【原创】Android 耗电信息统计服务——BatteryStats源码分析（一）_batteryexternalstatsworker

Android 耗电信息统计服务——BatteryStats源码分析（一）

概述

Android 中关于耗电的统计一般是关于功耗分析的重要信息，Bettery-historian工具也是依托于解析BatteryStats 的dump 信息来提供界面直观分析，并且电池电量耗费的源头实在太多，基本Android 设备上任何一个活动都会引起电池电量的消耗，Android 在统计电量上也在不断完善，不断的在更新，具体化耗电详情。耗电名单在主要记录在BatterySipper里面，虽然在源码中他并没有集成在service 端，实在frameworks/base/core 下，但是谷歌开放sdk 中并没有公开电量统计的API 或者文档，但是并不代表没有，因为安全中心->省电优化→耗电排行 中就是通过app 能显示出耗电详情排行，所以我们将从这个入口开始分析Android 是如何记录设备电池的耗电详情信息的

BatteryStats服务架构设计

由于系统中形形色色，所有的活动都会耗电，所以BatteryStats服务也是相当的复杂，所以首先我们需要摸清楚该服务的架构设计，以此来切入分析，我们首先来看一下BatteryStats 电池电量统计服务的架构图:

从图中我们可以看出整个电池管理服务的大概架构是如何的。那么这里面的每个类所担当的角色是怎样的呢？
BatteryStats: 这是一个抽象类，在我看来也算是整个电池信息统计服务的架构核心类，这里面定义了很多内部类：
Timer （记录时间信息状态）；
ControllerActivityCounter（统计无线电数据传输，接受，以及idle状态）；
Counter(记录计数信息的状态。如Alarm,Wakelock 等统计计数)；
LongCounter（针对长期持续的活动统计，如屏幕亮灭，插拔充电等）；
UID（针对App Uid 统计信息）：
Uid由于是统计app 的耗电量，所以其还定义内部类：Wakelock (统计应用申请Wakelock 的情况)，Sensor(统计应用使用sensor的情况)，Proc(统计应用进程的信息)，Pkg(统计应用包的信息，内部类Serv（统计该包名下服务的信息）)；

BatteryStatsImpl :为整个电池信息统计服务的计算核心类，虽然该类是在frameworks/base 端（并非放在services 端），但是从分析该服务源码能看出来，BatteryStatsServices 虽然是system_server 中一个服务，但是实际上该服务只是一个空壳（后面即将讲到），所有的电池耗电信息相关计算都是在BatteryStatsImpl 中实现的，该类继承自BatteryStats，并且实现了BatteryStats 中定义的所有的抽象类以及计算方法。

BatteryStatsHelper : 是BatteryStatsImpl 计算的一个辅助类，主要是提供给应用（比如设置，安全中心，360等）来展示耗电信息，这里面的定义了软件类和硬件耗电信息的计算类***PowerCalculator，并且提供获取耗电信息列表方法getUsageList()

BatterySipper: 英文解释为：电池吸管，这个类的对象才是每个耗电的实体项统计，在安全中心中耗电排行中，每一个耗电项都是一个BatterySipper对象。

以上对BatteryStats 服务中各个相关的类以及其作用做了一个大致的解释，那么其服务是怎么统计的呢，我们继续来一步一步剖析源码

服务启动

BatteryStats 服务是在AMS 的构造函数中启动的

ActivityManagerService 构造函数中：

mBatteryStatsService = new BatteryStatsService(systemContext, systemDir, mHandler);
mBatteryStatsService.getActiveStatistics().readLocked();
mBatteryStatsService.scheduleWriteToDisk();
mOnBattery = DEBUG_POWER ? true
        : mBatteryStatsService.getActiveStatistics().getIsOnBattery();
mBatteryStatsService.getActiveStatistics().setCallback(this);
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在AMS 构造函数中创建BatteryStatsService 的对象，并且开始读取统计文件里已经保存的统计信息。并且开始异步 的去记录信息，设置Callback

BatteryStatsService初始化:

BatteryStatsService(Context context, File systemDir, Handler handler) {
    // BatteryStatsImpl expects the ActivityManagerService handler, so pass that one through.
    mContext = context;
    mUserManagerUserInfoProvider = new BatteryStatsImpl.UserInfoProvider() {
        private UserManagerInternal umi;
        @Override
        public int[] getUserIds() {
            if (umi == null) {
                umi = LocalServices.getService(UserManagerInternal.class);
            }
            return (umi != null) ? umi.getUserIds() : null;
        }
    };
    mStats = new BatteryStatsImpl(systemDir, handler, this, mUserManagerUserInfoProvider);
    mWorker = new BatteryExternalStatsWorker(context, mStats);
    mStats.setExternalStatsSyncLocked(mWorker);
    mStats.setRadioScanningTimeoutLocked(mContext.getResources().getInteger(
            com.android.internal.R.integer.config_radioScanningTimeout) * 1000L);  //设置RadioScanningTimeout 值（0 * 1000L）
    mStats.setPowerProfileLocked(new PowerProfile(context)); //设置PowerProfile(电池基本参数信息)。
}

    public void publish() {
        ServiceManager.addService(BatteryStats.SERVICE_NAME, asBinder());
    }
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1.在构造函数中，使用BatteryExternalStatsWorker 内部统计集合来收集电池耗电信息了（8.1之前的是创建一个新的线程batterystats-sync用来记录电池电量信息） ，从AMS中传过来的mHandler(ActivityManager线程)给BatteryStatsImpl 用于记录wakelock，PowerChange，charging 等信息。设置外部硬件统计对象mWorker
2.在AMS 中onStart()函数中调用BatteryStatsService.publish() ，将batterystats 服务注册到system_server 进程中。可以看到在publish 中逻辑:3.将batterystats 服务添加到ServiceManager 中。

我们这里需要重点关注BatteryStatsImpl 的初始化，因为从以上分析来看虽然电量统计服务是system_server进程中的一个服务，但是其主要只是一个proxy 的作用，整体的计算工作还是交给BatteryStatsImpl 去做的，所以BatteryStatsImpl 才是整个耗电信息的计算核心类。

BatteryStatsImpl 构造函数

private BatteryStatsImpl(Clocks clocks, File systemDir, Handler handler,
        PlatformIdleStateCallback cb,
        UserInfoProvider userInfoProvider) {
    init(clocks);

    if (systemDir != null) {
        mFile = new JournaledFile(new File(systemDir, "batterystats.bin"),
                new File(systemDir, "batterystats.bin.tmp"));
    } else {
        mFile = null;
    }
    mCheckinFile = new AtomicFile(new File(systemDir, "batterystats-checkin.bin"));
    mDailyFile = new AtomicFile(new File(systemDir, "batterystats-daily.xml"));
    mHandler = new MyHandler(handler.getLooper());
    mStartCount++;
    mScreenOnTimer = new StopwatchTimer(mClocks, null, -1, null, mOnBatteryTimeBase);
    mScreenDozeTimer = new StopwatchTimer(mClocks, null, -1, null, mOnBatteryTimeBase);
........
    initDischarge();
    clearHistoryLocked();
    updateDailyDeadlineLocked();
    mPlatformIdleStateCallback = cb;
    mUserInfoProvider = userInfoProvider;
}
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构造函数大概干了几件事：
1.传入的mClocks 为AMS 启动时候创建的SystemClock。
2. 在/data/system/ 下创建 batterystats.bin 文件和其备份文