Android後臺排程任務與省電

I. Handler:

在程式存活的期間有效使用, Google官方推薦使用。

• 簡單易用。
• 穩定高效。

II. AlarmManager:

利用系統層級的鬧鐘服務(持有Wake lock)。

如果需要精確的定時任務，這個是最佳選擇。

1. 功能

• 在大概的時間間隔 執行/重複執行 指定任務。
• 指定精確的時間間隔執行任務。

2. 特徵

• 註冊以後，無論是自己的應用程式是否存在/元件是否存在，都會正常執行。
• 所有註冊的鬧鐘服務都會在系統重啟後復位，因此如果需要保證任務，就需要註冊RECEIVE_BOOT_COMPLETE，保證重啟後，可以重新將任務註冊到鬧鐘服務中。
• AlarmManager處理的是一個PendingIntent，因此通常是啟動一個服務，進行處理事務。

3. 備註

• 官方不建議網路請求相關的使用AlarmManager。
• 考慮到電量損耗，建議非特殊情況使用 大概時間的方式，這樣Android會盡量讓幾個任務打包在一起執行，防止頻繁的喚起手機。

III. Job Scheduler:

JobScheduler官方文件

建議網路相關任務放到Job Scheduler。

系統重啟以後，任務會依然保留在Job Scheduler當中。

只有在Api21或以上的系統支援

1. 優勢

• 更節省電量
• 更高效
• 更易用

2. 明確的指定特定場景下執行(JobInfo):

由於是將多個任務打包在一個場景下執行，因此執行有略微的延後；並且有期限，如果在期限內還沒有滿足特定情況，系統會將這些任務加入佇列，並且隨後會進行執行。

1. 裝置開始充電
2. 空閒
3. 連線上網路
4. 斷開網路

3. 介面型別

boolean onStartJob(JobParams params) {
    // 開始執行
    // 注意這個方法是在主執行緒執行的，如果是耗時操作請拋到獨立執行緒中
    // jobFinished(JobParameters params) // 在完成任務並且決定是否還需要定時執行更多工
    // return 是否是在獨立現在還有事務要執行
}

void onStopJob(){
    // 用於清理資料，在結束任務後被回撥。
}

IV. GCM

GCM Netwrok Manager實際上在 Api 21 或以上也是使用了 Job Scheduler，在此之前的版本使用的是Google Play Service中實現Job Scheduler的功能。

在GCMNetworkManager中有很多利於省點的規則。

1. 介面型別

• 通過 OneoffTask.Builder()與PeriodicTask.Builder()建立任務。
• GcmTaskService#onRunTask(TaskParams params)是在後臺執行緒執行的。

觸發場景與JobInfo中的一樣。

V. Sync Adapter

Transferring Data Using Sync Adapters

• 通常是用於同步較多的資料。
• 也許這是Job Scheduler API 21前比較好的替代品。

同步服務端與本地裝置中的資料。

1. 特徵

• 利於大資料同步。
• 不需要依賴Google Play Service。
• 省電穩定。
• 使用者可以通過設定中主動檢視同步的時間，以及觸發同步，或者關閉同步。
• API 7 或以上。

2. 備註

• 可繫結一個賬戶。
• 通過提供ContentProvider，並且與服務端同步的資料庫。
• 只有在存在網路的時候才觸發同步。

2. 在一定的場景下觸發同步

儘可能的打包所有需要同步的任務在一個週期中執行，以此來進行儘可能的節省手機電量。

• 服務端/裝置端資料發生變化。
• 手機閒置時。
• 一天。
• 如果同步失敗，會放到同步失敗的佇列中，在儘可能的時候進行同步。

VI. Doze Mode

Deep Doze Mode

API 23中直接稱其為Doze Mode。

無論Target SDK是多少，只要裝置是Android API 23或以上會啟用該模式。

1. 特徵

• 旨在: 在使用者離開裝置以後，儘可能的減少手機電量的消耗。
• 開發人員並不需要做特殊的適配，但是會對上面提到的所有Schedule的方式(Job Scheduler、AlarmManager、Syncs Adapter)進行影響。

通過移動視窗打包任務請求，並且間隔時間會越來越久。

2. 進入條件

會同時滿足以下情況過後一段時間(大約30分鐘)以後生效:

