1 耗电原因

• app消耗电量的体现，为以下各模块的耗电

屏幕、CPU、相机、闪光灯、音频、视频、蓝牙、modem、wifi、gps

• 单位耗电量排序

相机(平均1152mAh) > modem(最高604mAh) > wifi(发数据370mAh) > CPU(最高频率290mAh) > 屏幕(最亮240mAh) > 音频(75mAh) > 视频(50mAh) > GPS(49mAh) > 蓝牙(8mAh)

2 日志内容

• 导出日志的命令

adb shell dumpsys batterystats > batterystats.txt

• 日志片段

Battery History (2% used, 11KB used of 512KB, 102 strings using 9638):
                    0 (10) RESET:TIME: 2019-02-18-15-49-33
                    0 (1) 034 status=charging health=good plug=usb temp=330 volt=3768 charge=948 +running +wake_lock +mobile_radio +screen +plugged data_conn=lte phone_signal_strength=excellent brightness=medium +wifi_running +wifi +usb_data wifi_signal_strength=4 wifi_suppl=disconn gps_signal_quality=good
                    0 (2) 034 proc=1000:"com.xiaomi.joyose"
                    0 (2) 034 proc=1000:"com.goodix.fingerprint"
                    0 (2) 034 proc=u0a150:"com.tencent.mobileqq"
                    0 (2) 034 proc=u0a211:"com.miui.systemAdSolution"
                    0 (2) 034 proc=1001:"com.android.phone"
                    0 (2) 034 proc=1000:"com.miui.contentcatcher"
                    0 (2) 034 proc=u0a196:"com.sohu.inputmethod.sogou"
                    0 (2) 034 proc=u0a3:"com.lbe.security.miui"
                    0 (2) 034 proc=1000:"com.miui.wmsvc"

• 整个日志的结构大致如下

  
  
  image.png

* Battery History: 耗电统计的历史记录，每一条记录以HistoryItem的形* 式存在
* Per-PID Stats: 每个进程唤醒工作的时间
* Discharge step durations: 每掉一隔电的时间点和设备的状态
* Daily stats: 以天为单位展示每掉一隔电的时间点和设备状态
* Statistics since last charge: 从上次充电以来的统计详情，包含很多子板块
     * Cellular Statistics: 移动数据网络状态和使用情况
     * Wifi Statistics: WIFI的网络状态和使用情况
     * Bluetooth: 蓝牙在不同工作状态下的使用情况
     * Estimated power use (mAh): 近似计算出的各个用户(uid)的耗电量，一个APK通常对应到一个用户，当然，也有多个APK共享一个用户的情况

2-1 Battery History

batterystats会被动(push)或主动(pull)的获取电量统计信息，每一次都会将获取到的信息记录下来，每一条信息会以HistoryItem对象的形式保存在一个缓冲区。整个Battery History的日志结构如下图所示:

image.png

HistoryItem可以理解为一次记录耗电变化的动作，因此，它被设计为命令的方式，每生成一个HistoryItem，就相当于发起了一次耗电统计的命令。HistoryItem详细的描述了在某一个时刻，影响耗电的各因素所在的状态，是分析功耗问题重要的依据。随着待机时间的延长，HistoryItem对象的数量就越多，因此，整个电量统计日志可能很大篇幅都被Battery History占据了，下面就详细地剖析其中意义。

• 第一行

Battery History (2% used, 11KB used of 512KB, 102 strings using 9638):

用于存储HistoryItem的缓存并非无限大，Android默认为512KB，此处使用了11KB，所以使用率为2%。另外，因为日志中频繁出现的也是一些固定的字符串，为了节省空间，统计信息都是以极简的格式存储，所以，此处还有一个字符串的缓存。

• 第二行

0 (10) RESET:TIME: 2019-02-18-15-49-33

这是第一条HistoryItem记录: RESET命令。RESET表示重新开始一个时间段的电量统计。为什么需要RESET呢? 因为在统计之前可能是充电状态, 停止充电后才有统计的必要。

• 0: 表示当前开始统计的起点时间
• (10): 从缓存中读取的子节数
• RESET命令，该处可能出现的另外命令还有START(开机时的统计记录)，SHUTDOWN(关机时的统计记录)，OVERFLOW(缓冲区溢出的记录)。 RESET和START命令会打印出当前的时间，即TIME: 2019-02-18-15-49-33

• 第三行

0 (1) 034 status=charging health=good plug=usb temp=330 volt=3768 charge=948 +running +wake_lock +mobile_radio +screen +plugged data_conn=lte phone_signal_strength=excellent brightness=medium +wifi_running +wifi +usb_data wifi_signal_strength=4 wifi_suppl=disconn gps_signal_quality=good

• 100 当前电量百分值，随着时间的推移，这个值会逐渐减少
• status: 充电状态(unknown未知状态，charging充电状态，discharging放电状态，not-charging没有充电，full已充满)
• health: 电池状态(unknown未知状态，good正常，overheat过热，dead已坏，over-voltage电压过高，cold过冷)
• plug: 插拔连接状态(none未插拔，ac交流电，usb数据线，wireless无线连接)
• temp: 电池温度
• volt: 电池电压
• state: 主动记录的影响耗电的硬件工作状态，这些状态从字面意思就能理解

