android 休眠锁

       首先先简单介绍下Android的休眠机制,它主要是基于系统的wake_lock机制,只要系统中存在任一有效的wake_lock,系统就无法进入休眠态。wake_lock一般在关闭屏幕时,仍然需要正常运行的情况下使用,比如关闭屏幕后的听歌、传输很大的文件等功能时。同样的,当在系统关闭显示屏幕时,无任何功能业务在后台进行时,还持有wake_lock,那么此时系统耗电比较大,也是不正常的实现过程。所以wakelock在android的电源管理系统中扮演一个非常核心的角色,wakelock其实是一种系统锁的机制, 只要有程序拿着这个锁, android系统就无法进入休眠状态,wake_lock可以设置有超时的或者是没有超时的, 超时的锁会在超时时间过去后自动释放wake_lock。如果整个安卓系统没有wake_lock锁了或者超时释放了wake_lock锁, 那么系统内核就会启动标准linux的那套休眠机制机制来进入休眠。设置安卓系统的wake_lock有两种方法:

1.PowerManager pm = (PowerManager)getSystemService(Context.POWER_SERVICE);
WakeLock wakeLock = pm.newWakeLock(PowerManager.PARTIAL_WAKE_LOCK, "tag");
获取休眠锁:wakeLock.acquire(30*1000);//设置超时时间,30s后释放休眠锁,30秒亮屏时间;

wakeLock.acquire()一直持有休眠锁
判断是否持有休眠锁,并释放锁:if (wakeLock.isHeld()) {
                   wakeLock.release();}  


2.可使用 FLAG_KEEP_SCREEN_ON 替换WakeLock的方式.
this.getWindow().addFlags(WindowManager.LayoutParams.FLAG_KEEP_SCREEN_ON);//亮屏
this.getWindow().clearFlags(WindowManager.LayoutParams.FLAG_KEEP_SCREEN_ON);//灭屏

查看休眠锁的持有情况可以通过adb shell dumpsys power查看:

获取锁的情况:


释放锁的情况:


从上图可以看出获取了锁时Wake Locks size为5;当释放了锁时Wake Locks为0。

以上两种方法都可以获取到休眠锁,但是通过方法2获取的休眠锁,通过adb shell dumpsys power查看休眠锁时,并没有打印出该方法获取的锁的情况。所以写代码时,用方法二解屏显示或者常亮显示时,界面销毁时要记得调用this.getWindow().clearFlags函数。否则当业务结束后,还是很耗电,比较难定位有没有wake_lock被持有。比如上图中业务已经结束了,wake_lock已经为0了,但是系统还是很耗电要经过一段时间才会进入休眠,这个问题就是APP业务发起后this.getWindow().addFlags(WindowManager.LayoutParams.FLAG_KEEP_SCREEN_ON);结束后没有释放造成的。


               

### Android 设备休眠机制实现原理 Android休眠机制主要依赖于 Linux 内核中的电源管理功能,具体来说是通过 `suspend` 和 `resume` 来控制系统的睡眠状态。当设备处于空闲状态时,系统会尝试进入低功耗模式以节省电池消耗。这一过程涉及多个组件的协作,包括框架层、HAL 层以及内核层。 #### 主要实现细节 1. **主线程的休眠** 在 Android 中,主线程的 Looper 使用 `nativePollOnce()` 方法来监听事件队列,在没有待处理的消息时,Looper 会让线程进入等待状态,从而释放 CPU 资源[^4]。这是 Android 应用程序层面的一种节能方式。 2. **Wake Locks 的作用** Wake Lock 是一种允许应用程序阻止设备进入休眠状态的机制。它主要用于确保某些关键操作能够顺利完成而不被打断。然而,如果开发者不恰当地使用 Wake Lock,则可能导致设备无法正常进入休眠状态,进而加速电量消耗[^2]。 3. **电源状态更新逻辑** 在 Framework 层面,核心方法 `updatePowerStateLocked` 执行了一系列复杂的计算和决策流程,用于评估当前设备的状态并决定是否应该让其进入休眠模式[^1]。此函数综合考虑了屏幕亮度、CPU 需求以及其他硬件条件等因素。 4. **内核级支持** 查询可用的休眠模式可以通过访问 `/sys/power/state` 文件完成。例如执行命令 `cat /sys/power/state` 可能返回诸如 `freeze`, `mem` 这样的选项,表示不同的休眠级别[^5]。这些模式对应着不同程度的能量节约策略。 ### 常见问题及其解决方案 尽管 Android 提供了一套完善的休眠管理系统,但在实际开发过程中仍可能出现各种各样的问题: #### UDP 广播失效现象 有些情况下发现即使实现了标准网络通信协议(如基于 UDP 的广播),却在特定版本或者品牌机型上的表现异常——即发送出去的数据包未能成功抵达目标端口。经过深入研究得知这主要是由于不同厂商定制化修改所引起的行为差异所致;而且值得注意的是同样的代码片段移植到纯 Linux 环境下运作良好说明基础算法本身并无错误之处[^3]。 ##### 推荐修复措施: - 尝试调整 socket 设置参数比如设置 SO_BROADCAST 标志位; - 或者改用 TCP 协议代替作为替代方案因为后者相对更加稳定可靠不易受外部干扰影响较大程度上规避此类风险发生概率。 #### 不必要的唤醒行为 过度频繁地获取 wake lock 导致整体续航时间显著缩短成为另一个棘手难题之一。每当某个进程请求保持清醒状态超过必要限度都会间接增加总能耗水平造成不良用户体验反馈增多投诉率上升等问题浮现出来亟需得到妥善解决办法才行啊! ##### 改善建议如下所示: - 定期审查所有正在运行的应用是否存在不合理长期占用资源情况并对它们加以优化改进减少不必要的开销浪费现象继续存在下去的话将会带来更严重的后果哦亲们记得关注起来呀! ```java // 示例:如何正确申请与释放 WakeLock PowerManager powerManager = (PowerManager) getSystemService(Context.POWER_SERVICE); PowerManager.WakeLock wakeLock = powerManager.newWakeLock(PowerManager.PARTIAL_WAKE_LOCK, "MyApp::WakeLockTag"); wakeLock.acquire(60 * 1000L /* timeout in milliseconds */); // 自动超时释放 ... if(wakeLock.isHeld()) { wakeLock.release(); // 显式释放 } ```
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