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一、前言
Android 中提供了很多系統的管理類，WindowManager 、ActivityManager、PowerManager 等，這些都是為了對一些系統的元件和服務進行管理，提供給開發者使用的。而 PowerManager 就是 Android 系統中，對電源狀態進行控制的一把管理類。
本文就 PowerManager 的做一個詳盡的介紹。
二、什麼是PowerManager
從名稱上也可以看出來 PowerManager 主要就是為了做電源狀態的管理。在實際開發過程中，我們使用PowerManager 主要是為了通過它獲取一個 WakeLock 物件，用於控制當前裝置的一些耗電操作。
首先要了解到，Google 一直在為 Android 系統省電做了特別大的努力，從最新的 Android O 的更新上就可以看出來，為了省電，最開發者做了非常多的限制。而在 Android 系統的裝置上，當手機靜置一段時間不去操作它之後，通常為了省電提高續航能力，會關閉手機螢幕或者降低手機螢幕的亮度、降低 CPU 頻率等。這是系統執行自發的一些行為，其實也是通過 PowerManager 進行管理的。
而如果我們需要自行調整這種行為，同樣也需要借用 PowerManager 這個類來進行操作。PowerManager 主要對三種資源進行管理：CPU、螢幕、鍵盤背光。 CPU 和螢幕，很好理解，而鍵盤背光最開始其實是指物理輸入鍵盤，但是在現在這個觸屏橫行的時代，基本上已經不存在了，可很多手機會做一些物理的 home、back 鍵，上面會有一些喚醒燈，其實也是通過 PowerManager 進行點亮和熄滅的管理的。
我們使用 PowerManager 其實也就是為了管理 CPU和螢幕資源，例如需要讓 CPU 在休眠狀態下依然保持高速的運算，在長期不動螢幕的時候，依然保持螢幕的常亮等等，接下來就讓我們看看如何使用 PowerManager 來對這些進行管理。
三、使用 PowerManager
1、PowerManager 的基本使用
既然節電是一個系統推薦的行為，那麼一般情況下，我們最好還是不要對其進行設定去操作它。但是如果一定需要操作的話，也最好使用級別最低的 WakeLock 鎖，並且在使用完成之後，立即釋放它。使用級別最低的 WakeLock 是非常有必要的，雖然為了方便，直接使用高階別的 WakeLock 的話，也是可以達到目的的，但是它將會更耗電，現在一些裝置上都有電量監控的 App ，它們會記錄耗電情況，並告知使用者所知。
PowerManager 的使用非常的簡單，可以通過 getSystemService() 方法來獲取它。
context.getSystemService(Context.POWER_SERVICE)
它將獲得一個 PowerManager 物件，如果需要獲取 WakeLock 物件，還需要使用 newWakeLock() 方法。
WakeLock 這個類沒有提供公有的構造方法，所以只能通過 newWakeLock() 來獲取。可以看到 newWakeLock() 需要的引數，其中 levelAndFlags 就是 WakeLock 的級別，後面我們會講解到。
而在其中，還會呼叫 validateWakeLockParameters() 方法，它主要是對引數進行一些校驗。
下面看看 WakeLock 使用的一個 Demo：
可以看到，使用 acquire() 獲取 WakeLock ，在使用完成之後，必須呼叫 release() 對 WakeLock 進行釋放。
為了正確的使用 WakeLock ，還需要在 AndroidManifest.xml 檔案中宣告 WAKE_LOCK 許可權。
<uses-permission android:name="android.permission.WAKE_LOCK" />
2、WakeLock 的 level 和 flag
前面提到 newWakeLock() 方法需要傳遞一個 levelAndFlags 的引數，用於標記當前需要持有的 WakeLock 的 級別和標識，也就是說 WakeLock 是通過 level 和 Flag 來唯一確定一個行為的，它們可以通過或運算子『|』進行拼接。