• 部分状态前面会带上+或者-，+表示进入状态，-表示离开状态，譬如: +running表示CPU进入运行状态，-wakelock表示释放锁
• 部分状态设置了状态值。譬如: phone_signal_strength=great表示当前手机信号很强

• wakeup_reason: 如果存在，则会打印唤醒的理由
• event: 被动通知的影响耗电的事件，event会带上事件源的uid

• 部分事件前面会带上+或者-，+表示进入事件，-表示离开事件，譬如: +top=u0a70:”com.test.mygame”表示当前进入显示的界面为com.test.mygame，事件源的uid为u0a70
• 所有事件都有一个描述值，即=右边的内容

• 第四、五行

0 (2) 034 proc=1000:"com.xiaomi.joyose"
0 (2) 034 proc=1000:"com.goodix.fingerprint"

这是第三条和第四条HistoryItem记录，分别记录了两个事件(event)，Android系统进程启动完成时会通知batterystats

• 第六、七行。。。

0 (2) 100 alarm=u0a165:"*walarm*:com.alipay.mobile.healthcommon.broadcast.TIME_TO_COUNT_STEP"
+3ms (2) 100 stats=0:"screen-state"
+10ms (2) 100 +camera +wake_lock_in=1000:"*vibrator*"
+17ms (2) 100 +alarm=1000:"*alarm*:android.intent.action.TIME_TICK"
+19ms (2) 100 +wake_lock_in=1000:"*alarm*:android.intent.action.TIME_TICK"
+21ms (2) 100 +wake_lock_in=1001:"*telephony-radio*"
+23ms (2) 100 +wake_lock_in=u0a140:"*telephony-radio*"
+23ms (2) 100 +wake_lock_in=u0a149:"*telephony-radio*"
+24ms (2) 100 -wake_lock_in=1001:"*telephony-radio*"
+27ms (2) 100 -wake_lock_in=u0a140:"*telephony-radio*"
+27ms (2) 100 +wifi_scan -wake_lock_in=u0a149:"*telephony-radio*"
+52ms (2) 100 +wake_lock_in=1027:"NfcService:mRoutingWakeLock"
+73ms (3) 100 +audio -wake_lock_in=1000:"*vibrator*"
......

剩下的HistoryItem记录，用时间序记录了耗电过程，整个过程其实就是硬件状态和耗电事件交替发生变化。随着时间的推移，系统在睡眠中会被唤醒，CPU开始运转，camera唤醒，wifi扫描，这些都直接反映到了上述日志中。

2-2 Per-PID Stats

每个进程wakelock的持锁时间

Per-PID Stats:
  PID 0 wake time: +2s728ms
  PID 1333 wake time: +8s574ms
  PID 1923 wake time: 0
  PID 1333 wake time: +6ms
  PID 2088 wake time: +50ms
  PID 2096 wake time: +7s369ms
  PID 3769 wake time: +87ms
  PID 0 wake time: +12s857ms
  PID 1333 wake time: +2ms

日志中会看到一些重复的PID，因为这份日志是按照uid来归类的(但并没有把uid打印出来)，表达的是一个uid关联到的所有进程持有wakelock的时间。

2-3 Discharge step durations:

每隔电的掉电时间和设备状态
Discharge step durations:
  #0: +1m42s403ms to 97 (screen-on, power-save-off, device-idle-off)
  #1: +1m21s919ms to 98 (screen-on, power-save-off, device-idle-off)\

第#0条记录，表示用了1分42秒的时间，电量从98%已经掉到97%，手机此时的状态是：不在省电状态(power-save-off)，也不在空闲状态(device-idle-off)。 当然，在掉电的过程中，手机还可能处于其他状态：

• screen-on/scree-off：屏幕是否点亮。如果我们发现日志中，screen-on这个状态高频出现，那说明手机处于比较耗电的状态中。
• power-save-on/power-save-off：是否开启省电模式。在设置中，可以打开手机进入省电模式的开关，在省电状态下，手机会降低运行性能、禁止一些后台服务(譬如收邮件、定位等)。默认情况下，该开关是关闭的，既手机处于power-save-off的状态。
• device-idle-on/device-idle-off：是否处于空闲状态。从Android M(6.0)开始，就引入了Doze模式，简单来说，就是手机满足一定的条件(灭屏、静止、没有充电)时，就会进入到一种休眠状态(IDLE)，在这种状态下，所有CPU、网络、外设的使用请求都会被搁置。在深度休眠一段时间后，手机又会被唤醒，留出一小段窗口期(IDLE_MAINTAINESS)，执行之前搁置的请求。

