//构造不受Doze限制的app id数组（仅普通应用的集合）、
//mPowerSaveWhitelistUserAppIds并未使用
mPowerSaveWhitelistUserAppIdArray = buildAppIdArray(null,
mPowerSaveWhitelistUserApps, mPowerSaveWhitelistUserAppIds);
if (mLocalPowerManager != null) {
...........
//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
mLocalPowerManager.setDeviceIdleWhitelist(mPowerSaveWhitelistAllAppIdArray);
}
if (mLocalAlarmManager != null) {
..........
//AlarmManagerService拿到的是：普通应用组成的不受Doze限制的app id数组
mLocalAlarmManager.setDeviceIdleUserWhitelist(mPowerSaveWhitelistUserAppIdArray);
}
}
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不会增加alarm的白名单，而在Settings中电池那边设置的白名单，会增加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须要调用onBootPhase函数：
public void onBootPhase(int phase) {
//在系统PHASE_SYSTEM_SERVICES_READY阶段，进一步完毕一些初始化
if (phase == PHASE_SYSTEM_SERVICES_READY) {
synchronized (this) {
//初始化一些变量
mAlarmManager = (AlarmManager) getContext().getSystemService(Context.ALARM_SERVICE);
..............
mSensorManager = (SensorManager) getContext().getSystemService(Context.SENSOR_SERVICE);
//依据配置文件。利用SensorManager获取相应的传感器，保存到mMotionSensor中
..............
//假设配置文件表明：终端须要预获取位置信息
//则构造LocationRequest
if (getContext().getResources().getBoolean(
com.android.internal.R.bool.config_autoPowerModePrefetchLocation)) {
mLocationManager = (LocationManager) getContext().getSystemService(
Context.LOCATION_SERVICE);
mLocationRequest = new LocationRequest()
.setQuality(LocationRequest.ACCURACY_FINE)
.setInterval(0)
.setFastestInterval(0)
.setNumUpdates(1);
}
//依据配置文件，得到角度变化的门限
float angleThreshold = getContext().getResources().getInteger(
com.android.internal.R.integer.config_autoPowerModeThresholdAngle) / 100f;
//创建一个AnyMotionDetector。同一时候将DeviceIdleController注冊到当中
//当AnyMotionDetector检測到手机变化角度超过门限时，就会回调DeviceIdleController的接口
mAnyMotionDetector = new AnyMotionDetector(
(PowerManager) getContext().getSystemService(Context.POWER_SERVICE),
mHandler, mSensorManager, this, angleThreshold);
//创建两个经常使用的Intent，用于通知Doze模式的变化
mIdleIntent = new Intent(PowerManager.ACTION_DEVICE_IDLE_MODE_CHANGED);
mIdleIntent.addFlags(Intent.FLAG_RECEIVER_REGISTERED_ONLY
| Intent.FLAG_RECEIVER_FOREGROUND);
mLightIdleIntent = new Intent(PowerManager.ACTION_LIGHT_DEVICE_IDLE_MODE_CHANGED);
mLightIdleIntent.addFlags(Intent.FLAG_RECEIVER_REGISTERED_ONLY
| Intent.FLAG_RECEIVER_FOREGROUND);
//监听ACTION_BATTERY_CHANGED广播（电池信息发生改变）
IntentFilter filter = new IntentFilter();
filter.addAction(Intent.ACTION_BATTERY_CHANGED);
getContext().registerReceiver(mReceiver, filter);
//监听ACTION_PACKAGE_REMOVED广播（包被移除）
filter = new IntentFilter();
filter.addAction(Intent.ACTION_PACKAGE_REMOVED);
filter.addDataScheme("package");
getContext().registerReceiver(mReceiver, filter);
//监听CONNECTIVITY_ACTION广播（连接状态发生改变）
filter = new IntentFilter();
filter.addAction(ConnectivityManager.CONNECTIVITY_ACTION);
getContext().registerReceiver(mReceiver, filter);
//又一次将白名单信息交给PowerManagerService和AlarmManagerService
//这个工作在onStart函数中，已经调用updateWhitelistAppIdsLocked进行过了
//到onBootPhase时，又一次进行一次，可能：一是为了保险；二是，其他进程可能调用接口，更改了相应数据，于是进行更新
mLocalPowerManager.setDeviceIdleWhitelist(mPowerSaveWhitelistAllAppIdArray);
mLocalAlarmManager.setDeviceIdleUserWhitelist(mPowerSaveWhitelistUserAppIdArray);
//监听屏幕显示相关的变化
mDisplayManager.registerDisplayListener(mDisplayListener, null);
//更新屏幕显示相关的信息
updateDisplayLocked();
}
//更新连接状态相关的信息
updateConnectivityState(null);
}
}
从代码能够看出。onBootPhase方法：
主要创建一些本地变量，然后依据配置文件初始化一些传感器，同一时候注冊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：
............
