Android WakeLock电源管理

本文详细介绍了Android系统中PowerManager和WakeLock的使用方法,包括如何通过PowerManager获取WakeLock来控制设备电源状态,以及如何在Activity的生命周期中合理地获取和释放WakeLock以保持屏幕亮度。同时,阐述了不同类型的Lock锁对CPU、屏幕、键盘等设备组件的影响,并强调了权限获取的重要性。

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正文

 

PowerManager.WakeLock

  PowerManager.WakerLock是我分析Standup Timer源代码时发现的一个小知识点,Standup Timer 用WakeLock保证程序运行时保持手机屏幕的恒亮(程序虽小但也做得相当的细心,考虑的很周到)。PowerManager 和PowerManager.WakerLock7用于对Android设备的电源进行管理。
  PowerManager:This class gives you control of the power state of the device.
  PowerManager.WakeLock: lets you say that you need to have the device on.
  Android中通过各种Lock锁对电源进行控制,需要注意的是加锁和解锁必须成对出现。先上一段Standup Timer里的代码然后进行说明。
代码 

privatevoid acquireWakeLock() {
if (wakeLock ==null) {
Logger.d("Acquiring wake lock");
PowerManager pm = (PowerManager) getSystemService(Context.POWER_SERVICE);
wakeLock = pm.newWakeLock(PowerManager.SCREEN_DIM_WAKE_LOCK, this.getClass().getCanonicalName());
wakeLock.acquire();
}

}


privatevoid releaseWakeLock() {
if (wakeLock !=null&& wakeLock.isHeld()) {
wakeLock.release();
wakeLock =null;
}

}

acquireWakeLock()方法中获取了 SCREEN_DIM_WAKE_LOCK锁,该锁使 CPU 保持运转,屏幕保持亮度(可以变灰)。这个函数在Activity的 onResume中被调用。releaseWakeLock()方法则是释放该锁。它在Activity的 onPause中被调用。利用Activiy的生命周期,巧妙的让 acquire()和release()成对出现。
@Override
protectedvoid onResume()
{
super.onResume();
//获取锁,保持屏幕亮度
acquireWakeLock();
startTimer();
}

代码 


protectedvoid onPause()
{
super.onPause();
synchronized(this) {
cancelTimer();
releaseWakeLock();

if (finished) {
clearState();
} else {
saveState();
}
}
}

PowerManager和WakeLock的操作步骤
  1.   PowerManager pm = (PowerManager) getSystemService(Context.POWER_SERVICE);通过 Context.getSystemService().方法获取PowerManager实例。
  2.   然后通过PowerManager的newWakeLock((int flags, String tag)来生成WakeLock实例。int Flags指示要获取哪种WakeLock,不同的Lock对cpu 、屏幕、键盘灯有不同影响。
  3.   获取WakeLock实例后通过acquire()获取相应的锁,然后进行其他业务逻辑的操作,最后使用release()释放(释放是必须的)。

关于int flags

  各种锁的类型对CPU 、屏幕、键盘的影响:

PARTIAL_WAKE_LOCK:保持CPU 运转,屏幕和键盘灯有可能是关闭的。

SCREEN_DIM_WAKE_LOCK:保持CPU 运转,允许保持屏幕显示但有可能是灰的,允许关闭键盘灯

SCREEN_BRIGHT_WAKE_LOCK:保持CPU 运转,允许保持屏幕高亮显示,允许关闭键盘灯

FULL_WAKE_LOCK:保持CPU 运转,保持屏幕高亮显示,键盘灯也保持亮度

ACQUIRE_CAUSES_WAKEUP:Normal wake locks don't actually turn on the illumination. Instead, they cause the illumination to remain on once it turns on (e.g. from user activity). This flag will force the screen and/or keyboard to turn on immediately, when the WakeLock is acquired. A typical use would be for notifications which are important for the user to see immediately.

ON_AFTER_RELEASE:f this flag is set, the user activity timer will be reset when the WakeLock is released, causing the illumination to remain on a bit longer. This can be used to reduce flicker if you are cycling between wake lock conditions.

权限获取

要进行电源的操作需要在AndroidManifest.xml中声明该应用有设置电源管理的权限。
<uses-permission android:name="android.permission.WAKE_LOCK"/>
你可能还需要
<uses-permission android:name="android.permission.DEVICE_POWER"/>


