Android7.0 Doze模式分析Doze介绍 & DeviceIdleController

万事须己运，他得非我贤。这篇文章主要讲述Android7.0 Doze模式分析Doze介绍 & DeviceIdleController相关的知识，希望能为你提供帮助。

参考： http://blog.csdn.net/gaugamela/article/details/52981984
在android M中， Google就引入了Doze模式。它定义了一种全新的、低能耗的状态。
在该状态，后台只有部分任务被允许运行，其它任务都被强制停止。
在之前的博客中分析过Doze模式，就是device idle状态。可能有的地方分析的不是很详细，现在在android7.0上重新分析下。
一、基本原理 Doze模式可以简单概括为：
若判断用户在连续的一段时间内没有使用手机，就延缓终端中APP后台的CPU和网络活动，以达到减少电量消耗的目的。

文章图片

上面这张图比较经典，基本上说明了Doze模式的含义。
图中的横轴表示时间，红色部分表示终端处于唤醒的运行状态，绿色部分就是Doze模式定义的休眠状态。
从图中的描述，我们可以看到：如果一个用户停止充电(on battery: 利用电池供电)，关闭屏幕(screen off)，手机处于静止状态(stationary: 位置没有发生相对移动)，保持以上条件一段时间之后，终端就会进入Doze模式。一旦进入Doze模式，系统就减少(延缓)应用对网络的访问、以及对CPU的占用，来节省电池电量。
如图所示， Doze模式还定义了maintenance window。
在maintenance window中，系统允许应用完成它们被延缓的动作，即可以使用CPU资源及访问网络。
从图中我们可以看出，当进入Doze模式的条件一直满足时， Doze模式会定期的进入到maintenance window，但进入的间隔越来越长。
通过这种方式， Doze模式可以使终端处于较长时间的休眠状态。
需要注意的是：一旦Doze模式的条件不再满足，即用户充电、或打开屏幕、或终端的位置发生了移动，终端就恢复到正常模式。
因此，当用户频繁使用手机时， Doze模式几乎是没有什么实际用处的。
具体来讲，当终端处于Doze模式时，进行了以下操作：
1、暂停网络访问。
2、系统忽略所有的WakeLock。
3、标准的AlarmManager alarms被延缓到下一个maintenance window。
但使用AlarmManager的 setAndAllowWhileIdle、setExactAndAllowWhileIdle和setAlarmClock时， alarms定义事件仍会启动。
在这些alarms启动前，系统会短暂地退出Doze模式。
4、系统不再进行WiFi扫描。
5、系统不允许sync adapters运行。
6、系统不允许JobScheduler运行。
另外我在另一篇博客中： http://blog.csdn.net/kc58236582/article/details/50554174也详细介绍了Doze模式，可以参考下，上面有一些命令使用等。

二、DeviceIdleController Android中的Doze模式主要由DeviceIdleController来控制。

public class DeviceIdleController extends SystemService implements AnyMotionDetector.DeviceIdleCallback

可以看出DeviceIdleController继承自SystemService，是一个系统级的服务。
同时，继承了AnyMotionDetector定义的接口，便于检测到终端位置变化后进行回调。
2.1 DeviceIdleController的初始化
接下来我们看看它的初始化过程。

private void startOtherServices() { ......... mSystemServiceManager.startService(DeviceIdleController.class); ......... }

【Android7.0 Doze模式分析Doze介绍 & DeviceIdleController】如上代码所示， SystemServer在startOtherServices中启动了DeviceIdleController，将先后调用DeviceIdleController的构造函数和onStart函数。
构造函数

public DeviceIdleController(Context context) { super(context); //deviceidle.xml用于定义idle模式也能正常工作的非系统应用 mConfigFile = new AtomicFile(new File(getSystemDir(), " deviceidle.xml" )); mHandler = new MyHandler(BackgroundThread.getHandler().getLooper()); }

DeviceIdleController的构造函数比较简单，就是在创建data/system/deviceidle.xml对应的file文件，同时创建一个对应于后台线程的handler。这里的deviceidle.xml可以在设置中的电池选项那里。有电池优化，可以将一些应用放到白名单中，调用DeviceIdleController的addPowerSaveWhitelistApp方法，最后会写入deviceidle.xml文件，然后在下次开机的时候DeviceIdleController会重新读取deviceidle.xml文件然后放入白名单mPowerSaveWhitelistUserApps中。
onStart函数

