PowerManagerService之喚醒鎖的使用獲取創(chuàng)建示例解析
更新時間：2022年10月28日 09:03:37 作者：大胃粥
這篇文章主要為大家介紹了PowerManagerService之喚醒鎖的使用獲取創(chuàng)建示例解析，有需要的朋友可以借鑒參考下，希望能夠有所幫助，祝大家多多進步，早日升職加薪
前言
在開發(fā)中，或多或少會使用喚醒鎖(wake lock)，有的是為了保持屏幕長亮，有的是為了保持 CPU 運行。
喚醒鎖的本質(zhì)，其實是對屏幕狀態(tài)的控制，以及對 CPU 掛起的控制。
屏幕狀態(tài)的控制，指的是保持屏幕處于點亮的狀態(tài)，或者直接喚醒屏幕，或者延長亮屏?xí)r間。
CPU 掛起的控制，指的是否阻止 CPU 掛起，如果阻止了 CPU 掛起，其實就是保持 CPU 運行。
本文重點分析喚醒鎖是如何實現(xiàn)對屏幕狀態(tài)的控制，以及對 CPU 掛起的控制。
本文仍以前面的三篇文章為基礎(chǔ)，重復(fù)的過程不會分析，只會簡要概述，因此請讀者務(wù)必仔細閱讀如下三篇文章
使用喚醒鎖
首先介紹下如何使用喚醒鎖，如下
PowerManager pm = mContext.getSystemService(PowerManager.class);
// 1. 創(chuàng)建喚醒鎖
// 保持屏幕處于點亮狀態(tài)，但是允許變暗
PowerManager.WakeLock wl = pm.newWakeLock(
PowerManager.SCREEN_DIM_WAKE_LOCK
| PowerManager.ON_AFTER_RELEASE,
TAG);
// 2. 獲取喚醒鎖
wl.acquire();
// ... 執(zhí)行任務(wù) ...
// 3. 釋放喚醒鎖
wl.release();
使用喚醒鎖的步驟為
- 創(chuàng)建喚醒鎖
- 獲取喚醒鎖
- 在不需要喚醒鎖的時候，釋放它。
注意，使用喚醒時，還需要在 AndroidManifest.xml 中聲明權(quán)限 android.Manifest.permission.WAKE_LOCK。
創(chuàng)建喚醒鎖
首先介紹下創(chuàng)建喚醒鎖的API
// PowerManager.java
public WakeLock newWakeLock(int levelAndFlags, String tag) {
validateWakeLockParameters(levelAndFlags, tag);
return new WakeLock(levelAndFlags, tag, mContext.getOpPackageName(),
Display.INVALID_DISPLAY);
}
參數(shù) levelAndFlags 是由 level 和 flag 以按位或的方式組成，其中必須指定一個 level，但是 flag 是可選的。
第三方 app 能使用的 level 有如下幾個
| level | 描述 |
|---|---|
| PARTIAL_WAKE_LOCK | 保證 CPU 運行，但是屏幕和鍵盤背光可以關(guān)閉 |
| FULL_WAKE_LOCK | 保證屏幕和鍵盤背光處于最大亮度 |
| SCREEN_DIM_WAKE_LOCK | 確保屏幕處于點亮狀態(tài)，但是可以變暗，鍵盤背光允許關(guān)閉 |
| SCREEN_BRIGHT_WAKE_LOCK | 確認(rèn)屏幕處于最大亮度，但是鍵盤背光允許關(guān)閉 |
| PROXIMITY_SCREEN_OFF_WAKE_LOCK | 當(dāng)距離傳感器檢測到物體靠近時，滅屏，檢測到物體遠離時，點亮屏幕 |
注意，F(xiàn)ULL_WAKE_LOCK 、SCREEN_DIM_WAKE_LOCK、SCREEN_BRIGHT_WAKE_LOCK 不僅會使屏幕處于點亮狀態(tài)，同時也會保持 CPU 處于運行狀態(tài)，我們將在后面的分析得到驗證。
第三方 app 能使用的 flag 有如下幾個
| flag | 描述 |
|---|---|
| ACQUIRE_CAUSES_WAKEUP | 當(dāng)喚醒鎖被獲取時，點亮屏幕 |
| ON_AFTER_RELEASE | 當(dāng)喚醒鎖被釋放時，如果屏幕處于點亮的狀態(tài)，那么延長亮屏的時間 |
注意，ACQUIRE_CAUSES_WAKEUP 和 ON_AFTER_RELEASE 要配合屏幕喚醒鎖 FULL_WAKE_LOCK, SCREEN_BRIGHT_WAKE_LOCK, SCREEN_DIM_WAKE_LOCK一起使用。我們將在后面的分析得到驗證。
這里介紹的 level 和 flag 只適用于第三方 app 使用，其實系統(tǒng)還定義了一些，用于完成特殊的功能。
參數(shù) tag，名字其實可以隨意，但是官方說，最好以 app:mytag 的方式命名，例如 gmail:mytag。
參數(shù)介紹完了，我現(xiàn)在想提另外一個話題，與多屏相關(guān)。 不知從何時起，Android 把多屏進行了分組，內(nèi)置的屏幕是在默認(rèn)的分組中。PowerManager#newWakeLock(int levelAndFlags, String tag) 這個 API 會作用于所有的屏幕分組，但是如果我們想指定某組顯示屏呢，那么需要使用下面的 API，但是它是系統(tǒng) API
// PowerManager.java
/**
* @hide
*/
public WakeLock newWakeLock(int levelAndFlags, String tag, int displayId) {
validateWakeLockParameters(levelAndFlags, tag);
return new WakeLock(levelAndFlags, tag, mContext.getOpPackageName(), displayId);
}
參數(shù) displayId 其實應(yīng)該叫做 display group id，它表示喚醒鎖作用于指定分組顯示屏。
現(xiàn)在看下 WakeLock 的構(gòu)造函數(shù)
// PowerManager.java
WakeLock(int flags, String tag, String packageName, int displayId) {
mFlags = flags;
mTag = tag;
mPackageName = packageName;
mToken = new Binder();
mTraceName = "WakeLock (" + mTag + ")";
mDisplayId = displayId;
}
構(gòu)造函數(shù)就是簡單保存幾個參數(shù)，但是有一點需要注意，mToken 是一個 Binder，它會傳給服務(wù)端 PowerManagerService，服務(wù)端會注冊它的死亡事件。那么這個 Binder 對象其實就是為了監(jiān)控服務(wù)端進程的生死。這個技術(shù)大家要學(xué)會，我曾經(jīng)用這個技術(shù)優(yōu)化過自己寫的服務(wù)端代碼。
獲取喚醒鎖
// PowerManager.java
public void acquire() {
synchronized (mToken) {
acquireLocked();
}
}
public void acquire(long timeout) {