IntentFilter filter = new IntentFilter();
filter.addAction(Intent.ACTION_BATTERY_CHANGED);
getContext().registerReceiver(mReceiver, filter);
...........
我们看看receiver中相应的处理：
private final BroadcastReceiver mReceiver = new BroadcastReceiver() {
@Override public void onReceive(Context context, Intent intent) {
switch (intent.getAction()) {
.........
case Intent.ACTION_BATTERY_CHANGED: {
synchronized (DeviceIdleController.this) {
//从广播中得到是否在充电的消息
int plugged = intent.getIntExtra("plugged", 0);
updateChargingLocked(plugged != 0);
}
} break;
}
}
}。
依据上面的代码。能够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。
void updateChargingLocked(boolean charging) {
.........
if (!charging && mCharging) {
//从充电状态变为不充电状态
mCharging = false;
//mForceIdle值一般为false，是通过dumpsys命令将mForceIdle改成true的
if (!mForceIdle) {
//推断是否进入Doze模式
becomeInactiveIfAppropriateLocked();
}
} else if (charging) {
//进入充电状态
mCharging = charging;
if (!mForceIdle) {
//手机退出Doze模式
becomeActiveLocked("charging", Process.myUid());
}
}
}
becomeInactiveIfAppropriateLocked函数是開始进入Doze模式。而becomeActiveLocked是退出Doze模式。
显示状态处理
DeviceIdleController中注冊了显示变化的回调
mDisplayManager.registerDisplayListener(mDisplayListener, null);
回调会调用updateDisplayLocked函数
private final DisplayManager.DisplayListener mDisplayListener
= new DisplayManager.DisplayListener() {
@Override public void onDisplayAdded(int displayId) {
} @Override public void onDisplayRemoved(int displayId) {
} @Override public void onDisplayChanged(int displayId) {
if (displayId == Display.DEFAULT_DISPLAY) {
synchronized (DeviceIdleController.this) {
updateDisplayLocked();
}
}
}
};
updateDisplayLocked函数和更新充电状态的函数updateChargingLocked类似
void updateDisplayLocked() {
mCurDisplay = mDisplayManager.getDisplay(Display.DEFAULT_DISPLAY);
// We consider any situation where the display is showing something to be it on,
// because if there is anything shown we are going to be updating it at some
// frequency so can't be allowed to go into deep sleeps.
boolean screenOn = mCurDisplay.getState() == Display.STATE_ON;
if (DEBUG) Slog.d(TAG, "updateDisplayLocked: screenOn=" + screenOn);
if (!screenOn && mScreenOn) {
mScreenOn = false;
if (!mForceIdle) {//開始进入Doze模式
becomeInactiveIfAppropriateLocked();
}
} else if (screenOn) {//屏幕点亮，退出Doze模式
mScreenOn = true;
if (!mForceIdle) {
becomeActiveLocked("screen", Process.myUid());
}
}
}
becomeActiveLocked函数退出Doze模式
我们先来看看becomeActiveLocked函数
//activeReason记录的终端变为active的原因
void becomeActiveLocked(String activeReason, int activeUid) {
...........
if (mState != STATE_ACTIVE || mLightState != STATE_ACTIVE) {
............