public void onStart() { final PackageManager pm = getContext().getPackageManager(); synchronized (this) { //读取配置文件，判断Doze模式是否允许被开启 mLightEnabled = mDeepEnabled = getContext().getResources().getBoolean( com.android.internal.R.bool.config_enableAutoPowerModes); //分析PKMS时提到过， PKMS扫描系统目录的xml，将形成SystemConfig SystemConfig sysConfig = SystemConfig.getInstance(); //获取除了device Idle模式外，都可以运行的系统应用白名单 ArraySet< String> allowPowerExceptIdle = sysConfig.getAllowInPowerSaveExceptIdle(); for (int i= 0; i< allowPowerExceptIdle.size(); i+ + ) { String pkg = allowPowerExceptIdle.valueAt(i); try { ApplicationInfo ai = pm.getApplicationInfo(pkg, PackageManager.MATCH_SYSTEM_ONLY); int appid = UserHandle.getAppId(ai.uid); mPowerSaveWhitelistAppsExceptIdle.put(ai.packageName, appid); mPowerSaveWhitelistSystemAppIdsExceptIdle.put(appid, true); } catch (PackageManager.NameNotFoundException e) { } }//获取device Idle模式下，也可以运行的系统应用白名单 ArraySet< String> allowPower = sysConfig.getAllowInPowerSave(); for (int i= 0; i< allowPower.size(); i+ + ) { String pkg = allowPower.valueAt(i); try { ApplicationInfo ai = pm.getApplicationInfo(pkg, PackageManager.MATCH_SYSTEM_ONLY); int appid = UserHandle.getAppId(ai.uid); // These apps are on both the whitelist-except-idle as well // as the full whitelist, so they apply in all cases. mPowerSaveWhitelistAppsExceptIdle.put(ai.packageName, appid); mPowerSaveWhitelistSystemAppIdsExceptIdle.put(appid, true); mPowerSaveWhitelistApps.put(ai.packageName, appid); mPowerSaveWhitelistSystemAppIds.put(appid, true); } catch (PackageManager.NameNotFoundException e) { } }//Constants为deviceIdleController中的内部类，继承ContentObserver //监控数据库变化，同时得到Doze模式定义的一些时间间隔 mConstants = new Constants(mHandler, getContext().getContentResolver()); //解析deviceidle.xml，并将其中定义的package对应的app，加入到mPowerSaveWhitelistUserApps中 readConfigFileLocked(); //将白名单的内容给AlarmManagerService和PowerMangerService //例如： DeviceIdleController判断开启Doze模式时，会通知PMS //此时除去白名单对应的应用外， PMS会将其它所有的WakeLock设置为Disable状态 updateWhitelistAppIdsLocked(); //以下的初始化，都是假设目前处在进入Doze模式相反的条件上 mNetworkConnected = true; mScreenOn = true; // Start out assuming we are charging.If we aren' t, we will at least get // a battery update the next time the level drops. mCharging = true; //Doze模式定义终端初始时为ACTIVE状态 mState = STATE_ACTIVE; //屏幕状态初始时为ACTIVE状态 mLightState = LIGHT_STATE_ACTIVE; mInactiveTimeout = mConstants.INACTIVE_TIMEOUT; }//发布服务 //BinderService和LocalService均为DeviceIdleController的内部类 mBinderService = new BinderService(); publishBinderService(Context.DEVICE_IDLE_CONTROLLER, mBinderService); publishLocalService(LocalService.class, new LocalService()); }

除去发布服务外， DeviceIdleController在onStart函数中，主要是读取配置文件更新自己的变量，思路比较清晰。
在这里我们仅跟进一下updateWhitelistAppIdsLocked函数：

private void updateWhitelistAppIdsLocked() { //构造出除去idle模式外，可运行的app id数组（可认为是系统和普通应用的集合） //mPowerSaveWhitelistAppsExceptIdle从系统目录下的xml得到 //mPowerSaveWhitelistUserApps从deviceidle.xml得到，或调用接口加入； //mPowerSaveWhitelistExceptIdleAppIds并未使用 mPowerSaveWhitelistExceptIdleAppIdArray = buildAppIdArray(mPowerSaveWhitelistAppsExceptIdle, mPowerSaveWhitelistUserApps, mPowerSaveWhitelistExceptIdleAppIds); //构造不受Doze限制的app id数组（可认为是系统和普通应用的集合） //mPowerSaveWhitelistApps从系统目录下的xml得到 //mPowerSaveWhitelistAllAppIds并未使用 mPowerSaveWhitelistAllAppIdArray = buildAppIdArray(mPowerSaveWhitelistApps, mPowerSaveWhitelistUserApps, mPowerSaveWhitelistAllAppIds); //构造不受Doze限制的app id数组（仅普通应用的集合）、 //mPowerSaveWhitelistUserAppIds并未使用 mPowerSaveWhitelistUserAppIdArray = buildAppIdArray(null, mPowerSaveWhitelistUserApps, mPowerSaveWhitelistUserAppIds); if (mLocalPowerManager != null) { ........... //PMS拿到的是：系统和普通应用组成的不受Doze限制的app id数组 mLocalPowerManager.setDeviceIdleWhitelist(mPowerSaveWhitelistAllAppIdArray); }if (mLocalAlarmManager != null) { .......... //AlarmManagerService拿到的是：普通应用组成的不受Doze限制的app id数组 mLocalAlarmManager.setDeviceIdleUserWhitelist(mPowerSaveWhitelistUserAppIdArray); } }

updateWhitelistAppIdsLocked主要是将白名单交给PMS和AlarmManagerService。
注意Android区分了系统应用白名单、普通应用白名单等，因此上面进行了一些合并操作。这里我们有没有发现， systemConfig的app不会加入alarm的白名单，而在Settings中电池那边设置的白名单，会加入Power wakelock的白名单。
onBootPhase函数
与PowerManagerService一样， DeviceIdleController在初始化的最后一个阶段需要调用onBootPhase函数：