synchronized (mToken) {
acquireLocked();
// 發(fā)送一個延時消息，自動釋放喚醒鎖
mHandler.postDelayed(mReleaser, timeout);
}
}
private void acquireLocked() {
mInternalCount++;
mExternalCount++;
// mRefCounted 默認(rèn)為 true，它表示對喚醒鎖引用計數(shù)
if (!mRefCounted || mInternalCount == 1) {
mHandler.removeCallbacks(mReleaser);
Trace.asyncTraceBegin(Trace.TRACE_TAG_POWER, mTraceName, 0);
try {
mService.acquireWakeLock(mToken, mFlags, mTag, mPackageName, mWorkSource,
mHistoryTag, mDisplayId);
} catch (RemoteException e) {
throw e.rethrowFromSystemServer();
}
mHeld = true;
}
}
獲取喚醒鎖時，可以指定一個超時時間，如果時間到了，喚醒鎖還沒有釋放，那么會自動釋放喚醒鎖。
默認(rèn)的情況下，喚醒鎖是計數(shù)的。如果多次獲取喚醒鎖，需要進行相應(yīng)次數(shù)的釋放。
而如果通過 wakeLock.setReferenceCounted(false) 設(shè)置喚醒鎖為不計數(shù)
// PowerManager.java
public void setReferenceCounted(boolean value) {
synchronized (mToken) {
mRefCounted = value;
}
}
那么多次獲取喚醒鎖后，只需要釋放一次。
現(xiàn)在讓我們看下服務(wù)端 PowerManagerService 是如何獲取喚醒鎖的
// PowerManagerService.java
public void acquireWakeLock(IBinder lock, int flags, String tag, String packageName,
WorkSource ws, String historyTag, int displayId) {
// ... 省略權(quán)限檢測
try {
acquireWakeLockInternal(lock, displayId, flags, tag, packageName, ws, historyTag,
uid, pid);
} finally {
Binder.restoreCallingIdentity(ident);
}
}
private void acquireWakeLockInternal(IBinder lock, int displayId, int flags, String tag,
String packageName, WorkSource ws, String historyTag, int uid, int pid) {
synchronized (mLock) {
// ... 省略顯示屏分組的檢測
WakeLock wakeLock;
int index = findWakeLockIndexLocked(lock);
boolean notifyAcquire;
if (index >= 0) { // 喚醒鎖已經(jīng)存在
// ...
} else { // 喚醒鎖不存在
// mUidState 由 ActivityManagerService 同步給 PowerManagerService
// UidState 代表一個 app 進程的狀態(tài)
UidState state = mUidState.get(uid);
if (state == null) {
state = new UidState(uid);
state.mProcState = ActivityManager.PROCESS_STATE_NONEXISTENT;
mUidState.put(uid, state);
}
// 保存喚醒鎖的數(shù)量
state.mNumWakeLocks++;
// 1. 創(chuàng)建喚醒鎖
wakeLock = new WakeLock(lock, displayId, flags, tag, packageName, ws, historyTag,
uid, pid, state);
try {
// 2. 監(jiān)聽客戶端進程的死亡
// 當(dāng)客戶端進程死亡時，釋放它所申請的喚醒鎖
lock.linkToDeath(wakeLock, 0);
} catch (RemoteException ex) {
throw new IllegalArgumentException("Wake lock is already dead.");
}
// 3. 保存喚醒鎖
mWakeLocks.add(wakeLock);
// 4. 更新喚醒鎖 PowerManager.PARTIAL_WAKE_LOCK 的 disable 狀態(tài)
setWakeLockDisabledStateLocked(wakeLock);
notifyAcquire = true;
}
// 5. 處理 PowerManager.ACQUIRE_CAUSES_WAKEUP 喚醒鎖亮屏的情況
applyWakeLockFlagsOnAcquireLocked(wakeLock, uid);
// 6. 標(biāo)記喚醒鎖已經(jīng)改變
mDirty |= DIRTY_WAKE_LOCKS;
// 7. 更新電源狀態(tài)
updatePowerStateLocked();
if (notifyAcquire) {
// 記錄喚醒鎖
notifyWakeLockAcquiredLocked(wakeLock);
}
}
}
先大致了解下，首次向 PowerManagerService 申請喚醒鎖的過程
- 創(chuàng)建服務(wù)端的 WakeLock。
- 監(jiān)聽客戶端傳遞過來的 Binder 的死亡事件，其實就是監(jiān)聽客戶端進程的死亡。當(dāng)客戶端進程死亡時，釋放它所申請的喚醒鎖。
- PowerManagerService 使用 ArrayList< WakeLock > mWakeLocks 保存創(chuàng)建的喚醒鎖。
更新喚醒鎖 PowerManager.PARTIAL_WAKE_LOCK 的 disable 狀態(tài)，因此有些情況下，是不允許獲取這種喚醒鎖的，這些特殊情況如下
private boolean setWakeLockDisabledStateLocked(WakeLock wakeLock) {
if ((wakeLock.mFlags & PowerManager.WAKE_LOCK_LEVEL_MASK)
== PowerManager.PARTIAL_WAKE_LOCK) {
boolean disabled = false;
final int appid = UserHandle.getAppId(wakeLock.mOwnerUid);
if (appid >= Process.FIRST_APPLICATION_UID) {
// Cached inactive processes are never allowed to hold wake locks.
