AOSP12_BatteryStats统计电池数据信息

前言

BatteryStats模块主要用于设备在电池供电是系统对各个模块电量使用的统计，Android提供的Battery Historain工具就是对此模块统计的数据进行解析和展示。

一 BatteryStats模块类图

模块主要类图如下：见根目录的模块类图

• BatteryStats：抽象类，本模块的核心类，主要定义多个内部类，内部类主要包括Uid、Timer等；

• BatteryStatsImpl：核心实现类，负责电池数据的统计计算，其实现亮BatteryStats中所有的抽象内部类，这些类用于不同统计实现；

• Uid：针对每个进程的uid设置，用于统计不同uid下进程的耗电数据，如wakelock、sensor、Proc等数据；

• BatteryStatsService：系统中battersystats服务，提供binder接口，但电池数据计算工作是在BatteryStatsImpl中；

• BatteryStatsHelper：负责计算软件和硬件等各个模块的耗电数据，提供给设置、手机管家等模块展示；

• BatterySipper：表示每一个耗电模块的数据统计。

二 BatteryStats启动过程

BatteryStats服务是在AMS中启动，其启动时序图如下： ActivityManagerService->BatteryStatsService:new BatteryStatsService->BatteryStatsImpl:new & setPowerProfileLocked ActivityManagerService->BatteryStatsService:initPowerManagement

2.1 初始化BatteryStatsService

ActivityManagerService->BatteryStatsService:new

在AMS的构造函数中初始化BatteryStatsService对象，读取统计文件中已经保存的信息，同时开启异步信息记录，设置回调，在AMS的onStart中发布服务。 BatteryStatsService构造函数主要初始化Handler、耗电统计和计算类BatteryStatsImpl，设置耗电参考指标参数等。

--javascripttypescriptshellbashsqljsonhtmlcssccppjavarubypythongorustmarkdown

    public ActivityManagerService(Context systemContext, ActivityTaskManagerService atm) {...// TODO: Move creation of battery stats service outside of activity manager service.mBatteryStatsService = new BatteryStatsService(systemContext, systemDir,BackgroundThread.get().getHandler());mBatteryStatsService.getActiveStatistics().readLocked();mBatteryStatsService.scheduleWriteToDisk();mOnBattery = DEBUG_POWER ? true: mBatteryStatsService.getActiveStatistics().getIsOnBattery();mBatteryStatsService.getActiveStatistics().setCallback(this);...}BatteryStatsService(Context context, File systemDir, Handler handler) {...HandlerThread = new HandlerThread("batterystats-handler");mHandlerThread.start();mHandler = new Handler(mHandlerThread.getLooper());mStats = new BatteryStatsImpl(systemDir, handler, this,this, mUserManagerUserInfoProvider);mWorker = new BatteryExternalStatsWorker(context, mStats);mStats.setExternalStatsSyncLocked(mWorker);mStats.setRadioScanningTimeoutLocked(mContext.getResources().getInteger(com.android.internal.R.integer.config_radioScanningTimeout) * 1000L);mStats.setPowerProfileLocked(new PowerProfile(context));mStats.startTrackingSystemServerCpuTime();...}

2.2 BatteryStatsImpl初始化：

1. 创建存储文件、校准文件和每日文件；

2. 创建handler信息，注此looper为AMS提供；

3. 初始化各类型timer和counter，每一种类型的对应一类事件。

工具类主要有三类，

• StopwatchTimer负责计时统计

• LongSamplingCounter负责计数、

• ControllerActivityCounterImpl包含多个负责计数的类对象，比如数据收发包统计

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    public BatteryStatsImpl(Clocks clocks) {...if (systemDir == null) {mStatsFile = null;mBatteryStatsHistory = new BatteryStatsHistory(mHistoryBuffer);} else {mStatsFile = new AtomicFile(new File(systemDir, "batterystats.bin"));mBatteryStatsHistory = new BatteryStatsHistory(this, systemDir, mHistoryBuffer);}mCheckinFile = new AtomicFile(new File(systemDir, "batterystats-checkin.bin"));mDailyFile = new AtomicFile(new File(systemDir, "batterystats-daily.xml"));...mHandler = new MyHandler(handler.getLooper());...initTimersAndCounters();...initTimes(uptimeUs, realtimeUs);...}

2.2.1 初始化全局Timer

--javascripttypescriptshellbashsqljsonhtmlcssccppjavarubypythongorustmarkdown

    void initTimes(long uptimeUs, long realtimeUs) {mStartClockTimeMs = mClocks.currentTimeMillis();mOnBatteryTimeBase.init(uptimeUs, realtimeUs);mOnBatteryScreenOffTimeBase.init(uptimeUs, realtimeUs);mRealtimeUs = 0;mUptimeUs = 0;mRealtimeStartUs = realtimeUs;mUptimeStartUs = uptimeUs;}

2.2.2 初始化Uid进程Timer

--javascripttypescriptshellbashsqljsonhtmlcssccppjavarubypythongorustmarkdown

        public Uid(BatteryStatsImpl bsi, int uid, long elapsedRealtimeMs, long uptimeMs) {mBsi = bsi;mUid = uid;/* Observer list of TimeBase object in Uid is short */mOnBatteryBackgroundTimeBase = new TimeBase(false);mOnBatteryBackgroundTimeBase.init(uptimeMs * 1000, elapsedRealtimeMs * 1000);/* Observer list of TimeBase object in Uid is short */mOnBatteryScreenOffBackgroundTimeBase = new TimeBase(false);mOnBatteryScreenOffBackgroundTimeBase.init(uptimeMs * 1000, elapsedRealtimeMs * 1000);mUserCpuTime = new LongSamplingCounter(mBsi.mOnBatteryTimeBase);mSystemCpuTime = new LongSamplingCounter(mBsi.mOnBatteryTimeBase);mCpuActiveTimeMs = new LongSamplingCounter(mBsi.mOnBatteryTimeBase);mCpuClusterTimesMs = new LongSamplingCounterArray(mBsi.mOnB