public void onBootPhase(int phase) { //在系统PHASE_SYSTEM_SERVICES_READY阶段，进一步完成一些初始化 if (phase = = PHASE_SYSTEM_SERVICES_READY) { synchronized (this) { //初始化一些变量 mAlarmManager = (AlarmManager) getContext().getSystemService(Context.ALARM_SERVICE); ..............mSensorManager = (SensorManager) getContext().getSystemService(Context.SENSOR_SERVICE); //根据配置文件，利用SensorManager获取对应的传感器，保存到mMotionSensor中 ..............//如果配置文件表明：终端需要预获取位置信息 //则构造LocationRequest if (getContext().getResources().getBoolean( com.android.internal.R.bool.config_autoPowerModePrefetchLocation)) { mLocationManager = (LocationManager) getContext().getSystemService( Context.LOCATION_SERVICE); mLocationRequest = new LocationRequest() .setQuality(LocationRequest.ACCURACY_FINE) .setInterval(0) .setFastestInterval(0) .setNumUpdates(1); }//根据配置文件，得到角度变化的门限 float angleThreshold = getContext().getResources().getInteger( com.android.internal.R.integer.config_autoPowerModeThresholdAngle) / 100f; //创建一个AnyMotionDetector，同时将DeviceIdleController注册到其中 //当AnyMotionDetector检测到手机变化角度超过门限时，就会回调DeviceIdleController的接口 mAnyMotionDetector = new AnyMotionDetector( (PowerManager) getContext().getSystemService(Context.POWER_SERVICE), mHandler, mSensorManager, this, angleThreshold); //创建两个常用的Intent，用于通知Doze模式的变化 mIdleIntent = new Intent(PowerManager.ACTION_DEVICE_IDLE_MODE_CHANGED); mIdleIntent.addFlags(Intent.FLAG_RECEIVER_REGISTERED_ONLY | Intent.FLAG_RECEIVER_FOREGROUND); mLightIdleIntent = new Intent(PowerManager.ACTION_LIGHT_DEVICE_IDLE_MODE_CHANGED); mLightIdleIntent.addFlags(Intent.FLAG_RECEIVER_REGISTERED_ONLY | Intent.FLAG_RECEIVER_FOREGROUND); //监听ACTION_BATTERY_CHANGED广播（电池信息发生改变） IntentFilter filter = new IntentFilter(); filter.addAction(Intent.ACTION_BATTERY_CHANGED); getContext().registerReceiver(mReceiver, filter); //监听ACTION_PACKAGE_REMOVED广播（包被移除） filter = new IntentFilter(); filter.addAction(Intent.ACTION_PACKAGE_REMOVED); filter.addDataScheme(" package" ); getContext().registerReceiver(mReceiver, filter); //监听CONNECTIVITY_ACTION广播（连接状态发生改变） filter = new IntentFilter(); filter.addAction(ConnectivityManager.CONNECTIVITY_ACTION); getContext().registerReceiver(mReceiver, filter); //重新将白名单信息交给PowerManagerService和AlarmManagerService //这个工作在onStart函数中，已经调用updateWhitelistAppIdsLocked进行过了 //到onBootPhase时，重新进行一次，可能：一是为了保险；二是，其它进程可能调用接口，更改了对应数据，于是进行更新 mLocalPowerManager.setDeviceIdleWhitelist(mPowerSaveWhitelistAllAppIdArray); mLocalAlarmManager.setDeviceIdleUserWhitelist(mPowerSaveWhitelistUserAppIdArray); //监听屏幕显示相关的变化 mDisplayManager.registerDisplayListener(mDisplayListener, null); //更新屏幕显示相关的信息 updateDisplayLocked(); } //更新连接状态相关的信息 updateConnectivityState(null); } }

从代码可以看出， onBootPhase方法：
主要创建一些本地变量，然后根据配置文件初始化一些传感器，同时注册了一些广播接收器和回到接口，
最后更新屏幕显示和连接状态相关的信息。
2.2 DeviceIdleController的状态变化
充电状态的处理
对于充电状态，在onBootPhase函数中已经提到， DeviceIdleController监听了ACTION_BATTERY_CHANGED广播：

............ IntentFilter filter = new IntentFilter(); filter.addAction(Intent.ACTION_BATTERY_CHANGED); getContext().registerReceiver(mReceiver, filter); ...........

我们看看receiver中对应的处理：

private final BroadcastReceiver mReceiver = new BroadcastReceiver() { @ Override public void onReceive(Context context, Intent intent) { switch (intent.getAction()) { ......... case Intent.ACTION_BATTERY_CHANGED: { synchronized (DeviceIdleController.this) { //从广播中得到是否在充电的消息 int plugged = intent.getIntExtra(" plugged" , 0); updateChargingLocked(plugged != 0); } } break; } } }；

根据上面的代码，可以看出当收到电池信息改变的广播后， DeviceIdleController将得到电源是否在充电的消息，然后调用updateChargingLocked函数进行处理。

void updateChargingLocked(boolean charging) { ......... if (!charging & & mCharging) { //从充电状态变为不充电状态 mCharging = false; //mForceIdle值一般为false，是通过dumpsys命令将mForceIdle改成true的 if (!mForceIdle) { //判断是否进入Doze模式 becomeInactiveIfAppropriateLocked(); } } else if (charging) { //进入充电状态 mCharging = charging; if (!mForceIdle) { //手机退出Doze模式 becomeActiveLocked(" charging" , Process.myUid()); } } }

becomeInactiveIfAppropriateLocked函数是开始进入Doze模式，而becomeActiveLocked是退出Doze模式。
显示状态处理
DeviceIdleController中注册了显示变化的回调

mDisplayManager.registerDisplayListener(mDisplayListener, null);