// 1. 緩存的不活躍的進程的喚醒鎖需要disable
if (mConstants.NO_CACHED_WAKE_LOCKS) {
disabled = mForceSuspendActive
|| (!wakeLock.mUidState.mActive && wakeLock.mUidState.mProcState
!= ActivityManager.PROCESS_STATE_NONEXISTENT &&
wakeLock.mUidState.mProcState > ActivityManager.PROCESS_STATE_RECEIVER);
}
if (mDeviceIdleMode) {
// 2. idle 模式下，不處理白名單的進程的喚醒鎖，也需要 disable
final UidState state = wakeLock.mUidState;
if (Arrays.binarySearch(mDeviceIdleWhitelist, appid) < 0 &&
Arrays.binarySearch(mDeviceIdleTempWhitelist, appid) < 0 &&
state.mProcState != ActivityManager.PROCESS_STATE_NONEXISTENT &&
state.mProcState >
ActivityManager.PROCESS_STATE_BOUND_FOREGROUND_SERVICE) {
disabled = true;
}
}
}
// 3. 更新喚醒鎖的 disable 狀態(tài)
if (wakeLock.mDisabled != disabled) {
wakeLock.mDisabled = disabled;
return true;
}
}
return false;
}
處理 PowerManager.ACQUIRE_CAUSES_WAKEUP 喚醒鎖亮屏的情況。
private void applyWakeLockFlagsOnAcquireLocked(WakeLock wakeLock, int uid) {
// 注意，PowerManager.ACQUIRE_CAUSES_WAKEUP 要與如下幾個屏幕鎖一起使用才有效
// PowerManager.FULL_WAKE_LOCK
// PowerManager.SCREEN_BRIGHT_WAKE_LOCK
// PowerManager.SCREEN_DIM_WAKE_LOCK
if ((wakeLock.mFlags & PowerManager.ACQUIRE_CAUSES_WAKEUP) != 0
&& isScreenLock(wakeLock)) {
String opPackageName;
int opUid;
if (wakeLock.mWorkSource != null && !wakeLock.mWorkSource.isEmpty()) {
// ...
} else {
opPackageName = wakeLock.mPackageName;
opUid = wakeLock.mOwnerUid;
}
for (int id : mDisplayGroupPowerStateMapper.getDisplayGroupIdsLocked()) {
// 更新 wakefulness 為 WAKEFULNESS_AWAKE
wakeDisplayGroupNoUpdateLocked(id, mClock.uptimeMillis(),
PowerManager.WAKE_REASON_APPLICATION, wakeLock.mTag,
opUid, opPackageName, opUid);
}
}
}
注意，PowerManager.ACQUIRE_CAUSES_WAKEUP 是要下屏幕鎖一直使用，屏幕鎖為 PowerManager.FULL_WAKE_LOCK、PowerManager.SCREEN_BRIGHT_WAKE_LOCK、PowerManager.SCREEN_DIM_WAKE_LOCK。很顯然，這些屏幕鎖，都是保持屏幕處于點亮的狀態(tài)。
根據(jù)前面的文章，wakeDisplayGroupNoUpdateLocked() 其實就是更新 wakefulness 為 WAKEFULNESS_AWAKE。當(dāng)后面更新電源狀態(tài)時，會向 DisplayManagerService 發(fā)起屏幕請示，從而進行亮屏。這個過程，請讀者參考前面的文章，自行分析。
- 標(biāo)記喚醒鎖已經(jīng)改變。
- 更新電源狀態(tài)，根據(jù) mDirty 處理喚醒鎖的改變 。
現(xiàn)在來看下最后一步，更新電源狀態(tài)
// PowerManagerService.java
private void updatePowerStateLocked() {
if (!mSystemReady || mDirty == 0) {
return;
}
// 注意這里的技術(shù)，線程可以判斷是否獲取了某個鎖
if (!Thread.holdsLock(mLock)) {
Slog.wtf(TAG, "Power manager lock was not held when calling updatePowerStateLocked");
}
Trace.traceBegin(Trace.TRACE_TAG_POWER, "updatePowerState");
try {
// Phase 0: Basic state updates.
updateIsPoweredLocked(mDirty);
updateStayOnLocked(mDirty);
updateScreenBrightnessBoostLocked(mDirty);
// Phase 1: Update wakefulness.
// Loop because the wake lock and user activity computations are influenced
// by changes in wakefulness.
final long now = mClock.uptimeMillis();
int dirtyPhase2 = 0;
for (;;) {
int dirtyPhase1 = mDirty;
dirtyPhase2 |= dirtyPhase1;
mDirty = 0;
// 1. 歸納喚醒鎖
updateWakeLockSummaryLocked(dirtyPhase1);
// 更新用戶行為
updateUserActivitySummaryLocked(now, dirtyPhase1);
updateAttentiveStateLocked(now, dirtyPhase1);
if (!updateWakefulnessLocked(dirtyPhase1)) {
break;
}
}
// Phase 2: Lock profiles that became inactive/not kept awake.
updateProfilesLocked(now);
// Phase 3: Update display power state.