//1、通知PMS等Doze模式结束
scheduleReportActiveLocked(activeReason, activeUid); //更新DeviceIdleController本地维护的状态
//在DeviceIdleController的onStart函数中，我们已经知道了
//初始时。mState和mLightState均为Active状态
mState = STATE_ACTIVE;//state是指设备通过传感器推断进入idle
mLightState = LIGHT_STATE_ACTIVE;//mLight是背光的状态 mInactiveTimeout = mConstants.INACTIVE_TIMEOUT;
mCurIdleBudget = 0;
mMaintenanceStartTime = 0; //2、重置一些事件
resetIdleManagementLocked();
resetLightIdleManagementLocked(); addEvent(EVENT_NORMAL);
}
}
scheduleReportActiveLocked函数就是发送MSG_REPORT_ACTIVE消息
void scheduleReportActiveLocked(String activeReason, int activeUid) {
//发送MSG_REPORT_ACTIVE消息
Message msg = mHandler.obtainMessage(MSG_REPORT_ACTIVE, activeUid, 0, activeReason);
mHandler.sendMessage(msg);
}
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，然后又一次更新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。
.........
case MSG_REPORT_ACTIVE: {
.........
//通知PMS Doze模式结束，
//于是PMS将一些Doze模式下，disable的WakeLock又一次enable
//然后调用updatePowerStateLocked函数更新终端的状态
final boolean deepChanged = mLocalPowerManager.setDeviceIdleMode(false);
final boolean lightChanged = mLocalPowerManager.setLightDeviceIdleMode(false); try {
//通过NetworkPolicyManagerService更改Ip-Rule，不再限制终端应用上网
mNetworkPolicyManager.setDeviceIdleMode(false);
//BSS做好相应的记录
mBatteryStats.noteDeviceIdleMode(BatteryStats.DEVICE_IDLE_MODE_OFF,
activeReason, activeUid);
} catch (RemoteException e) {
} //发送广播
if (deepChanged) {
getContext().sendBroadcastAsUser(mIdleIntent, UserHandle.ALL);
}
if (lightChanged) {
getContext().sendBroadcastAsUser(mLightIdleIntent, UserHandle.ALL);
}
}
........
resetIdleManagementLocked函数就是取消alarm，检測等。
void resetIdleManagementLocked() {
//复位一些状态变量
mNextIdlePendingDelay = 0;
mNextIdleDelay = 0;
mNextLightIdleDelay = 0;
//停止一些工作，主要是位置检測相关的
cancelAlarmLocked();
cancelSensingTimeoutAlarmLocked();
cancelLocatingLocked();
stopMonitoringMotionLocked();
mAnyMotionDetector.stop();
}
becomeInactiveIfAppropriateLocked函数開始进入Doze模式
becomeInactiveIfAppropriateLocked函数就是我们開始进入Doze模式的第一个步骤。以下我们就具体分析这个函数
void becomeInactiveIfAppropriateLocked() {
.................
//屏幕熄灭。未充电
if ((!mScreenOn && !mCharging) || mForceIdle) {
// Screen has turned off; we are now going to become inactive and start
// waiting to see if we will ultimately go idle.
if (mState == STATE_ACTIVE && mDeepEnabled) {
mState = STATE_INACTIVE;
...............
//重置事件
resetIdleManagementLocked();
//開始检測能否够进入Doze模式的Idle状态
//若终端没有watch feature, mInactiveTimeout时间为30min
scheduleAlarmLocked(mInactiveTimeout, false);
...............
}
if (mLightState == LIGHT_STATE_ACTIVE && mLightEnabled) {
mLightState = LIGHT_STATE_INACTIVE;
.............