• 手機沒有在充電
• 螢幕被關閉
• 手機各方狀態保持穩定

退出條件是，進入條件中任意條件狀態發生變化。

3. 在兩個處理視窗之間的手機狀態

1. 對所有應用拒絕網路訪問。
2. 所有JobScheduler、Sync-Adapter、AlarmManager的任務都會被延後到視窗中執行。
3. 系統會拒絕所有來自應用的WAKE-LOCK
4. 停止所有Wifi以及GPS掃描
5. 減少位置事件從裝置檢測WiFi熱點。

Light Doze Mode

API 24 或以上會啟用該模式

1. 特徵

• 相比Deep Doze Mode，打包任務的頻率會更高些

2. 進入條件

會同事滿足以下情況後一段時間(大約幾分鐘)以後生效:

• 手機沒有在充電
• 螢幕被關閉
• 處於穩定狀態/不穩定狀態

或者在以下的條件:

• 處於Deep Doze Mode
• 螢幕關閉
• 手機沒有在充電
• 手機不再處於穩定狀態

3. 退出條件

• 螢幕開啟
• 手機開始充電
• 進入Deep Doze Mode

4. 在兩個處理視窗之間的手機狀態

• 對所有應用拒絕網路訪問。
• 所有JobScheduler與Sync-Adapter的任務都會被延後到視窗中執行。
• 不會對AlarmManager中的任務進行影響，但是將無網路訪問（如果你的任務需要網路訪問，是時候改用JobScheduler或Sync-Adapter，保證在任務視窗執行會有網路）

中斷/避開Doze

以下所有情況，Google官方都建議不在特殊情景，不要去使用，由於中斷了省電的規則。

1. AlarmManager

• 指定需要精確時間的事件: setAndAllowWhileIdle()、setExactAndAllowWhileIdle()。但是在非視窗期間並不解除無網路訪問的限制，並且只有10s的時間給予處理。
• 指定鬧鐘事件AlarmManager.setAlarmClock()的事件會在鬧鐘結束前，令系統短暫的完全退出Doze模式，並且正常處理事件，系統為了突顯該鬧鐘事件，將會在status bar上顯示物理鬧鐘的icon。

2. FCM/GCM

(Firebase Cloud Messaging，舊版中稱為Google Cloud Messaging(GCM))。

FCM/GCM中高優先順序的任務配置中("priority" : "high") 的訊息，在Doze模式下可以正常及時到達。

3. 白名單

白名單官方文件

官方建議可考慮加入白名單的情況

• 主動請求加入白名單，使用者同一以後加入白名單;
• 使用者也可以主動將App從白名單中刪除或新增應用;
• 應用可以通過isIgnoringBatteryOptimizations()來獲知是否在白名單中;
• 白名單的應用可以訪問網路與持有有效的WAKELOKE，但是其他Doze的約束依然存在(如延後的Job Scheduler、Syncs-Adapter、AlarmManager);

白名單的請求方式:

• 通過ACTION_IGNORE_BATTERY_OPTIMIZATION_SETTINGS開啟電量優化頁面，使用者可以通過搜尋來關閉應用的電量優化，以此加入白名單。
• 先持有REQUEST_IGNORE_BATTERY_OPTIMIZATIONS許可權，然後通過啟動IntentACTION_REQUEST_IGNORE_BATTERY_OPTIMIZATIONS直接彈出Dialog讓使用者關閉應用的電量優化，以此加入白名單。

4. 特殊情況

前臺服務(foreground-service)將不會受到Doze模式影響。

Doze模式測試

Google官方提供了一些adb命令用於測試Doze模式，而非需要通過等待來進入Doze模式的。

1. 進入Doze模式

• 準備一臺系統是在Android Nougat Devloper Preview4或以上版本的裝置。
• 將其連線連線到電腦。
• 通過 adb shell dumpsys battery unplug 命令讓裝置進入未連線充電的模式。
• 通過 adb shell dumpsys deviceidle step [light|deep] 強行進入Doze模式。

退出Doze模式，讓手機恢復正常需要復位充電模式: adb shell dumpsys battery reset。

2. 其他指令

• 獲取裝置狀態 adb shell dumpsys deviceidle get [light|deep|force|screen|charging|network]。

在Android Nougat Developer Preview 4中，Doze模式的狀態週期是:

Light: ACTIVE -> IDLE -> IDLE_MAINTENANCE -> OVERRIDE
Deep: ACTIVE -> IDLE_PENDING -> SENSING -> LOCATING -> IDLE -> IDLE_MAINTENANCE

• Choosing the Right Background Scheduler in Android
• Diving into Doze Mode for Developers

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