// 2. 更新顯示屏的電源狀態(tài)
final boolean displayBecameReady = updateDisplayPowerStateLocked(dirtyPhase2);
// Phase 4: Update dream state (depends on display ready signal).
updateDreamLocked(dirtyPhase2, displayBecameReady);
// Phase 5: Send notifications, if needed.
finishWakefulnessChangeIfNeededLocked();
// Phase 6: Update suspend blocker.
// Because we might release the last suspend blocker here, we need to make sure
// we finished everything else first!
// 3. 喚醒鎖保持 CPU 運行
updateSuspendBlockerLocked();
} finally {
Trace.traceEnd(Trace.TRACE_TAG_POWER);
}
}
與喚醒鎖相關(guān)的主要流程如下
- 歸納喚醒鎖。這個過程會把所有的喚醒鎖整合到一起，它會影響請求策略，也就是會影響屏幕最終狀態(tài)。并用它也會決定是否阻止CPU掛起，也就是是否保持CPU運行。詳見【歸納喚醒鎖】
- 更新電源狀態(tài)。根據(jù)前面的文章可知，屏幕的最終狀態(tài)是由請求的策略所決定的，而喚醒鎖可以響應(yīng)策略。詳見【更新請求策略】
- 如果有喚醒鎖需要保證 CPU 運行，那么 PMS 會向底層獲取鎖，保證 CPU 運行。詳見【喚醒鎖保持 CPU 運行】
歸納喚醒鎖
private void updateWakeLockSummaryLocked(int dirty) {
if ((dirty & (DIRTY_WAKE_LOCKS | DIRTY_WAKEFULNESS | DIRTY_DISPLAY_GROUP_WAKEFULNESS))
!= 0) {
//1. wake lock summary 清 0
mWakeLockSummary = 0;
final int numProfiles = mProfilePowerState.size();
for (int i = 0; i < numProfiles; i++) {
mProfilePowerState.valueAt(i).mWakeLockSummary = 0;
}
for (int groupId : mDisplayGroupPowerStateMapper.getDisplayGroupIdsLocked()) {
mDisplayGroupPowerStateMapper.setWakeLockSummaryLocked(groupId, 0);
}
// 2. 獲取 wake lock summary
int invalidGroupWakeLockSummary = 0;
final int numWakeLocks = mWakeLocks.size();
// 遍歷所有的 WakeLock
for (int i = 0; i < numWakeLocks; i++) {
final WakeLock wakeLock = mWakeLocks.get(i);
final Integer groupId = wakeLock.getDisplayGroupId();
if (groupId == null) {
continue;
}
// 把 PowerManager 定義的 WakeLock flag 轉(zhuǎn)化為 PowerManagerService 定義的 WakeLock flag
final int wakeLockFlags = getWakeLockSummaryFlags(wakeLock);
// 更新 PMS 的 mWakeLockSummary
mWakeLockSummary |= wakeLockFlags;
if (groupId != Display.INVALID_DISPLAY_GROUP) {
int wakeLockSummary = mDisplayGroupPowerStateMapper.getWakeLockSummaryLocked(
groupId);
wakeLockSummary |= wakeLockFlags;
mDisplayGroupPowerStateMapper.setWakeLockSummaryLocked(groupId,
wakeLockSummary);
} else {
// 沒有指定 group id 的喚醒鎖，保存到 invalidGroupWakeLockSummary
invalidGroupWakeLockSummary |= wakeLockFlags;
}
for (int j = 0; j < numProfiles; j++) {
// ...
}
} // 遍歷所有 WakeLock 結(jié)束
// 3. 調(diào)整的 wake lock summary
for (int groupId : mDisplayGroupPowerStateMapper.getDisplayGroupIdsLocked()) {
// 從這里可以看出，invalidGroupWakeLockSummary 應(yīng)用到了所有的 display group 中
// 因此，在獲取 WakeLock 沒有指定 group id 時，這個 WakeLock 是應(yīng)用到所有的 display group 上
final int wakeLockSummary = adjustWakeLockSummaryLocked(
mDisplayGroupPowerStateMapper.getWakefulnessLocked(groupId),
invalidGroupWakeLockSummary
| mDisplayGroupPowerStateMapper.getWakeLockSummaryLocked(groupId));
mDisplayGroupPowerStateMapper.setWakeLockSummaryLocked(groupId, wakeLockSummary);
}
mWakeLockSummary = adjustWakeLockSummaryLocked(getWakefulnessLocked(),
mWakeLockSummary);
for (int i = 0; i < numProfiles; i++) {
// ...