resetLightIdleManagementLocked();//重置事件
scheduleLightAlarmLocked(mConstants.LIGHT_IDLE_AFTER_INACTIVE_TIMEOUT);
}
}
}
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是相应禁止wakelock持锁的。禁止网络。而mDeepEnabled相应是检測设备是否精巧，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，可是不会禁止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。
void scheduleLightAlarmLocked(long delay) {
if (DEBUG) Slog.d(TAG, "scheduleLightAlarmLocked(" + delay + ")");
mNextLightAlarmTime = SystemClock.elapsedRealtime() + delay;
mAlarmManager.set(AlarmManager.ELAPSED_REALTIME_WAKEUP,
mNextLightAlarmTime, "DeviceIdleController.light", mLightAlarmListener, mHandler);
}
mLightAlarmListener就是进入lightidle。调用stepLightIdleStateLocked函数
private final AlarmManager.OnAlarmListener mLightAlarmListener
= new AlarmManager.OnAlarmListener() {
@Override
public void onAlarm() {
synchronized (DeviceIdleController.this) {
stepLightIdleStateLocked("s:alarm");
}
}
};
我们来看stepLightIdleStateLocked函数，这个函数会处理mLightState不同状态，会依据不同状态。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）。仅仅是设置的alarm间隔会越来越大。也就是仅仅要屏幕灭屏后，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，可是会有一个上限值。
void stepLightIdleStateLocked(String reason) {
if (mLightState == LIGHT_STATE_OVERRIDE) {
// If we are already in deep device idle mode, then
// there is nothing left to do for light mode.
return;
}
EventLogTags.writeDeviceIdleLightStep();
switch (mLightState) {
case LIGHT_STATE_INACTIVE:
mCurIdleBudget = mConstants.LIGHT_IDLE_MAINTENANCE_MIN_BUDGET;
// Reset the upcoming idle delays.
mNextLightIdleDelay = mConstants.LIGHT_IDLE_TIMEOUT;
mMaintenanceStartTime = 0;
if (!isOpsInactiveLocked()) {
// We have some active ops going on... give them a chance to finish
// before going in to our first idle.
mLightState = LIGHT_STATE_PRE_IDLE;
EventLogTags.writeDeviceIdleLight(mLightState, reason);
scheduleLightAlarmLocked(mConstants.LIGHT_PRE_IDLE_TIMEOUT);//设置alarm，时间到后到下个步骤
break;
}
// Nothing active, fall through to immediately idle.
case LIGHT_STATE_PRE_IDLE:
case LIGHT_STATE_IDLE_MAINTENANCE:
if (mMaintenanceStartTime != 0) {
long duration = SystemClock.elapsedRealtime() - mMaintenanceStartTime;
if (duration < mConstants.LIGHT_IDLE_MAINTENANCE_MIN_BUDGET) {
// We didn't use up all of our minimum budget; add this to the reserve.
mCurIdleBudget += (mConstants.LIGHT_IDLE_MAINTENANCE_MIN_BUDGET-duration);
} else {
// We used more than our minimum budget; this comes out of the reserve.
mCurIdleBudget -= (duration-mConstants.LIGHT_IDLE_MAINTENANCE_MIN_BUDGET);
}
}
mMaintenanceStartTime = 0;
scheduleLightAlarmLocked(mNextLightIdleDelay);
mNextLightIdleDelay = Math.min(mConstants.LIGHT_MAX_IDLE_TIMEOUT,
(long)(mNextLightIdleDelay * mConstants.LIGHT_IDLE_FACTOR));
if (mNextLightIdleDelay < mConstants.LIGHT_IDLE_TIMEOUT) {
mNextLightIdleDelay = mConstants.LIGHT_IDLE_TIMEOUT;
}
if (DEBUG) Slog.d(TAG, "Moved to LIGHT_STATE_IDLE.");
mLightState = LIGHT_STATE_IDLE;
EventLogTags.writeDeviceIdleLight(mLightState, reason);
addEvent(EVENT_LIGHT_IDLE);
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
break;
case LIGHT_STATE_IDLE:
case LIGHT_STATE_WAITING_FOR_NETWORK:
if (mNetworkConnected || mLightState == LIGHT_STATE_WAITING_FOR_NETWORK) {
// We have been idling long enough, now it is time to do some work.