author:杨兴达; 邮箱:yangxingda1988@163.com 电话:180 1018 0585 Android 电源管理 -- wakelock机制,通过控制wakelock 实现保持pad 禁止休眠状态; Wake Lock是一种锁的机制, 只要有人拿着这个锁,系统就无法进入休眠, 可以被用户态程序和内核获得. 这个锁可以是有超时的 或者 是没有超时的, 超时的锁会在时间过去以后自动解锁。如果没有锁了或者超时了, 内核就会启动休眠的那套机制来进入休眠. PowerManager.WakeLock 有加锁和解锁两种状态,加锁的方式有两种: 第一种是永久的锁住,这样的锁除非显式的放开,否则是不会解锁的,所以这种锁用起来要非常的小心。 第二种锁是超时锁,这种锁会在锁住后一段时间解锁。 在创建了 PowerManager.WakeLock 后,有两种机制,第一种是不计数锁机制,另一种是计数锁机制。可以通过 setReferenceCounted(boolean value) 来指定,一般默认为计数机制。这两种机制的区别在于,前者无论 acquire() 了多少次,只要通过一次 release()即可解锁。而后者正真解锁是在( --count == 0 )的时候,同样当 (count == 0) 的时候才会去申请加锁。所以 PowerManager.WakeLock 的计数机制并不是正真意义上的对每次请求进行申请/释放每一把锁,它只是对同一把锁被申请/释放的次数进行了统计,然后再去操作。 源码 位置:frameworks/base/core/java/android/os/PowerManager.java ++++++++++++++++++++++++ 讲述 应用层 申请的锁 怎么传到kernel下面的,来理解 整个wakelock的框架。 比如android跑起来之后 在 /sys/power/wake_lock 下面的PowerManagerService 的生成过程。 1).应用程序申请锁 Android 提供了现成 android.os.PowerManager 类 , 类中 提供newWakeLock(int flags, String tag)方法 来取得 应用层的锁, 此函数的定义 frameworks/base/core/java/android/os/PowerManager.java 应用程序 在申请wake_lock时 都会有调用以下 部分。 实例: PowerManager pm = (PowerManager)getSystemService(Context.POWER_SERVICE); PowerManager.WakeLock wl = pm.newWakeLock(PowerManager.SCREEN_DIM_WAKE_LOCK, “MyTag”); wl.acquire();//申请锁,这里会调用PowerManagerService里面acquireWakeLock() *********************** wl.release(); //释放锁,显示的释放锁,如果申请的锁不在此释放,系统就不会进入休眠。 ====================================== 2). frameworks层 /frameworks/base/services/java/com/android/server/PowerManagerService.java这个类是来管理 所有的应用程序 申请的wakelock。比如音视、频播放器、camera等申请的wakelock 都是通过这个类来 管理的。 static final String PARTIAL_NAME ="PowerManagerService" nativeAcquireWakeLock(PARTIAL_WAKE_LOCK_ID, PARTIAL_NAME); 上面 这个函数调用Power类 里面的 acquireWakeLock(),此时的PARTIAL_NAME作为参数传递到底层去。 public static native void nativeAcquireWakeLock(int lock, String id); 注:在PowerManagerService 类中没有实现nativeAcquireWakeLock,其实现体在 frameworks/base/core/jni/android_os_Power.cpp中,所以nativeAcquireWakeLock()方法时会调用JNI下的实现方法。 3).JNI层的实现 路径:frameworks/base/core/jni/android_os_Power.cpp // static void acquireWakeLock(JNIEnv *env, jobject clazz, jint lock, jstring idObj) { ************** const char *id = env->GetStringUTFChars(idObj, NULL); acquire_wake_lock(lock, id); env->ReleaseStringUTFChars(idObj, id); } 注:在acquireWakeLock()中调用了 路径下hardware/libhardware_legacy/power/power.c下面的acquire_wake_lock(lock, id) 4).与kernel层的交互 在power.c下的acquire_wake_lock(lock, id)函数如下: int acquire_wake_lock(int lock, const char* id) { ************** return write(fd, id, strlen(id)); } 注: fd就是文件描述符,在此 表示”/sys/power/wake_lock” id就是从PowerManagerService类中传下来的参数即:PARTIAL_NAME = "PowerManagerService" 到此 就是通过 文件系统 来与kernel层 交互的地方。 +++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ PowerManager类被应用程序调用,控制电源设备状态切换: PowerManager类对外有三个接口函数: 1、void goToSleep(long time); //强制设备进入Sleep状态 Note:在应用层调用该函数, 应用需要 在 源码下编译,用系统签名,否则 调用 此函数 出错; 2、newWakeLock(int flags, String tag);//取得相应层次的锁 flags参数说明: PARTIAL_WAKE_LOCK :保持CPU 运转,屏幕和键盘灯是关闭的。 SCREEN_DIM_WAKE_LOCK :保持CPU 运转,允许保持屏幕显示但有可能是灰的,关闭键盘灯 SCREEN_BRIGHT_WAKE_LOCK :保持CPU 运转,保持屏幕高亮显示,关闭键盘灯 FULL_WAKE_LOCK :保持CPU 运转,保持屏幕高亮显示,键盘灯也保持亮度 ACQUIRE_CAUSES_WAKEUP: 一旦有请求锁时,强制打开Screen和keyboard light ON_AFTER_RELEASE: 在释放锁时reset activity timer Note: 如果申请了partial wakelock,那么即使按Power键,系统也不会进Sleep,如Music播放时 如果申请了其它的wakelocks,按Power键,系统还是会进Sleep 3、void userActivity(long when, boolean noChangeLights);//User activity事件发生,设备会被切换到Full on的状态,同时Reset Screen off timer. PowerManager和WakeLock的操作步骤 PowerManager pm = (PowerManager) getSystemService(Context.POWER_SERVICE);通过 Context.getSystemService().方法获取PowerManager实例。 然后通过PowerManager的newWakeLock ((int flags, String tag)来生成WakeLock实例。int Flags指示要获取哪种WakeLock,不同的Lock对cpu 、屏幕、键盘灯有不同影响。 获取WakeLock实例后通过acquire()获取相应的锁,然后进行其他操作,最后使用release()释放(释放是必须的)。 Note: 1. 在使用以上函数的应用程序中,必须在其Manifest.xml文件中加入下面的权限: <uses-permission android:name="android.permission.WAKE_LOCK" /> <uses-permission android:name="android.permission.DEVICE_POWER" /> 2. 所有的锁必须成对的使用, 如果申请了而没有及时释放,会造成系统故障。如申请了partial wakelock,而没有及时释放, 那系统就永远进不了Sleep模式.
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