}
}
}
這里的邏輯很清晰，其實就是遍歷所有的喚醒鎖，然后歸納保存到 mWakeLockSummary。當(dāng)然這其中有幾個重要的函數(shù)需要搞清楚
通過 getWakeLockSummaryFlags() 把 PowerManager 定義的喚醒鎖轉(zhuǎn)化為 PowerManagerService 定義的喚醒鎖
private int getWakeLockSummaryFlags(WakeLock wakeLock) {
switch (wakeLock.mFlags & PowerManager.WAKE_LOCK_LEVEL_MASK) {
// 這個喚醒鎖用于保持 CPU 運行
case PowerManager.PARTIAL_WAKE_LOCK:
// disabled 狀態(tài)的喚醒鎖，是不能保證 CPU 運行的
if (!wakeLock.mDisabled) {
return WAKE_LOCK_CPU;
}
break;
// 以下三個喚醒鎖用于保持屏幕處于點亮狀態(tài)
case PowerManager.FULL_WAKE_LOCK:
return WAKE_LOCK_SCREEN_BRIGHT | WAKE_LOCK_BUTTON_BRIGHT;
case PowerManager.SCREEN_BRIGHT_WAKE_LOCK:
return WAKE_LOCK_SCREEN_BRIGHT;
case PowerManager.SCREEN_DIM_WAKE_LOCK:
return WAKE_LOCK_SCREEN_DIM;
// 用距離傳感器進行滅屏、亮屏
case PowerManager.PROXIMITY_SCREEN_OFF_WAKE_LOCK:
return WAKE_LOCK_PROXIMITY_SCREEN_OFF;
// PowerManager.DOZE_WAKE_LOCK 由 DreamManagerService 獲取
// 它使設(shè)備真正進入打盹狀態(tài)
case PowerManager.DOZE_WAKE_LOCK:
return WAKE_LOCK_DOZE;
// 由 window manager 獲取，允許應(yīng)用在系統(tǒng)doze狀態(tài)下能夠繪制
case PowerManager.DRAW_WAKE_LOCK:
return WAKE_LOCK_DRAW;
}
return 0;
}
通過 adjustWakeLockSummaryLocked() 調(diào)整歸納的喚醒鎖
private static int adjustWakeLockSummaryLocked(int wakefulness, int wakeLockSummary) {
// 系統(tǒng)處于 非doze 狀態(tài)，PowerManager.DOZE_WAKE_LOCK 和 PowerManager.DRAW_WAKE_LOCK 無效
// 看來，這兩個鎖只有當(dāng)系統(tǒng)處于 doze 狀態(tài)，才有效果
if (wakefulness != WAKEFULNESS_DOZING) {
wakeLockSummary &= ~(WAKE_LOCK_DOZE | WAKE_LOCK_DRAW);
}
// 系統(tǒng)處于休眠或者doze狀態(tài)下，如下三個保持屏幕點亮狀態(tài)的鎖是無效的
// PowerManager.FULL_WAKE_LOCK
// PowerManager.SCREEN_BRIGHT_WAKE_LOCK
// PowerManager.SCREEN_DIM_WAKE_LOCK
if (wakefulness == WAKEFULNESS_ASLEEP
|| (wakeLockSummary & WAKE_LOCK_DOZE) != 0) {
wakeLockSummary &= ~(WAKE_LOCK_SCREEN_BRIGHT | WAKE_LOCK_SCREEN_DIM
| WAKE_LOCK_BUTTON_BRIGHT);
// 甚至，當(dāng)系統(tǒng)處于休眠狀態(tài)，PowerManager.PROXIMITY_SCREEN_OFF_WAKE_LOCK 無法喚醒屏幕
if (wakefulness == WAKEFULNESS_ASLEEP) {
wakeLockSummary &= ~WAKE_LOCK_PROXIMITY_SCREEN_OFF;
}
}
// 如下三個保持屏幕點亮狀態(tài)的鎖
// PowerManager.FULL_WAKE_LOCK
// PowerManager.SCREEN_BRIGHT_WAKE_LOCK
// PowerManager.SCREEN_DIM_WAKE_LOCK
// 當(dāng)系統(tǒng)處于喚醒狀態(tài)或者屏保狀態(tài)，這兩個其實都是亮屏狀態(tài)
// 需要保證 CPU 運行，也就是下面添加的 WAKE_LOCK_CPU
// 并且系統(tǒng)處于喚醒狀態(tài)時，還要屏幕長亮，這正好符合上面三個喚醒鎖的定義
if ((wakeLockSummary & (WAKE_LOCK_SCREEN_BRIGHT | WAKE_LOCK_SCREEN_DIM)) != 0) {
// 并且如果系統(tǒng)處理喚醒狀態(tài)，還要保持長亮
if (wakefulness == WAKEFULNESS_AWAKE) {
wakeLockSummary |= WAKE_LOCK_CPU | WAKE_LOCK_STAY_AWAKE;
} else if (wakefulness == WAKEFULNESS_DREAMING) { // 系統(tǒng)處于屏保狀態(tài)
wakeLockSummary |= WAKE_LOCK_CPU;
}
}
// 系統(tǒng)處于 doze 狀態(tài)，PowerManager.DRAW_WAKE_LOCK 需要保持 CPU 運行
if ((wakeLockSummary & WAKE_LOCK_DRAW) != 0) {
wakeLockSummary |= WAKE_LOCK_CPU;
}
return wakeLockSummary;
}
調(diào)整歸納的喚醒鎖，其實就是針對系統(tǒng)處于不同的狀態(tài)，去掉一些不兼容的喚醒鎖或者添加一些合適的鎖。
例如，前面說過，PowerManager.FULL_WAKE_LOCK、PowerManager.SCREEN_BRIGHT_WAKE_LOCK、PowerManager.SCREEN_DIM_WAKE_LOCK 不僅僅要保持屏幕的亮度，而且還要保持 CPU 運行，這里就可以看出端倪。
更新請求策略
通過前面的文章可知，屏幕最終的狀態(tài)是通過請求策略控制的，函數(shù)如下
int getDesiredScreenPolicyLocked(int groupId) {
final int wakefulness = mDisplayGroupPowerStateMapper.getWakefulnessLocked(groupId);
final int wakeLockSummary = mDisplayGroupPowerStateMapper.getWakeLockSummaryLocked(groupId);
if (wakefulness == WAKEFULNESS_ASLEEP || sQuiescent) {
// 1. 系統(tǒng)處于休眠狀態(tài)，任何喚醒鎖都不起作用，屏幕會進入關(guān)閉狀態(tài)
return DisplayPowerRequest.POLICY_OFF;
} else if (wakefulness == WAKEFULNESS_DOZING) {
// 2. 系統(tǒng)處于 doze 狀態(tài)，PowerManager.DRAW_WAKE_LOCK 會讓屏幕進入 doze 狀態(tài)
// 當(dāng) dream manager 成功啟動 doze dream，才會獲取 PowerManager.DRAW_WAKE_LOCK，此時系統(tǒng)才真正進入 doze 狀態(tài)