mActiveIdleOpCount = 1;
mActiveIdleWakeLock.acquire();
mMaintenanceStartTime = SystemClock.elapsedRealtime();
if (mCurIdleBudget < mConstants.LIGHT_IDLE_MAINTENANCE_MIN_BUDGET) {
mCurIdleBudget = mConstants.LIGHT_IDLE_MAINTENANCE_MIN_BUDGET;
} else if (mCurIdleBudget > mConstants.LIGHT_IDLE_MAINTENANCE_MAX_BUDGET) {
mCurIdleBudget = mConstants.LIGHT_IDLE_MAINTENANCE_MAX_BUDGET;
}
scheduleLightAlarmLocked(mCurIdleBudget);
if (DEBUG) Slog.d(TAG,
"Moved from LIGHT_STATE_IDLE to LIGHT_STATE_IDLE_MAINTENANCE.");
mLightState = LIGHT_STATE_IDLE_MAINTENANCE;
EventLogTags.writeDeviceIdleLight(mLightState, reason);
addEvent(EVENT_LIGHT_MAINTENANCE);
mHandler.sendEmptyMessage(MSG_REPORT_IDLE_OFF);//醒一下（开启网络、恢复wakelock）
} else {
// We'd like to do maintenance, but currently don't have network
// connectivity... let's try to wait until the network comes back.
// We'll only wait for another full idle period, however, and then give up.
scheduleLightAlarmLocked(mNextLightIdleDelay);
if (DEBUG) Slog.d(TAG, "Moved to LIGHT_WAITING_FOR_NETWORK.");
mLightState = LIGHT_STATE_WAITING_FOR_NETWORK;
EventLogTags.writeDeviceIdleLight(mLightState, reason);
}
break;
}
}
可是这里仅仅是一个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（由于idle step主要靠alarm驱动。而alarm无效后自然就驱动不了）。
deep idle模式
以下我们再来看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函数中以下代码。
是关于deep idle的设置 这里的mInactiveTimeout是半小时
void becomeInactiveIfAppropriateLocked() {
if (DEBUG) Slog.d(TAG, "becomeInactiveIfAppropriateLocked()");
if ((!mScreenOn && !mCharging) || mForceIdle) {
// Screen has turned off; we are now going to become inactive and start
// waiting to see if we will ultimately go idle.
if (mState == STATE_ACTIVE && mDeepEnabled) {
mState = STATE_INACTIVE;
if (DEBUG) Slog.d(TAG, "Moved from STATE_ACTIVE to STATE_INACTIVE");
resetIdleManagementLocked();
scheduleAlarmLocked(mInactiveTimeout, false);
EventLogTags.writeDeviceIdle(mState, "no activity");
}
我们来看下scheduleAlarmLocked函数，注意假设这里參数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。
void scheduleAlarmLocked(long delay, boolean idleUntil) {
if (mMotionSensor == null) {
//在onBootPhase时，获取过位置检測传感器
//假设终端没有配置位置检測传感器。那么终端永远不会进入到真正的Doze ilde状态
// If there is no motion sensor on this device, then we won't schedule
// alarms, because we can't determine if the device is not moving.
return;
}
mNextAlarmTime = SystemClock.elapsedRealtime() + delay;
if (idleUntil) {
//此时IdleUtil的值为false
mAlarmManager.setIdleUntil(AlarmManager.ELAPSED_REALTIME_WAKEUP,
mNextAlarmTime, "DeviceIdleController.deep", mDeepAlarmListener, mHandler);
} else {
//30min后唤醒，调用mDeepAlarmListener的onAlarm函数
mAlarmManager.set(AlarmManager.ELAPSED_REALTIME_WAKEUP,
mNextAlarmTime, "DeviceIdleController.deep", mDeepAlarmListener, mHandler);
}
}
须要注意的是，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：
private final AlarmManager.OnAlarmListener mDeepAlarmListener
= new AlarmManager.OnAlarmListener() {
@Override
public void onAlarm() {
synchronized (DeviceIdleController.this) {
//进入到stepIdleStateLocked函数
stepIdleStateLocked("s:alarm");
}
}
};
以下我们就来看下stepIdleStateLocked函数：
void stepIdleStateLocked(String reason) {
..........
final long now = SystemClock.elapsedRealtime();
//个人认为，以下这段代码，是针对Idle状态设计的
//假设在Idle状态收到Alarm，那么将先唤醒终端，然后又一次推断是否须要进入Idle态
//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。仍然能够在Idle状态进行工作
if ((now+mConstants.MIN_TIME_TO_ALARM) > mAlarmManager.getNextWakeFromIdleTime()) {
// Whoops, there is an upcoming alarm. We don't actually want to go idle.
if (mState != STATE_ACTIVE) {
becomeActiveLocked("alarm", Process.myUid());
becomeInactiveIfAppropriateLocked();
}
return;
}
//以下是Doze模式的状态转变相关的代码
switch (mState) {
case STATE_INACTIVE:
// We have now been inactive long enough, it is time to start looking
// for motion and sleep some more while doing so.