回调会调用updateDisplayLocked函数

private final DisplayManager.DisplayListener mDisplayListener = new DisplayManager.DisplayListener() { @ Override public void onDisplayAdded(int displayId) { }@ Override public void onDisplayRemoved(int displayId) { }@ Override public void onDisplayChanged(int displayId) { if (displayId = = Display.DEFAULT_DISPLAY) { synchronized (DeviceIdleController.this) { updateDisplayLocked(); } } } };

updateDisplayLocked函数和更新充电状态的函数updateChargingLocked类似

void updateDisplayLocked() { mCurDisplay = mDisplayManager.getDisplay(Display.DEFAULT_DISPLAY); // We consider any situation where the display is showing something to be it on, // because if there is anything shown we are going to be updating it at some // frequency so can' t be allowed to go into deep sleeps. boolean screenOn = mCurDisplay.getState() = = Display.STATE_ON; if (DEBUG) Slog.d(TAG, " updateDisplayLocked: screenOn= " + screenOn); if (!screenOn & & mScreenOn) { mScreenOn = false; if (!mForceIdle) {//开始进入Doze模式 becomeInactiveIfAppropriateLocked(); } } else if (screenOn) {//屏幕点亮，退出Doze模式 mScreenOn = true; if (!mForceIdle) { becomeActiveLocked(" screen" , Process.myUid()); } } }

becomeActiveLocked函数退出Doze模式
我们先来看看becomeActiveLocked函数

//activeReason记录的终端变为active的原因 void becomeActiveLocked(String activeReason, int activeUid) { ........... if (mState != STATE_ACTIVE || mLightState != STATE_ACTIVE) { ............ //1、通知PMS等Doze模式结束 scheduleReportActiveLocked(activeReason, activeUid); //更新DeviceIdleController本地维护的状态 //在DeviceIdleController的onStart函数中，我们已经知道了 //初始时， mState和mLightState均为Active状态 mState = STATE_ACTIVE; //state是指设备通过传感器判断进入idle mLightState = LIGHT_STATE_ACTIVE; //mLight是背光的状态mInactiveTimeout = mConstants.INACTIVE_TIMEOUT; mCurIdleBudget = 0; mMaintenanceStartTime = 0; //2、重置一些事件 resetIdleManagementLocked(); resetLightIdleManagementLocked(); addEvent(EVENT_NORMAL); } }

scheduleReportActiveLocked函数就是发送MSG_REPORT_ACTIVE消息

void scheduleReportActiveLocked(String activeReason, int activeUid) { //发送MSG_REPORT_ACTIVE消息 Message msg = mHandler.obtainMessage(MSG_REPORT_ACTIVE, activeUid, 0, activeReason); mHandler.sendMessage(msg); }

我们再看下消息的处理，主要调用了PowerManagerService的setDeviceIdleMode函数来退出Doze状态，然后重新更新wakelock的enable状态，以及通知NetworkPolicyManagerService不再限制应用上网，还有发送Doze模式改变的广播。

......... case MSG_REPORT_ACTIVE: { ......... //通知PMS Doze模式结束， //于是PMS将一些Doze模式下， disable的WakeLock重新enable //然后调用updatePowerStateLocked函数更新终端的状态 final boolean deepChanged = mLocalPowerManager.setDeviceIdleMode(false); final boolean lightChanged = mLocalPowerManager.setLightDeviceIdleMode(false); try { //通过NetworkPolicyManagerService更改Ip-Rule，不再限制终端应用上网 mNetworkPolicyManager.setDeviceIdleMode(false); //BSS做好对应的记录 mBatteryStats.noteDeviceIdleMode(BatteryStats.DEVICE_IDLE_MODE_OFF, activeReason, activeUid); } catch (RemoteException e) { }//发送广播 if (deepChanged) { getContext().sendBroadcastAsUser(mIdleIntent, UserHandle.ALL); } if (lightChanged) { getContext().sendBroadcastAsUser(mLightIdleIntent, UserHandle.ALL); } } ........