下面我們先看看關於 Level 的設定，Level 在 Android 的版本中，經過了多次調整，很多 Level 其實已經被廢棄了，這裡只對一些常用的 Level 進行介紹。
未被廢棄的 Level 引數：
- PARTIAL_WAKE_LOCK : 使 CPU 保持高效能執行，而螢幕和鍵盤背光可以被關閉。通常推薦使用它。
- PROXIMITY_SCREEN_OFF_WAKE_LOCK：用於和接近感測器配合使用，來實現電話類 App 中，手機貼近耳朵的時候，將螢幕關閉的功能，而離開的時候，又使螢幕兩期的功能。這個 level 在 API 21 之後才被開放出來，之前都是處於 @hide 的狀態。
已經被廢棄的 Level 引數：
- SCREEN_DIM_WAKE_LOCK：只限制螢幕，保證亮起，但是允許它亮度變低。
- SCREEN_BRIGHT_WAKE_LOCK：保證螢幕最高亮，但是鍵盤背光燈允許熄滅。
- FULL_WAKE_LOCK：保證螢幕最高亮度，並且鍵盤背光燈不允許熄滅。
仔細找規律，可以發現這幾個被廢棄的 Level 引數，都是用於限制螢幕常亮的，而當使用者主動按下電源鍵進行鎖屏的時候，這些 WakeLock 都將被系統給隱式釋放，導致鎖定的螢幕和 CPU都被關閉。除了 SCREEN_BRIGHT_WAKE_LOCK 是在 API 13 被標記廢棄之外，其他兩個都是在 API 17 中被標記廢棄的。
既然這些 Level 引數都已經被標記為 @Deprecated 了，那麼我們最好還是不要使用它。而有時候我們又需要在無操作的時候，依然保持螢幕常亮，Google 官方既然有廢棄的 Level 引數，同時也提供瞭解決方案。
可以使用 FLAG_KEEP_SCREEN_ON 來標記視窗，它會比 FULL_WAKE_LOCK 這些與螢幕相關的 WakeLock 更好，因為它會對螢幕進行隱式的正確管理，就無需我們自己去管理螢幕的亮度狀態，同時它是不需要我們在 AndroidManifest.xml 檔案中，額外的申請 WAKE_LOCK 許可權。
FLAG_KEEP_SCREEN_ON 是被定義在 WindowManager.LayoutParams 中的，下面是使用示例。
getWindow().addFlags(WindowManager.LayoutParams.FLAG_KEEP_SCREEN_ON);複製程式碼前面提到 newWakeLock() 可以配置 level 之外，還可以組合配置一個 Flag 引數，在 PowerManager 中，定義了兩個 Flag。
- ACQUIRE_CAUSES_WAKEUP：它與 level 配合，可以使螢幕亮起。level 只是用於保持一個鎖，例如保持螢幕常亮，但是它只是一個持續保持的過程，如果呼叫 acquire() 的時候，螢幕已經熄滅，就需要額外新增 ACQUIRE_CAUSES_WAKEUP 將其點亮。需要注意的是，它不能和 PARTIAL_WAKE_LOCK 同時使用。
- ON_AFTER_RELEASE：它與 level 配合，標記如果釋放 WakeLock 的時候，螢幕處於亮著的狀態，則在釋放 WakeLock 之後，再讓螢幕保持亮一小會而，而如果釋放 WakeLock 的時候，螢幕已經熄滅，則不會有任何動作。
3、WakeLock 的一些方法
使用 level | flag 的組合形式，就可以獲取到一個 WakeLock 物件，雖然前面介紹了 WakeLock 的簡單使用，但是它實際上還有一些跟複雜的 API ，供我們使用。
- void acquire() : 獲取 WakeLock。
- void acquire(long timeOut) ：獲取 WakeLock ，同時設定一個超時時間，當超過 timeOut 設定的時長之後，系統會自動釋放 WakeLock，不需要額外呼叫 release()。
- release() ：釋放獲取的 WakeLock。
- release(int flag)：釋放獲取的 WakeLock，並設定一個 Flag 標識。其實 Flag 的取值，暫時只有 RELEASE_FLAG_WAIT_FOR_NO_PROXIMITY ，它表示在獲取 PROXIMITY_SCREEN_OFF_WAKE_LOCK 喚醒說的時候，如果當前感測器標記仍然有物品在靠近，則延遲到物品裡去的時候再釋放這個 WakeLock。