if ((wakeLockSummary & WAKE_LOCK_DOZE) != 0) {
return DisplayPowerRequest.POLICY_DOZE;
}
if (mDozeAfterScreenOff) {
return DisplayPowerRequest.POLICY_OFF;
}
}
if (mIsVrModeEnabled) {
return DisplayPowerRequest.POLICY_VR;
}
// 下面處理的是系統(tǒng)處于喚醒和屏保狀態(tài)，都是亮屏的狀態(tài)
// 3. PowerManager.FULL_WAKE_LOCK 和 PowerManager.SCREEN_BRIGHT_WAKE_LOCK 會
// 讓屏幕處于亮屏狀態(tài)
if ((wakeLockSummary & WAKE_LOCK_SCREEN_BRIGHT) != 0
|| !mBootCompleted
|| (mDisplayGroupPowerStateMapper.getUserActivitySummaryLocked(groupId)
& USER_ACTIVITY_SCREEN_BRIGHT) != 0
|| mScreenBrightnessBoostInProgress) {
return DisplayPowerRequest.POLICY_BRIGHT;
}
// 4. PowerManager.SCREEN_DIM_WAKE_LOCK 允許屏幕變暗
// 當(dāng)屏幕快要超時時，會進入變暗的狀態(tài)，此時持有 PowerManager.SCREEN_DIM_WAKE_LOCK 會保持屏幕
// 一直處于 dim 狀態(tài)
return DisplayPowerRequest.POLICY_DIM;
}
從獲取請求策略的過程，我們可以看到，當(dāng)系統(tǒng)處于不同的狀態(tài)，不同的喚醒鎖，是如何影響屏幕狀態(tài)的。
例如，PowerManager.FULL_WAKE_LOCK 和 PowerManager.SCREEN_BRIGHT_WAKE_LOCK 會保證屏幕一直處于亮屏狀態(tài)，而 PowerManager.SCREEN_DIM_WAKE_LOCK 會保證屏幕也處于亮屏狀態(tài)，但是允許變暗。
喚醒鎖保持 CPU 運行
private void updateSuspendBlockerLocked() {
// 1. 檢測是否有喚醒鎖需要保持 CPU 運行
final boolean needWakeLockSuspendBlocker = ((mWakeLockSummary & WAKE_LOCK_CPU) != 0);
// 2. 檢測屏幕的某些狀態(tài)是否需要保持 CPU 運行
final boolean needDisplaySuspendBlocker = needDisplaySuspendBlockerLocked();
final boolean autoSuspend = !needDisplaySuspendBlocker;
final int[] groupIds = mDisplayGroupPowerStateMapper.getDisplayGroupIdsLocked();
boolean interactive = false;
for (int id : groupIds) {
interactive |= mDisplayGroupPowerStateMapper.getPowerRequestLocked(id).isBrightOrDim();
}
// mDecoupleHalAutoSuspendModeFromDisplayConfig 默認(rèn)為 false
if (!autoSuspend && mDecoupleHalAutoSuspendModeFromDisplayConfig) {
setHalAutoSuspendModeLocked(false);
}
// 3. 向底層獲取鎖，保證 CPU 運行
// First acquire suspend blockers if needed.
if (needWakeLockSuspendBlocker && !mHoldingWakeLockSuspendBlocker) {
mWakeLockSuspendBlocker.acquire();
mHoldingWakeLockSuspendBlocker = true;
}
if (needDisplaySuspendBlocker && !mHoldingDisplaySuspendBlocker) {
mDisplaySuspendBlocker.acquire();
mHoldingDisplaySuspendBlocker = true;
}
// mDecoupleHalInteractiveModeFromDisplayConfig 默認(rèn)為 false
if (mDecoupleHalInteractiveModeFromDisplayConfig) {
// ...
}
// 下面表示沒有對應(yīng)的喚醒鎖，就需要向底層釋放鎖
if (!needWakeLockSuspendBlocker && mHoldingWakeLockSuspendBlocker) {
mWakeLockSuspendBlocker.release();
mHoldingWakeLockSuspendBlocker = false;
}
if (!needDisplaySuspendBlocker && mHoldingDisplaySuspendBlocker) {
mDisplaySuspendBlocker.release();
mHoldingDisplaySuspendBlocker = false;
}
// mDecoupleHalAutoSuspendModeFromDisplayConfig 默認(rèn)為 flase
if (autoSuspend && mDecoupleHalAutoSuspendModeFromDisplayConfig) {
setHalAutoSuspendModeLocked(true);
}
}
如下幾個鎖會保持 CPU 運行
- PowerManager.PARTIAL_WAKE_LOCK(緩存的后臺進程 或 idle模式下，不處于白名單的進程，喚醒鎖無效)
- PowerManager.FULL_WAKE_LOCK（系統(tǒng)處于喚醒或屏保狀態(tài))
- PowerManager.SCREEN_BRIGHT_WAKE_LOCK（系統(tǒng)處于喚醒或屏保狀態(tài))
- PowerManager.SCREEN_DIM_WAKE_LOCK（系統(tǒng)處于喚醒或屏保狀態(tài))
- PowerManager.DOZE_WAKE_LOCK(系統(tǒng)處于doze狀態(tài))
- PowerManager.DRAW_WAKE_LOCK(系統(tǒng)處于doze狀態(tài))
屏幕的幾種狀態(tài)也需要保持 CPU 運行，請看下面代碼所展示的所有情況
private boolean needDisplaySuspendBlockerLocked() {
// 1. DisplayManagerService 正在處理請求， 需要保持 CPU 運行
if (!mDisplayGroupPowerStateMapper.areAllDisplaysReadyLocked()) {
return true;
}
// 2. 屏幕亮度正在增強中，需要保持 CPU 運行
if (mScreenBrightnessBoostInProgress) {
return true;
}
// When we transition to DOZING, we have to keep the display suspend blocker
// up until the Doze service has a change to acquire the DOZE wakelock.