resetIdleManagementLocked函数就是取消alarm，检测等。

void resetIdleManagementLocked() { //复位一些状态变量 mNextIdlePendingDelay = 0; mNextIdleDelay = 0; mNextLightIdleDelay = 0; //停止一些工作，主要是位置检测相关的 cancelAlarmLocked(); cancelSensingTimeoutAlarmLocked(); cancelLocatingLocked(); stopMonitoringMotionLocked(); mAnyMotionDetector.stop(); }

becomeInactiveIfAppropriateLocked函数开始进入Doze模式
becomeInactiveIfAppropriateLocked函数就是我们开始进入Doze模式的第一个步骤，下面我们就详细分析这个函数

void becomeInactiveIfAppropriateLocked() { ................. //屏幕熄灭，未充电 if ((!mScreenOn & & !mCharging) || mForceIdle) { // Screen has turned off; we are now going to become inactive and start // waiting to see if we will ultimately go idle. if (mState = = STATE_ACTIVE & & mDeepEnabled) { mState = STATE_INACTIVE; ............... //重置事件 resetIdleManagementLocked(); //开始检测是否可以进入Doze模式的Idle状态 //若终端没有watch feature, mInactiveTimeout时间为30min scheduleAlarmLocked(mInactiveTimeout, false); ............... }if (mLightState = = LIGHT_STATE_ACTIVE & & mLightEnabled) { mLightState = LIGHT_STATE_INACTIVE; ............. resetLightIdleManagementLocked(); //重置事件 scheduleLightAlarmLocked(mConstants.LIGHT_IDLE_AFTER_INACTIVE_TIMEOUT); } } }

要进入Doze流程，就是调用这个函数，首先要保证屏幕灭屏然后没有充电。这里还有mDeepEnable和mLightEnable前面说过是在配置中定义的，一般默认是关闭（也就是不开Doze模式）。这里mLightEnabled是对应禁止wakelock持锁的，禁止网络。而mDeepEnabled对应是检测设备是否静止，除了禁止wakelock、禁止网络、还会机制alarm。

light idle模式
我们先看light idle模式，这个模式下、会禁止网络、wakelock，但是不会禁止alarm。
我们先看scheduleLightAlarmLocked函数，这里设置了一个alarm， delay是5分钟。到时间后调用mLightAlarmListener回调。

void scheduleLightAlarmLocked(long delay) { if (DEBUG) Slog.d(TAG, " scheduleLightAlarmLocked(" + delay + " )" ); mNextLightAlarmTime = SystemClock.elapsedRealtime() + delay; mAlarmManager.set(AlarmManager.ELAPSED_REALTIME_WAKEUP, mNextLightAlarmTime, " DeviceIdleController.light" , mLightAlarmListener, mHandler); }

mLightAlarmListener就是进入lightidle，调用stepLightIdleStateLocked函数

private final AlarmManager.OnAlarmListener mLightAlarmListener = new AlarmManager.OnAlarmListener() { @ Override public void onAlarm() { synchronized (DeviceIdleController.this) { stepLightIdleStateLocked(" s:alarm" ); } } };

我们来看stepLightIdleStateLocked函数，这个函数会处理mLightState不同状态，会根据不同状态，然后设置alarm，到时间后继续处理下个状态。到LIGHT_STATE_IDLE_MAINTENANCE状态处理时，会发送MSG_REPORT_IDLE_ON_LIGHT。这个消息的处理会禁止网络、禁止wakelock。然后到LIGHT_STATE_WAITING_FOR_NETWORK，会先退出Doze状态（这个时候网络、wakelock恢复）。然后设置alarm， alarm时间到后，还是在LIGHT_STATE_IDLE_MAINTENANCE状态。和之前一样（禁止网络、wakelock）。只是设置的alarm间隔会越来越大，也就是只要屏幕灭屏后，时间越长。设备会隔越来越长的时间才会退出Doze状态，这也符合一个实际情况，但是会有一个上限值。