//保持屏幕熄灭。同一时候未充电达到30min，进入此分支
//注冊一个mMotionListener。检測是否移动
//假设检測到移动。将又一次进入到ACTIVE状态
//对应代码比較直观。此处不再深入分析
startMonitoringMotionLocked();
//再次调用scheduleAlarmLocked函数。此次的时间仍为30min
//也就说假设不发生退出Doze模式的事件，30min后将再次进入到stepIdleStateLocked函数
//只是届时的mState已经变为STATE_IDLE_PENDING
scheduleAlarmLocked(mConstants.IDLE_AFTER_INACTIVE_TIMEOUT, false);
// Reset the upcoming idle delays.
//mNextIdlePendingDelay为5min
mNextIdlePendingDelay = mConstants.IDLE_PENDING_TIMEOUT;
//mNextIdleDelay为60min
mNextIdleDelay = mConstants.IDLE_TIMEOUT;
//状态变为STATE_IDLE_PENDING
mState = STATE_IDLE_PENDING;
............
break;
case STATE_IDLE_PENDING:
//保持息屏、未充电、精巧状态，经过30min后。进入此分支
mState = STATE_SENSING;
//保持Doze模式条件，4min后再次进入stepIdleStateLocked
scheduleSensingTimeoutAlarmLocked(mConstants.SENSING_TIMEOUT);
//停止定位相关的工作
cancelLocatingLocked();
mNotMoving = false;
mLocated = false;
mLastGenericLocation = null;
mLastGpsLocation = null;
//開始检測手机是否发生运动（这里应该是更仔细的側重于角度的变化）
//若手机运动过，则又一次变为active状态
mAnyMotionDetector.checkForAnyMotion();
break;
case STATE_SENSING:
//上面的条件满足后，进入此分支，開始获取定位信息
cancelSensingTimeoutAlarmLocked();
mState = STATE_LOCATING;
............
//保持条件30s，再次调用stepIdleStateLocked
scheduleAlarmLocked(mConstants.LOCATING_TIMEOUT, false);
//网络定位
if (mLocationManager != null
&& mLocationManager.getProvider(LocationManager.NETWORK_PROVIDER) != null) {
mLocationManager.requestLocationUpdates(mLocationRequest,
mGenericLocationListener, mHandler.getLooper());
mLocating = true;
} else {
mHasNetworkLocation = false;
}
//GPS定位
if (mLocationManager != null
&& mLocationManager.getProvider(LocationManager.GPS_PROVIDER) != null) {
mHasGps = true;
mLocationManager.requestLocationUpdates(LocationManager.GPS_PROVIDER, 1000, 5,
mGpsLocationListener, mHandler.getLooper());
mLocating = true;
} else {
mHasGps = false;
}
// If we have a location provider, we're all set, the listeners will move state
// forward.
if (mLocating) {
//无法定位则直接进入下一个case
break;
}
case STATE_LOCATING:
//停止定位和运动检測，直接进入到STATE_IDLE_MAINTENANCE
cancelAlarmLocked();
cancelLocatingLocked();
mAnyMotionDetector.stop();
case STATE_IDLE_MAINTENANCE:
//进入到这个case后，终端開始进入Idle状态。也就是真正的Doze模式
//定义退出Idle的时间此时为60min
scheduleAlarmLocked(mNextIdleDelay, true);
............
//退出周期逐步递增，每次乘2
mNextIdleDelay = (long)(mNextIdleDelay * mConstants.IDLE_FACTOR);
...........
