Android性能测试之耗电量测试

参考文章:

1，http://bbs.mumayi.com/thread-3891680-1-1.html:

2，http://www.bubuko.com/infodetail-1151349.html:对最新的android6 耗电量获取方法做了说明；

3，http://www.cnblogs.com/hyddd/p/4402621.html ：深入浅出Android App耗电量统计

4，http://blog.sina.com.cn/s/blog_a6559d920101k0av.html：android底层电量分析；

5，http://blog.csdn.net/jiangwei0910410003/article/details/25994337：Android中的隐藏API和Internal包的使用之获取应用电量排行

5.http://blog.csdn.net/tangdl86/article/details/46958175 ：分析了android4.0以上版本耗电量获取的方法，能够准确获取耗电量各个纬度的信息，但是由于android系统的碎片化，先不能支持android4.4以及部分其他设备；

6. http://blog.csdn.net/w263044840/article/details/45338645 ： android常见耗电量监控工具做测试时的优缺点

android APP耗电量基本概念：

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。

扒开源代码瞧了一下，发现这里别有洞天！Android其实很早就开始做耗电量的统计，已经取得了长足的进步，比linux的耗电量统计强了不止一个等级。google一直不开放相关的API, 可能是因为这个功能还不成熟吧。对比了一下Android4.1, android4.4, android5.1的源代码， 发现思路是一致的， 但后面的版本比前面的版本更加细致， 且使用的类也有所变化。 为简单起见，这里以androd5.1版本为例进行讲解。相关的源码我会和本文一起打包， 有兴趣的同学可以看一下。

代码的入口，当然是“设置”中的“电池”界面啦。为了省事，大家直接看这个包“com.android.settings.fuelgauge”， 优先看里面的PowerUsageSummary类。它的注释这样写到：“Displaysa list of apps and subsystems that consume power, ordered by how much power wasconsumed since the last time it was unplugged.” 大意是说， 将应用自从上次拔下USB线后的耗电量排成列表。 我们就从这里一步步深入代码。

（这段注释有问题，android4.4以前的系统默认以上次拔下USB线为起点计算耗电量，而android4.4-5.1是以上次充满电为起点）

PowerUsageSummary类的作用，是筛选耗电量最多的前10个应用，并且展示。真正计算耗电量数据的，是com.android.internal.os.BatteryStatsHelper， 它计算所有应用的耗电。这个计算方法很有趣， 有点象在超市购物： 有一张“价格表”，记录每种硬件1秒钟耗多少电。有一张“购物清单”，记录apk使用了哪几种硬件，每种硬件用了多长时间。假设iTest这款apk累计使用了60秒的cpu，cpu1秒钟耗1mAh。那iTest本次就占用了60mAh的电。实际的算法比这个例子复杂很多。有兴趣的同学可以查看BatteryStatsHelper类的processAppUsage方法。

从这里可以看出，android自带的耗电量统计的准确性，受两个大方面的因素影响：

一是那张“价格表”，由PowerProfile类提供。手机的硬件是各不相同的，所以每一款手机都会有一张自己的“价格表”。这张表的准确性由手机厂商负责，所以，尽量用大厂的机子，并且只使用该厂商提供的Android系统。 

 

二是那张“购物清单”，这是Android的BatteryStatsService类提供的。上文说到的BatteryStatsHelper类使用AIDL调用BatteryStatsService类的getStatisticsStream方法获取相关数据。

今天老大安排一个任务叫我获取手机中应用耗电排行(时间是前天晚上7点到第二天早上10点)，所以在网上各种搜索，没想到这种资料还是很多的，发现了一个主要的类：PowerProfile，但是可以的是，这个类没有曝光给我们开发者，所以我们不能调用它

那怎么办呀？，还是有办法的，这个类是藏在：com.android.internal.os.PowerProfile

com.android.internal.os.PowerProfile.PowerProfile这个类就是负责解析记录文件，我们可以创建一个它的对象，通过该对象来获取具体信息。具体耗电计算比较复杂

下面来看一下案例：Demo是对2.3.3的settings源码修改的

(Demo下载地址：http://download.csdn.net/detail/jiangwei0910410003/7357717)

主要是给那些没有研究过这部分源码的同学。
settings中获取手机电量排行的原理主要是通过读取电池记录文件来实现的。主要用到了android.os.BatteryStats这个隐藏类和com.android.internal这特殊的个包。
隐藏类都好解决，主要是internal包，该包不但android.jar中没有，及时你找到该包，把它放到android.jar中，你会发现也是用不了的。原因是ADT对这个包加了限制。不让使用。

一种解决办法是修改ADT，将该限制去掉。(这种方式是很难实现的)
另外一种就是不把internal放到android.jar中，把他单独作为一个包导入到工程中，这样就不会被限制了

我们采用第二种方案去解决，这种方法也是最简单的

就是将这个包直接导入我们的工程，在工程中就可以使用隐藏API和Internal包了。
我们可以使用该包单独做一个平台，这在后面再讲。

注意：该包不能直接放在libs目录里面，请放到其他地方。因为ADT屏蔽了Internal包，直接放在libs下ADT会检测到。且放在外面的文件是不会打包到我们的apk文件中的，所以还可以减小了apk文件的体积。同理得出非系统包就一定要放在libs下，否则程序运行的时候就会报找不到包的错误。

下面就来看看到底如何制作这个jar包：

首先我们要明白为什么隐藏API（有@hide标记）和Internal包不能使用。

当我们使用android的SDK进行开发的时候都会用到一个非常重要的jar文件--android.jar(Android SDK目录/platforms/platform-X/android.jar，X是API等级)。这个包中移除了所有被标记的尾@hide的类、方法、枚举、字段和Internal包。当我们的程序在设备上运行的时候会加载设备上的一个framework.jar的文件，它包含了移除的部分。

所以我们的思路是想办法得到framework.jar将那些缺少的API拿出来放到android.jar中。当然这些都可以通过编译源码来解决，但那样太过麻烦。下面我介绍一种简单的方法来获取这些内容。