void stepLightIdleStateLocked(String reason) { if (mLightState = = LIGHT_STATE_OVERRIDE) { // If we are already in deep device idle mode, then // there is nothing left to do for light mode. return; }EventLogTags.writeDeviceIdleLightStep(); switch (mLightState) { case LIGHT_STATE_INACTIVE: mCurIdleBudget = mConstants.LIGHT_IDLE_MAINTENANCE_MIN_BUDGET; // Reset the upcoming idle delays. mNextLightIdleDelay = mConstants.LIGHT_IDLE_TIMEOUT; mMaintenanceStartTime = 0; if (!isOpsInactiveLocked()) { // We have some active ops going on...give them a chance to finish // before going in to our first idle. mLightState = LIGHT_STATE_PRE_IDLE; EventLogTags.writeDeviceIdleLight(mLightState, reason); scheduleLightAlarmLocked(mConstants.LIGHT_PRE_IDLE_TIMEOUT); //设置alarm，时间到后到下个步骤 break; } // Nothing active, fall through to immediately idle. case LIGHT_STATE_PRE_IDLE: case LIGHT_STATE_IDLE_MAINTENANCE: if (mMaintenanceStartTime != 0) { long duration = SystemClock.elapsedRealtime() - mMaintenanceStartTime; if (duration < mConstants.LIGHT_IDLE_MAINTENANCE_MIN_BUDGET) { // We didn' t use up all of our minimum budget; add this to the reserve. mCurIdleBudget + = (mConstants.LIGHT_IDLE_MAINTENANCE_MIN_BUDGET-duration); } else { // We used more than our minimum budget; this comes out of the reserve. mCurIdleBudget -= (duration-mConstants.LIGHT_IDLE_MAINTENANCE_MIN_BUDGET); } } mMaintenanceStartTime = 0; scheduleLightAlarmLocked(mNextLightIdleDelay); mNextLightIdleDelay = Math.min(mConstants.LIGHT_MAX_IDLE_TIMEOUT, (long)(mNextLightIdleDelay * mConstants.LIGHT_IDLE_FACTOR)); if (mNextLightIdleDelay < mConstants.LIGHT_IDLE_TIMEOUT) { mNextLightIdleDelay = mConstants.LIGHT_IDLE_TIMEOUT; } if (DEBUG) Slog.d(TAG, " Moved to LIGHT_STATE_IDLE." ); mLightState = LIGHT_STATE_IDLE; EventLogTags.writeDeviceIdleLight(mLightState, reason); addEvent(EVENT_LIGHT_IDLE); mHandler.sendEmptyMessage(MSG_REPORT_IDLE_ON_LIGHT); //发送消息，这个消息处理就会关闭网络，禁止wakelock break; case LIGHT_STATE_IDLE: case LIGHT_STATE_WAITING_FOR_NETWORK: if (mNetworkConnected || mLightState = = LIGHT_STATE_WAITING_FOR_NETWORK) { // We have been idling long enough, now it is time to do some work. mActiveIdleOpCount = 1; mActiveIdleWakeLock.acquire(); mMaintenanceStartTime = SystemClock.elapsedRealtime(); if (mCurIdleBudget < mConstants.LIGHT_IDLE_MAINTENANCE_MIN_BUDGET) { mCurIdleBudget = mConstants.LIGHT_IDLE_MAINTENANCE_MIN_BUDGET; } else if (mCurIdleBudget > mConstants.LIGHT_IDLE_MAINTENANCE_MAX_BUDGET) { mCurIdleBudget = mConstants.LIGHT_IDLE_MAINTENANCE_MAX_BUDGET; } scheduleLightAlarmLocked(mCurIdleBudget); if (DEBUG) Slog.d(TAG, " Moved from LIGHT_STATE_IDLE to LIGHT_STATE_IDLE_MAINTENANCE." ); mLightState = LIGHT_STATE_IDLE_MAINTENANCE; EventLogTags.writeDeviceIdleLight(mLightState, reason); addEvent(EVENT_LIGHT_MAINTENANCE); mHandler.sendEmptyMessage(MSG_REPORT_IDLE_OFF); //醒一下（开启网络、恢复wakelock） } else { // We' d like to do maintenance, but currently don' t have network // connectivity...let' s try to wait until the network comes back. // We' ll only wait for another full idle period, however, and then give up. scheduleLightAlarmLocked(mNextLightIdleDelay); if (DEBUG) Slog.d(TAG, " Moved to LIGHT_WAITING_FOR_NETWORK." ); mLightState = LIGHT_STATE_WAITING_FOR_NETWORK; EventLogTags.writeDeviceIdleLight(mLightState, reason); } break; } }

但是这里只是一个light idle，一旦进入deep idle， light idle设置的alarm会无效的（这个后面细说），也就是说light idle一旦进入deep idle后无效了（因为idle step主要靠alarm驱动，而alarm无效后自然就驱动不了）。

deep idle模式
下面我们再来看deep idle模式，这个模式除了禁止网络、wakelock还会禁止alarm。
我们再来看becomeInactiveIfAppropriateLocked函数中下面代码。是关于deep idle的设置这里的mInactiveTimeout是半小时

void becomeInactiveIfAppropriateLocked() { if (DEBUG) Slog.d(TAG, " becomeInactiveIfAppropriateLocked()" ); if ((!mScreenOn & & !mCharging) || mForceIdle) { // Screen has turned off; we are now going to become inactive and start // waiting to see if we will ultimately go idle. if (mState = = STATE_ACTIVE & & mDeepEnabled) { mState = STATE_INACTIVE; if (DEBUG) Slog.d(TAG, " Moved from STATE_ACTIVE to STATE_INACTIVE" ); resetIdleManagementLocked(); scheduleAlarmLocked(mInactiveTimeout, false); EventLogTags.writeDeviceIdle(mState, " no activity" ); }

我们来看下scheduleAlarmLocked函数，注意如果这里参数idleUntil是true会调用AlarmManager的setIdleUntil函数，调用这个函数后普通应用设置alarm将失效。

void scheduleAlarmLocked(long delay, boolean idleUntil) { if (mMotionSensor = = null) { //在onBootPhase时，获取过位置检测传感器 //如果终端没有配置位置检测传感器，那么终端永远不会进入到真正的Doze ilde状态 // If there is no motion sensor on this device, then we won' t schedule // alarms, because we can' t determine if the device is not moving. return; }mNextAlarmTime = SystemClock.elapsedRealtime() + delay; if (idleUntil) { //此时IdleUtil的值为false mAlarmManager.setIdleUntil(AlarmManager.ELAPSED_REALTIME_WAKEUP, mNextAlarmTime, " DeviceIdleController.deep" , mDeepAlarmListener, mHandler); } else { //30min后唤醒，调用mDeepAlarmListener的onAlarm函数 mAlarmManager.set(AlarmManager.ELAPSED_REALTIME_WAKEUP, mNextAlarmTime, " DeviceIdleController.deep" , mDeepAlarmListener, mHandler); } }