// Here we wait for mWakefulnessChanging to become false since the wakefulness
// transition to DOZING isn't considered "changed" until the doze wake lock is
// acquired.
// 3. doze狀態(tài)的轉(zhuǎn)換中，需要保持 CPU 運行
if (getWakefulnessLocked() == WAKEFULNESS_DOZING && mDozeStartInProgress) {
return true;
}
final int[] groupIds = mDisplayGroupPowerStateMapper.getDisplayGroupIdsLocked();
for (int id : groupIds) {
final DisplayPowerRequest displayPowerRequest =
mDisplayGroupPowerStateMapper.getPowerRequestLocked(id);
// 3. 亮屏狀態(tài)下，需要保持 CPU 運行
// 屏幕處于點亮或者變暗的狀態(tài)，都是亮屏的狀態(tài)
if (displayPowerRequest.isBrightOrDim()) {
// If we asked for the screen to be on but it is off due to the proximity
// sensor then we may suspend but only if the configuration allows it.
// On some hardware it may not be safe to suspend because the proximity
// sensor may not be correctly configured as a wake-up source.
if (!displayPowerRequest.useProximitySensor || !mProximityPositive
|| !mSuspendWhenScreenOffDueToProximityConfig) {
return true;
}
}
// 4. 系統(tǒng)真正處于 doze 狀態(tài)，也需要保持 CPU 運行
// 因此需要在屏幕繪制一些東西，例如時間
if (displayPowerRequest.policy == DisplayPowerRequest.POLICY_DOZE
&& displayPowerRequest.dozeScreenState == Display.STATE_ON) {
// Although we are in DOZE and would normally allow the device to suspend,
// the doze service has explicitly requested the display to remain in the ON
// state which means we should hold the display suspend blocker.
return true;
}
}
// Let the system suspend if the screen is off or dozing.
return false;
}
為何屏幕的狀態(tài)有時候也需要 CPU 保持運行？舉個最簡單的例子，如果處于亮屏狀態(tài)，CPU 允許掛起的話，app 進程就無法運行了。
釋放鎖
// PowerManager.java
public void release() {
release(0);
}
/**
* Releases the wake lock with flags to modify the release behavior.
* <p>
* This method releases your claim to the CPU or screen being on.
* The screen may turn off shortly after you release the wake lock, or it may
* not if there are other wake locks still held.
* </p>
*
* @param flags Combination of flag values to modify the release behavior.
* Currently only {@link #RELEASE_FLAG_WAIT_FOR_NO_PROXIMITY} is supported.
* Passing 0 is equivalent to calling {@link #release()}.
*/
public void release(int flags) {
synchronized (mToken) {
if (mInternalCount > 0) {
// internal count must only be decreased if it is > 0 or state of
// the WakeLock object is broken.
mInternalCount--;
}
if ((flags & RELEASE_FLAG_TIMEOUT) == 0) {
mExternalCount--;
}
if (!mRefCounted || mInternalCount == 0) {
mHandler.removeCallbacks(mReleaser);
if (mHeld) {
Trace.asyncTraceEnd(Trace.TRACE_TAG_POWER, mTraceName, 0);
try {
mService.releaseWakeLock(mToken, flags);
} catch (RemoteException e) {
throw e.rethrowFromSystemServer();
}
mHeld = false;
}
}
if (mRefCounted && mExternalCount < 0) {
throw new RuntimeException("WakeLock under-locked " + mTag);
}
}
}
從這里我們可以驗證前面說的一個結(jié)論，mRefCounted 默認(rèn)為 true，表示喚醒鎖是引用計數(shù)的，如果多少獲取喚醒鎖，需要釋放相應(yīng)次數(shù)的喚醒鎖。如果不計數(shù)，那么只需要釋放一次。
現(xiàn)在看下服務(wù)端 PowerManagerService 是如何釋放鎖的
public void releaseWakeLock(IBinder lock, int flags) {
if (lock == null) {
throw new IllegalArgumentException("lock must not be null");
}
// 需要 android.Manifest.permission.WAKE_LOCK 權(quán)限
mContext.enforceCallingOrSelfPermission(android.Manifest.permission.WAKE_LOCK, null);
final long ident = Binder.clearCallingIdentity();
try {
releaseWakeLockInternal(lock, flags);
} finally {
Binder.restoreCallingIdentity(ident);
}
}
private void releaseWakeLockInternal(IBinder lock, int flags) {
synchronized (mLock) {
// 1. 找到服務(wù)端保存的喚醒鎖
int index = findWakeLockIndexLocked(lock);
if (index < 0) {
return;
}