- boolean isHeld()：判斷當前 WakeLock 是否已經被獲取。
- void setReferenceCounted(boolean value)：它標記是否對 WakeLock 資源使用引用計數，它的預設值是 true。
PowerManager 對 WakeLock 資源設定為一個引用計數的方式進行標記管理，也就是說，呼叫一次 acquire() 獲取 WakeLock 就必須呼叫一次 release() 釋放 WakeLock 才能真正的將其釋放掉。而如果 release() 一個沒有 acquire() 的 WakeLock 物件，則會丟擲一個 RuntimeException 異常，表示 WakeLock under-locked。
這是一個預設行為，可以通過 setReferenceCounted() 方法對 mRefCounted 其進行改變，mRefCounted 預設為 true。從原始碼上可以看到，當 mRefCounted 為 true 的時候，只有在第一次 acquire() 的時候才會真實的呼叫 IPowerManager.acquireWakeLock() 獲取 WakeLock，並增加引用計數，在最後一次 release() 的時候，才會真實呼叫 IPowerManager.releaseWakeLock() 進行釋放 WakeLock，也就是說，是否真的獲取和釋放 WakeLock 取決於是否呼叫到 IPowerManager 的方法了。而 setReferenceCouned() 方法可以改變這種預設的設定，讓每次的 acquire() 和 release() 都去呼叫 IPowerManager 的對應方法。
下面看看相關原始碼。
可以看到，在 acquireLocked() 方法中，mCount++ == 0
表示 mCount 會在呼叫之後自增 ，這樣的語法表示只有在第一次 mCount 等於 0 的時候，才會命中 if 條件，執行 IPowerManager.acquireLocked() 方法。
而在 release() 方法中，同樣在 --mCount ==0 在判斷 mCount 之前做了一個自減的操作，表示只有在最後一次 release() 才會真實的呼叫 IPowerManager.releaseWakeLock() 方法。
四、PowerManager 不止有 WakeLock
雖然我們大部分時間，使用 PowerManager 就是為了獲取一個 WakeLock 物件進行操作，但是實際上 PowerManager 也提供了一些方法，用於我們判斷當前的電池管理狀態。
但是 PowerManager 中的方法，不是被標記為 @hide 就是需要額外的許可權，可供我們直接使用的方法非常少，@hide 的方法我們可以使用反射的方式呼叫，但是需要額外許可權的方法，就沒辦法去繞過它了。
這裡只是介紹幾個常用的比較有特點的 API：
- boolean isScreenOn() ：判斷當前螢幕是否亮著，只要不是鎖屏狀態，都算亮著。而同時在 API 20 中被廢棄，推薦使用 isInteractive().
- boolean isInteractive() : 判斷當前螢幕是否亮著，在 API 20 中被新增。
- boolean isWakeLockLevelSupported(int level)：因為有一些 Level 需要許可權才能獲取，所以這個方法用於檢查當前是否有 level 許可權。
- void reboot()：重啟裝置，需要 REBOOT 許可權，這是一個系統許可權。
- boolean isPowerSaveMode() ：判斷當前裝置是否處於一個省電模式下，在省電模式下，我們應該儘量減少耗電操作。
- boolean isDeviceIdleMode()：判斷當前裝置是否處於空閒狀態。在空閒狀態下，我們可以做一些後臺操作。
- void shutdown() : 這是一個 @hide 的方法，可以使用它將裝置關機。
- void goToSleep() ：讓裝置去休眠。需要 DEVICE_POWER 許可權，這是一個系統許可權。
- void wakeUp()：強行將裝置從休眠中喚醒，需要 DEVICE_POWER 許可權，這是一個系統許可權。