需要注意的是， DeviceIdleController一直在监控屏幕状态和充电状态，一但不满足Doze模式的条件，前面提到的becomeActiveLocked函数就会被调用。mAlarmManager设置的定时唤醒事件将被取消掉， mDeepAlarmListener的onAlarm函数不会被调用。
因此，我们知道了终端必须保持Doze模式的入口条件长达30min，才会进入mDeepAlarmListener.onAlarm：

private final AlarmManager.OnAlarmListener mDeepAlarmListener = new AlarmManager.OnAlarmListener() { @ Override public void onAlarm() { synchronized (DeviceIdleController.this) { //进入到stepIdleStateLocked函数 stepIdleStateLocked(" s:alarm" ); } } };

下面我们就来看下stepIdleStateLocked函数：

void stepIdleStateLocked(String reason) { .......... final long now = SystemClock.elapsedRealtime(); //个人觉得，下面这段代码，是针对Idle状态设计的 //如果在Idle状态收到Alarm，那么将先唤醒终端，然后重新判断是否需要进入Idle态 //在介绍Doze模式原理时提到过，若应用调用AlarmManager的一些指定接口，仍然可以在Idle状态进行工作 if ((now+ mConstants.MIN_TIME_TO_ALARM) > mAlarmManager.getNextWakeFromIdleTime()) { // Whoops, there is an upcoming alarm.We don' t actually want to go idle. if (mState != STATE_ACTIVE) { becomeActiveLocked(" alarm" , Process.myUid()); becomeInactiveIfAppropriateLocked(); } return; }//以下是Doze模式的状态转变相关的代码 switch (mState) { case STATE_INACTIVE: // We have now been inactive long enough, it is time to start looking // for motion and sleep some more while doing so. //保持屏幕熄灭，同时未充电达到30min，进入此分支//注册一个mMotionListener，检测是否移动 //如果检测到移动，将重新进入到ACTIVE状态 //相应代码比较直观，此处不再深入分析 startMonitoringMotionLocked(); //再次调用scheduleAlarmLocked函数，此次的时间仍为30min //也就说如果不发生退出Doze模式的事件， 30min后将再次进入到stepIdleStateLocked函数 //不过届时的mState已经变为STATE_IDLE_PENDING scheduleAlarmLocked(mConstants.IDLE_AFTER_INACTIVE_TIMEOUT, false); // Reset the upcoming idle delays. //mNextIdlePendingDelay为5min mNextIdlePendingDelay = mConstants.IDLE_PENDING_TIMEOUT; //mNextIdleDelay为60min mNextIdleDelay = mConstants.IDLE_TIMEOUT; //状态变为STATE_IDLE_PENDING mState = STATE_IDLE_PENDING; ............ break; case STATE_IDLE_PENDING: //保持息屏、未充电、静止状态，经过30min后，进入此分支 mState = STATE_SENSING; //保持Doze模式条件， 4min后再次进入stepIdleStateLocked scheduleSensingTimeoutAlarmLocked(mConstants.SENSING_TIMEOUT); //停止定位相关的工作 cancelLocatingLocked(); mNotMoving = false; mLocated = false; mLastGenericLocation = null; mLastGpsLocation = null; //开始检测手机是否发生运动（这里应该是更细致的侧重于角度的变化） //若手机运动过，则重新变为active状态 mAnyMotionDetector.checkForAnyMotion(); break; case STATE_SENSING: //上面的条件满足后，进入此分支，开始获取定位信息 cancelSensingTimeoutAlarmLocked(); mState = STATE_LOCATING; ............ //保持条件30s，再次调用stepIdleStateLocked scheduleAlarmLocked(mConstants.LOCATING_TIMEOUT, false); //网络定位 if (mLocationManager != null & & mLocationManager.getProvider(LocationManager.NETWORK_PROVIDER) != null) { mLocationManager.requestLocationUpdates(mLocationRequest, mGenericLocationListener, mHandler.getLooper()); mLocating = true; } else { mHasNetworkLocation = false; }//GPS定位 if (mLocationManager != null & & mLocationManager.getProvider(LocationManager.GPS_PROVIDER) != null) { mHasGps = true; mLocationManager.requestLocationUpdates(LocationManager.GPS_PROVIDER, 1000, 5, mGpsLocationListener, mHandler.getLooper()); mLocating = true; } else { mHasGps = false; }// If we have a location provider, we' re all set, the listeners will move state // forward. if (mLocating) { //无法定位则直接进入下一个case break; } case STATE_LOCATING: //停止定位和运动检测，直接进入到STATE_IDLE_MAINTENANCE cancelAlarmLocked(); cancelLocatingLocked(); mAnyMotionDetector.stop(); case STATE_IDLE_MAINTENANCE: //进入到这个case后，终端开始进入Idle状态，也就是真正的Doze模式//定义退出Idle的时间此时为60min scheduleAlarmLocked(mNextIdleDelay, true); ............ //退出周期逐步递增，每次乘2 mNextIdleDelay = (long)(mNextIdleDelay * mConstants.IDLE_FACTOR); ........... //周期有最大值6h mNextIdleDelay = Math.min(mNextIdleDelay, mConstants.MAX_IDLE_TIMEOUT); if (mNextIdleDelay < mConstants.IDLE_TIMEOUT) { mNextIdleDelay = mConstants.IDLE_TIMEOUT; }mState = STATE_IDLE; ........... //通知PMS、NetworkPolicyManagerService等Doze模式开启，即进入Idle状态 //此时PMS disable一些非白名单WakeLock； NetworkPolicyManagerService开始限制一些应用的网络访问 //消息处理的具体流程比较直观，此处不再深入分析 mHandler.sendEmptyMessage(MSG_REPORT_IDLE_ON); break; case STATE_IDLE: //进入到这个case时，本次的Idle状态暂时结束，开启maintenance window// We have been idling long enough, now it is time to do some work. mActiveIdleOpCount = 1; mActiveIdleWakeLock.acquire(); //定义重新进入Idle的时间为5min （也就是手机可处于Maintenance window的时间） scheduleAlarmLocked(mNextIdlePendingDelay, false); mMaintenanceStartTime = SystemClock.elapsedRealtime(); //调整mNextIdlePendingDelay，乘2（最大为10min） mNextIdlePendingDelay = Math.min(mConstants.MAX_IDLE_PENDING_TIMEOUT, (long)(mNextIdlePendingDelay * mConstants.IDLE_PENDING_FACTOR)); if (mNextIdlePendingDelay < mConstants.IDLE_PENDING_TIMEOUT) { mNextIdlePendingDelay = mConstants.IDLE_PENDING_TIMEOUT; }mState = STATE_IDLE_MAINTENANCE; ........... //通知PMS等暂时退出了Idle状态，可以进行一些工作 //此时PMS enable一些非白名单WakeLock； NetworkPolicyManagerService开始允许应用的网络访问 mHandler.sendEmptyMessage(MSG_REPORT_IDLE_OFF); break; } }