2-4 Daily stats

以天为单位，展示每隔电的掉电时间和设备状态。这一部分日志的含义与上面相同，仅仅加了一个分类，不再赘述。

2-5 Statistics since last charge

自从上次充电以来的电量统计，既最近一次拔下充电线，仅仅使用手机电池的统计。这一部分日志是重点，包含很多方面的信息。

我们先来看整个耗电的统计概览：

Statistics since last charge:
   System starts: 0, currently on battery: false
   Estimated battery capacity: 2679 mAh
   Min learned battery capacity: 2863 mAh
   Max learned battery capacity: 2863 mAh
   Time on battery: 5m 45s 235ms (99.2%) realtime, 5m 45s 235ms (100.0%) uptime
   Time on battery screen off: 0ms (0.0%) realtime, 0ms (0.0%) uptime
   Time on battery screen doze: 0ms (0.0%)
   Total run time: 5m 47s 923ms realtime, 5m 47s 922ms uptime
   Discharge: 62.7 mAh
   Screen off discharge: 0 mAh
   Screen doze discharge: 0 mAh
   Screen on discharge: 62.7 mAh
   Device light doze discharge: 0 mAh
   Device deep doze discharge: 0 mAh
   Start clock time: 2019-02-19-15-51-04
   Screen on: 5m 45s 235ms (100.0%) 0x, Interactive: 5m 45s 235ms (100.0%)
   Screen brightnesses:
     dim 5m 45s 235ms (100.0%)
   Connectivity changes: 3
   Total full wakelock time: 2s 272ms

• System starts：手机重启次数，currently on battery：当前是否正在使用电池
• Estimated battery capacity：电池总容量
• Time on battery：电池使用时间。这个有两个时间：

• realtime：正常流逝的时间，通常把这个时间叫做“墙上时间(walltime)”，就像挂在墙上的时钟一样，走过了一小时就是小时
• uptime：CPU工作的时间。“墙上时间”经过一小时，但CPU可能就工作了一分钟，其他时间CPU都在休眠
  这两个时间结合在一起，就能够知道休眠率： (realtime-uptime)/realtime，既手机休眠的时间占整个待机时间的比率。休眠率越高，就表明越省电。

• Time on battery screen off：在灭屏状态下，电池的使用时间。通常，在灭屏时，我们希望手机可以快速进入休眠状态，所以，这里计算出的休眠率使我们考察耗电问题的重要指标
• Time on battery screen doze：在Doze状态下，电池的使用时间
• Total run time：总共的电池使用时间
• Discharge：放电量，既总共使用的电量
• Screen off discharge：灭屏状态下的放电量
• Screen doze discharge：Doze状态下的放电量
• Screen on discharge：亮屏状态下的放电量
• Start clock time：开始电量统计的时刻
• Screen brightnesses：屏幕在不同亮度下的时间
• Total partial wakelock time：应用层持有wakelock的总时间

2-5-1 Estimated power use

计算得到，不同硬件和应用的耗电情况排行

Estimated power use (mAh):
    Capacity: 3400, Computed drain: 44.9, actual drain: 68.0-102
    Unaccounted: 23.1 ( ) Including smearing: 0 ( ) Excluded from smearing
    Screen: 19.6 Excluded from smearing
    Uid u0a124: 16.0 ( cpu=4.38 radio=11.6 wifi=0.00580 gps=0.00936 sensor=0.000149 ) Including smearing: 18.0 ( proportional=1.94 )
    Uid 1000: 4.02 ( cpu=3.85 radio=0.00146 wifi=0.00575 sensor=0.0000303 camera=0.158 ) Excluded from smearing
    Uid 0: 2.02 ( cpu=1.81 radio=0.206 wifi=0.00166 ) Excluded from smearing
    Idle: 0.467 Excluded from smearing
    Uid u0a18: 0.304 ( cpu=0.113 radio=0.191 ) Including smearing: 0.341 ( proportional=0.0369 )
    Uid 1052: 0.300 ( cpu=0.00173 radio=0.299 ) Excluded from smearing
    Wifi: 0.299 ( cpu=0.0266 wifi=0.272 ) Including smearing: 0.335 ( proportional=0.0363 )
    Cell standby: 0.291 ( radio=0.291 ) Excluded from smearing
    Uid 1051: 0.256 ( radio=0.256 ) Excluded from smearing

• Capacity: 电池容量, Computed drain: 计算得到的耗电量, actual drain: 实际耗电量。本例中，计算得到的耗电量(44.9mAh)竟然是实际耗电量(68.0~102mAh)的10几倍，进一步说明耗电统计只是一个近似计算
• Cell standby：射频待机的耗电量。正是由于这里计算出了26122mAh的耗电量，导致总体计算值出现了很大的偏差。为什么会计算出这么大的值呢？要么是单位电流值配置出错了，要么是使用时间计算出错了
• Bluetooth：蓝牙使用的耗电量。
• Uid XXX：一个Uid的耗电量，可以近似理解为一个应用的耗电量。在高版本的日志中，会再进行细分，括号中cpu=4.38 radio=11.6 wifi=0.00580 gps=0.00936 sensor=0.000149，就表明一个应用使用cpu的电量是4.38mA，使用传感器的耗电量是0.000149mAh等

这一部分日志是按照耗电量的从大到小排序的，通常我们只需关注头部耗电占比严重的模块