//周期有最大值6h
mNextIdleDelay = Math.min(mNextIdleDelay, mConstants.MAX_IDLE_TIMEOUT);
if (mNextIdleDelay < mConstants.IDLE_TIMEOUT) {
mNextIdleDelay = mConstants.IDLE_TIMEOUT;
}
mState = STATE_IDLE;
...........
//通知PMS、NetworkPolicyManagerService等Doze模式开启。即进入Idle状态
//此时PMS disable一些非白名单WakeLock；NetworkPolicyManagerService開始限制一些应用的网络訪问
//消息处理的详细流程比較直观，此处不再深入分析
mHandler.sendEmptyMessage(MSG_REPORT_IDLE_ON);
break;
case STATE_IDLE:
//进入到这个case时，本次的Idle状态临时结束，开启maintenance window
// We have been idling long enough, now it is time to do some work.
mActiveIdleOpCount = 1;
mActiveIdleWakeLock.acquire();
//定义又一次进入Idle的时间为5min （也就是手机可处于Maintenance window的时间）
scheduleAlarmLocked(mNextIdlePendingDelay, false);
mMaintenanceStartTime = SystemClock.elapsedRealtime();
//调整mNextIdlePendingDelay。乘2（最大为10min）
mNextIdlePendingDelay = Math.min(mConstants.MAX_IDLE_PENDING_TIMEOUT,
(long)(mNextIdlePendingDelay * mConstants.IDLE_PENDING_FACTOR));
if (mNextIdlePendingDelay < mConstants.IDLE_PENDING_TIMEOUT) {
mNextIdlePendingDelay = mConstants.IDLE_PENDING_TIMEOUT;
}
mState = STATE_IDLE_MAINTENANCE;
...........
//通知PMS等临时退出了Idle状态，能够进行一些工作
//此时PMS enable一些非白名单WakeLock。NetworkPolicyManagerService開始同意应用的网络訪问
mHandler.sendEmptyMessage(MSG_REPORT_IDLE_OFF);
break;
}
}
上面的流程在凝视里面已经非常明确了。而我们在进入Deep idle时。发送了一个MSG_REPORT_IDLE_ON消息，我们看以下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。
case MSG_REPORT_IDLE_ON:
case MSG_REPORT_IDLE_ON_LIGHT: {
EventLogTags.writeDeviceIdleOnStart();
final boolean deepChanged;
final boolean lightChanged;
if (msg.what == MSG_REPORT_IDLE_ON) {
deepChanged = mLocalPowerManager.setDeviceIdleMode(true);
lightChanged = mLocalPowerManager.setLightDeviceIdleMode(false);
} else {
deepChanged = mLocalPowerManager.setDeviceIdleMode(false);
lightChanged = mLocalPowerManager.setLightDeviceIdleMode(true);
}
try {
mNetworkPolicyManager.setDeviceIdleMode(true);
mBatteryStats.noteDeviceIdleMode(msg.what == MSG_REPORT_IDLE_ON
? BatteryStats.DEVICE_IDLE_MODE_DEEP
: BatteryStats.DEVICE_IDLE_MODE_LIGHT, null, Process.myUid());
} catch (RemoteException e) {
}
if (deepChanged) {
getContext().sendBroadcastAsUser(mIdleIntent, UserHandle.ALL);
}
if (lightChanged) {
getContext().sendBroadcastAsUser(mLightIdleIntent, UserHandle.ALL);
}
EventLogTags.writeDeviceIdleOnComplete();
} break;
而禁止alarm是通过调用例如以下函数，注意參数是true。參数是true会调用mAlarmManager.setIdleUntil函数。
这样其它的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。因此其它alarm也恢复了。
可是这个时间仅仅有5分钟，又一次设置了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，手机開始推断是否进入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分钟開始进入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訪问网络，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訪问网络。它们申请的Wakelock也会被disable。
从上面的代码能够看出，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，会又一次再次回到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。系统都会又一次返回到ACTIVIE状态。
这里盗用别人的一样图。但不过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，从而禁止非白名单訪问网络。
）
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略微有点不一样。以下两篇博客又一次分析下吧。
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