上面的流程在注释里面已经很明白了，而我们在进入Deep idle时，发送了一个MSG_REPORT_IDLE_ON消息，我们看下面这个消息的处理和之前的MSG_REPORT_IDLE_ON_LIGHT一样的，关闭网络，禁止wakelock。

case MSG_REPORT_IDLE_ON: case MSG_REPORT_IDLE_ON_LIGHT: { EventLogTags.writeDeviceIdleOnStart(); final boolean deepChanged; final boolean lightChanged; if (msg.what = = MSG_REPORT_IDLE_ON) { deepChanged = mLocalPowerManager.setDeviceIdleMode(true); lightChanged = mLocalPowerManager.setLightDeviceIdleMode(false); } else { deepChanged = mLocalPowerManager.setDeviceIdleMode(false); lightChanged = mLocalPowerManager.setLightDeviceIdleMode(true); } try { mNetworkPolicyManager.setDeviceIdleMode(true); mBatteryStats.noteDeviceIdleMode(msg.what = = MSG_REPORT_IDLE_ON ? BatteryStats.DEVICE_IDLE_MODE_DEEP : BatteryStats.DEVICE_IDLE_MODE_LIGHT, null, Process.myUid()); } catch (RemoteException e) { } if (deepChanged) { getContext().sendBroadcastAsUser(mIdleIntent, UserHandle.ALL); } if (lightChanged) { getContext().sendBroadcastAsUser(mLightIdleIntent, UserHandle.ALL); } EventLogTags.writeDeviceIdleOnComplete(); } break;

而禁止alarm是通过调用如下函数，注意参数是true。参数是true会调用mAlarmManager.setIdleUntil函数。这样其他的alarm会被滞后（除非在白名单中）

scheduleAlarmLocked(mNextIdleDelay, true);

而每隔一段时间会进入Maintenance window的时间，此时是通过发送MSG_REPORT_IDLE_OFF消息，来恢复网络和wakelock。而这个时候之前设置的mAlarmManager.setIdleUntil的alarm也到期了，因此其他alarm也恢复了。但是这个时间只有5分钟，重新设置了alarm再次进入deep idle状态。

Idle总结当手机关闭屏幕或者拔掉电源的时候，手机开始判断是否进入Doze模式。
Doze模式分两种，第一种是light idle：
1.light idle
light idle在手机灭屏且没有充电状态下， 5分钟开始进入light idle流程。然后第一次进入LIGHT_STATE_INACTIVE流程时，会再定义一个10分钟的alarm。然后系统进入light idle状态。这个状态会使不是白名单的应用禁止访问网络，以及持wakelock锁。
2.deep idle
deep idle除了light idle的状态还会把非白名单中应用的alarm也禁止了。
此时，系统中非白名单的应用将被禁止访问网络，它们申请的Wakelock也会被disable。
从上面的代码可以看出，系统会周期性的退出Idle状态，进入到MAINTENANCE状态，集中处理相关的任务。
一段时间后，会重新再次回到IDLE状态。每次进入IDLE状态，停留的时间都会是上次的2倍，最大时间限制为6h。
当手机运动，或者点亮屏幕，插上电源等，系统都会重新返回到ACTIVIE状态。
这里盗用别人的一样图，但仅仅是deep idle的状态：

文章图片

（这里特别说明下， alarm和wakelock都是由DeviceIdleController主动调用相关接口设置的，而网络是调用了DeviceIdleController的getAppIdWhitelist接口来获取应用的白名单的，从而禁止非白名单访问网络。）

网络我们不分析了，之前我们在Android6.0时分析过idle状态下alarm和wakelock， 7.0稍微有点不一样，下面两篇博客重新分析下吧。