Android 電源管理 -- wakelock機制

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Wake Lock是一種鎖的機制, 只要有人拿着這個鎖,系統就沒法進入休眠, 能夠被用戶態程序和內核得到. 這個鎖能夠是有超時的 或者 是沒有超時的, 超時的鎖會在時間過去之後自動解鎖。若是沒有鎖了或者超時了, 內核就會啓動休眠的那套機制來進入休眠.

 

PowerManager.WakeLock 有加鎖和解鎖兩種狀態，加鎖的方式有兩種：

    第一種是永久的鎖住，這樣的鎖除非顯式的放開，不然是不會解鎖的，因此這種鎖用起來要很是的當心。

    第二種鎖是超時鎖，這種鎖會在鎖住後一段時間解鎖。

 

在建立了 PowerManager.WakeLock 後，有兩種機制，第一種是不計數鎖機制，另外一種是計數鎖機制。能夠經過 setReferenceCounted(boolean value) 來指定，通常默認爲計數機制。這兩種機制的區別在於，前者不管 acquire() 了多少次，只要經過一次 release()便可解鎖。而後者正真解鎖是在（ --count == 0 ）的時候，一樣當 (count == 0) 的時候纔會去申請加鎖。因此 PowerManager.WakeLock 的計數機制並非正真意義上的對每次請求進行申請／釋放每一把鎖，它只是對同一把鎖被申請／釋放的次數進行了統計，而後再去操做。

源碼 位置：frameworks/base/core/java/android/os/PowerManager.java

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講述 應用層 申請的鎖 怎麼傳到kernel下面的，來理解   整個wakelock的框架。   好比android跑起來以後 在 /sys/power/wake_lock 下面的PowerManagerService  的生成過程。
     
1).應用程序申請鎖
  Android 提供了現成 android.os.PowerManager 類 , 類中   提供newWakeLock(int flags, String tag)方法 來取得應用層 的鎖， 此函數的定義   frameworks/base/core/java/android/os/PowerManager.java
      應用程序 在申請wake_lock時 都會有調用如下 部分。
       實例：
         PowerManager pm = (PowerManager)getSystemService(Context.POWER_SERVICE);
        PowerManager.WakeLock wl = pm.newWakeLock(PowerManager.SCREEN_DIM_WAKE_LOCK, 「MyTag」);
        wl.acquire();//申請鎖，這裏會調用PowerManagerService裏面acquireWakeLock()

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        wl.release(); //釋放鎖，顯示的釋放鎖，若是申請的鎖不在此釋放，系統就不會進入休眠。

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2). frameworks層
/frameworks/base/services/java/com/android/server/PowerManagerService.java 這個類是來管理 全部的應用程序 申請的wakelock。好比音視 、頻播放器、camera等申請的wakelock 都是經過這個類來 管理的。
static final String PARTIAL_NAME ="PowerManagerService"
nativeAcquireWakeLock (PARTIAL_WAKE_LOCK_ID, PARTIAL_NAME);
上面 這個函數調用Power 類 裏面的 acquireWakeLock()，此時的 PARTIAL_NAME做爲參數傳遞到底層去。


public static native void nativeAcquireWakeLock(int lock, String id);
注：在PowerManagerService  類中沒有實現nativeAcquireWakeLock，其實現體在  frameworks/base/core/jni/android_os_Power.cpp中，所 以nativeAcquireWakeLock()方法時會調用JNI 下的實現方法。



3).JNI層的實現
     路徑：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()中調用了  路徑下hardware/libhardware_legacy/power/power.c下面 的acquire_wake_lock(lock, id)




4).與kernel層的交互
在power.c下的acquire_wake_lock(lock, id)函數以下：
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就是從PowerManagerService類中傳下來的參數即： PARTIAL_NAME = "PowerManagerService"   到此 就是經過 文件系統 來與kernel層 交互的地方。

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PowerManager類被應用程序調用，控制電源設備狀態切換:

PowerManager類對外有三個接口函數:

         一、void goToSleep(long time); //強制設備進入Sleep狀態

         Note:在應用層調用該函數, 應用須要 在 源碼下編譯，用系統簽名，不然 調用 此函數 出錯；

         二、newWakeLock(int flags, String tag);//取得相應層次的鎖

flags參數說明:

 

    PARTIAL_WAKE_LOCK :保持CPU 運轉，屏幕和鍵盤燈是關閉的。

    SCREEN_DIM_WAKE_LOCK ：保持CPU 運轉，容許保持屏幕顯示但有多是灰的，關閉鍵盤燈

    SCREEN_BRIGHT_WAKE_LOCK ：保持CPU 運轉，保持屏幕高亮顯示，關閉鍵盤燈

    FULL_WAKE_LOCK ：保持CPU 運轉，保持屏幕高亮顯示，鍵盤燈也保持亮度

 

ACQUIRE_CAUSES_WAKEUP: 一旦有請求鎖時，強制打開Screen和keyboard light

ON_AFTER_RELEASE: 在釋放鎖時reset activity timer

Note:

若是申請了partial wakelock,那麼即便按Power鍵,系統也不會進Sleep,如Music播放時

若是申請了其它的wakelocks,按Power鍵,系統仍是會進Sleep

         三、void userActivity(long when, boolean noChangeLights);//User activity事件發生,設備會被切換到Full on的狀態,同時Reset Screen off timer.

PowerManager和WakeLock的操做步驟

1. PowerManager pm = (PowerManager) getSystemService(Context.POWER_SERVICE);經過 Context.getSystemService().方法獲取PowerManager實例。
2. 而後經過PowerManager的newWakeLock ((int flags, String  tag)來生成WakeLock實例。int Flags指示要獲取哪一種WakeLock，不一樣的Lock對cpu 、屏幕、鍵盤燈有不一樣影響。
3. 獲取WakeLock實例後經過acquire()獲取相應的鎖，而後進行其餘操做，最後使用release()釋放（釋放是必須的）。

 

Note:

1. 在使用以上函數的應用程序中,必須在其Manifest.xml文件中加入下面的權限:

    <uses-permission android:name="android.permission.WAKE_LOCK" />

<uses-permission android:name="android.permission.DEVICE_POWER" />

2. 全部的鎖必須成對的使用, 若是申請了而沒有及時釋放，會形成系統故障。如申請了partial wakelock,而沒有及時釋放, 那系統就永遠進不了Sleep模式.