WakeLock wakeLock = mWakeLocks.get(index);
// 延遲釋放 PowerManager.PROXIMITY_SCREEN_OFF_WAKE_LOCK
// 直到距離傳感器檢測到物體遠離
if ((flags & PowerManager.RELEASE_FLAG_WAIT_FOR_NO_PROXIMITY) != 0) {
mRequestWaitForNegativeProximity = true;
}
// 不再監(jiān)聽客戶端進程的死亡
wakeLock.mLock.unlinkToDeath(wakeLock, 0);
// 移除喚醒鎖
removeWakeLockLocked(wakeLock, index);
}
}
private void removeWakeLockLocked(WakeLock wakeLock, int index) {
// 2. 從數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中移除喚醒鎖
mWakeLocks.remove(index);
// 進程狀態(tài)中減少喚醒鎖的數(shù)量
UidState state = wakeLock.mUidState;
state.mNumWakeLocks--;
if (state.mNumWakeLocks <= 0 &&
state.mProcState == ActivityManager.PROCESS_STATE_NONEXISTENT) {
mUidState.remove(state.mUid);
}
// 記錄喚醒鎖被釋放的數(shù)據(jù)
notifyWakeLockReleasedLocked(wakeLock);
// 3. 處理 PowerManager.ON_AFTER_RELEASE
// 帶有這個 flag 的鎖，在釋放的時候，會更新用戶行為時間，從而可以延長亮屏的時間
applyWakeLockFlagsOnReleaseLocked(wakeLock);
// 4.標(biāo)記喚醒已經(jīng)改變，并更新電源狀態(tài)
mDirty |= DIRTY_WAKE_LOCKS;
updatePowerStateLocked();
}
PowerManagerService 移除喚醒鎖的過程一般如下
- 從數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中移除。
- 處于帶有 PowerManager.ON_AFTER_RELEASE 這個 flag 的喚醒鎖。在釋放帶有這個 flag 的喚醒鎖的時候，會更新用戶行為時間，從而可以延長亮屏的時間。
- 標(biāo)記喚醒鎖已經(jīng)改變，更新電源狀態(tài)。
距離傳感器鎖的原理，在看完本文后，大家可以自行分析。
現(xiàn)在來看下，釋放帶有 PowerManager.ON_AFTER_RELEASE 的喚醒鎖，是如何延長亮屏的時間的
private void applyWakeLockFlagsOnReleaseLocked(WakeLock wakeLock) {
// PowerManager.ON_AFTER_RELEASE 必須與如下的屏幕鎖一起使用
// PowerManager.FULL_WAKE_LOCK
// PowerManager.SCREEN_BRIGHT_WAKE_LOCK
// PowerManager.SCREEN_DIM_WAKE_LOCK
if ((wakeLock.mFlags & PowerManager.ON_AFTER_RELEASE) != 0
&& isScreenLock(wakeLock)) {
userActivityNoUpdateLocked(mClock.uptimeMillis(),
PowerManager.USER_ACTIVITY_EVENT_OTHER,
PowerManager.USER_ACTIVITY_FLAG_NO_CHANGE_LIGHTS,
wakeLock.mOwnerUid);
}
}
private boolean userActivityNoUpdateLocked(long eventTime, int event, int flags, int uid) {
boolean updatePowerState = false;
// 注意，PowerManager.ON_AFTER_RELEASE 影響了所有的 display group 的 用戶行為時間
// 那么也說明，它會導(dǎo)致所有的屏幕延長亮屏的時間
for (int id : mDisplayGroupPowerStateMapper.getDisplayGroupIdsLocked()) {
if (userActivityNoUpdateLocked(id, eventTime, event, flags, uid)) {
updatePowerState = true;
}
}
return updatePowerState;
}
// PowerManagerService.java
private boolean userActivityNoUpdateLocked(int groupId, long eventTime, int event, int flags,
int uid) {
// ...
try {
// ...
if ((flags & PowerManager.USER_ACTIVITY_FLAG_NO_CHANGE_LIGHTS) != 0) {
// ...
} else {
if (eventTime > mDisplayGroupPowerStateMapper.getLastUserActivityTimeLocked(
groupId)) {
// 記錄用戶行為的時間
mDisplayGroupPowerStateMapper.setLastUserActivityTimeLocked(groupId, eventTime);
// 標(biāo)記用戶活動有改變
mDirty |= DIRTY_USER_ACTIVITY;
if (event == PowerManager.USER_ACTIVITY_EVENT_BUTTON) {
mDirty |= DIRTY_QUIESCENT;
}
return true;
}
}
} finally {
Trace.traceEnd(Trace.TRACE_TAG_POWER);
}
return false;
}
處理 PowerManager.ON_AFTER_RELEASE 的過程，我們要注意以下幾點事情
- PowerManager.ON_AFTER_RELEASE 必須要與屏幕喚醒鎖 PowerManager.FULL_WAKE_LOCK, PowerManager.SCREEN_BRIGHT_WAKE_LOCK, PowerManager.SCREEN_DIM_WAKE_LOCK 一起使用.
- PowerManager.ON_AFTER_RELEASE 更新了所有屏幕分組的用戶行為時間，也就是說最終會導(dǎo)致所有屏幕都延長亮屏的時間。
- 更新用戶行為時間，根據(jù) PowerManagerService之自動滅屏 可知，用戶行為時間的更新，最終會導(dǎo)致延長亮屏的時間
結(jié)束
通過本文的分析，我們可以看到喚醒鎖是如何控制屏幕狀態(tài)，以及如何保持CPU運行。但是本文寫的比較簡潔，是因為很多東西已經(jīng)在前文分析過了，如果讀者看本文的時候，有點壓力，不妨再回頭看看前面的文章。
PowerManagerService 系列的文章，就此結(jié)束。雖然還有一些功能我并未分析，但是我寫的這些文章都是基礎(chǔ)，只要掌握基礎(chǔ)，其它功能的分析，豈不是信手拈來。
以上就是PowerManagerService之喚醒鎖的使用獲取創(chuàng)建示例解析的詳細內(nèi)容，更多關(guān)于PowerManagerService 喚醒鎖的資料請關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！
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