App耗电量分析与优化
对用户而言，一个APP的耗电量直接影响着用户的使用体验。从开发者角度来说，一款优秀的应用，应该兼具一流的用户体验与可靠的产品质量。
手机作为一个便携的移动设备，受限于电池容量及硬件性能的限制，使得应用的性能优化变得格外重要，而耗电量优化却是常常容易被忽略的。本文将着重总结应用的耗电量分析工具与优化方法。
影响因素
硬件模块
如GPS模块、WIFI模块、屏幕、基带芯片等。处于待机状态时，各模块耗电量极少。一旦唤醒屏幕，各模块便开始继续工作。
移动数据
典型的 3G 无线电网络有三种能量状态：
- Full power：当无线连接被激活的时候，允许设备以最大的传输速率进行操作。
- Low power：一种中间状态，对电量的消耗差不多是 Full power 状态下的50%。
- Standby：最小的能量状态，没有被激活或者需求的网络连接。
每次创建一个新的网络连接，无线电波就切换到 full power 状态。在上面典型的 3G 无线电波状态机情况下，无线电波会在传输数据时保持在 full power 的状态（加上一个附加的5秒拖尾时间），再之后会经过12秒的 low power 能量状态。因此对于典型的 3G 设备，每一次数据传输的会话都会导致无线电波消耗大概20秒时间来提取电能。
频繁的网络导致无线电波迟迟无法进入休眠状态，导致电量消耗快速增长。
WakeLock
在Android系统中，为了节省电量资源，系统会通过休眠，关闭硬件等操作来降低功耗。例如在锁屏时，CPU会进入睡眠状态，后台任务停止运行，网络请求被中止。很多应用为了继续工作，使用PowerManager.WakeLock保持CPU运行，使CPU一直处于运行状态，大大增加了耗电量。
分析工具
Battery Historian
Battery Historian是Google提供的开源的电量分析工具，目前仅支持Android 5.0及以上的设备。
安装步骤参见官方文档：Battery Historian
在获取手机电量统计数据之前需清空历史数据并开启详细日志：
1 | adb shell dumpsys batterystats --reset |
1 | adb shell dumpsys batterystats --enable full-wake-history |
获取电量统计数据，注意Android7.0及以上版本获取方式有所不同
1 | #Android7.0+ |
1 | #Android6.0- |
上传数据并分析，需要注意的是Battery Historian需要科学上网才能提交分析。
横坐标代表时间范围，纵坐标参数说明请参考Android性能专项测试之battery-historian。
由下图可知，CPU一直处于运行状态，消耗了大量电量。移动数据请求频繁，无线电波持续工作，导致电量一直被消耗。
在App Selection中选择要分析的应用，在App Stats中Device estimated power use可得知APP耗电量为**8.14%**。
优化过程
经过排查，最终定位在日志上报及注册设备ID的请求过于频繁，并做以下优化。
* 降低网络请求频率，集中处理网络请求，可通过Job Scheduler来实现调度。
* 检查WakeLock唤醒锁，避免不必要唤醒操作。
* 将数据上报等非重要性工作，在WIFI下或接入电源时执行。
优化成果
在同一时间范围，对比可得可见CPU运行不再频繁，App耗电量下降至**2.62%**。
