Android 的電源管理也是很重要的一部分。比如在待機的時候關掉不用的設備，timeout之后的屏幕和鍵盤背光的關閉，用戶操作的時候該打開多少設備等等，這些都直接關系到產品的待機時間，以及用戶體驗。

　　framework層主要有這兩個文件：

　　frameworks\base\core\java\android\os\PowerManager.java

　　frameworks\base\services\java\com\android\server\PowerManagerService.java

　　其中PowerManager.java是提供給應用層調用的，最終的核心還是在PowerManagerService.java。這個類的作用就是提供PowerManager的功能，以及整個電源管理狀態機的運行。里面函數和類比較多，就從對外和對內分兩塊來說。

　　先說對外，PowerManagerService如何來進行電源管理，那就要有外部事件的時候去通知它，這個主要是在frameworks\base \services\java\com\android\server\WindowManagerService.java里面。 WindowManagerService會把用戶的點擊屏幕，按鍵等作為user activity事件來調用userActivity函數，PowerManagerService就會在userActivity里面判斷事件類型作出反映，是點亮屏幕提供操作，還是完全不理會，或者只亮一下就關掉。供WindowManagerService調用的方法還有gotoSleep和其他一些獲取電源狀態的函數比如screenIsOn等等。

　　在說對內，作為對外接口的userActivity方法主要是通過setPowerState來完成功能。把要設置的電源狀態比如開關屏幕背光什么的作為參數調用setPowerState，setPowerState先判斷下所要的狀態能不能完成，比如要點亮屏幕的話但是現在屏幕被lock了那就不能亮了，否則就可以調用Power.setScreenState（true）來透過jni跑到driver里面去點亮屏幕了。

　　而電源的狀態循環則主要是通過Handler來實現的。PowerManagerService在init里面會啟動一個HandlerThread一個后臺消息循環來提供任務的延遲發送，就可以使用Handler來在定制推遲某一任務的執行時間，從而實現狀態機的循環。比如timeout，一段時間之后無操作要讓屏幕變暗，然后關閉，反映在代碼里如下：

　　userActivity里面在調用setPowerState之后會用setTimeoutLocked來設置timeout。然后在 setTimeoutLocked里面會根據當前的狀態來計算下一個狀態以及時間，判斷完再調用 mHandler.postAtTime（mTimeoutTask， when）來post一個TimeoutTask。這樣在when毫秒后就會執行TimeoutTask。在TimeoutTask里面則根據設定的狀態來調用setPowerState來改變電源狀態，然后再設定新的狀態，比如現在是把屏幕從亮改暗了，那就再用 setTimeoutLocked（now， SCREEN_OFF）來等下把屏幕完全關掉。如果這次已經是把屏幕關了，那這輪的timeout狀態循環就算是結束了。

　　如果要定制的話，比如需求是在timeout屏幕關掉之后還要再關掉一些外圍設備等等，那就在TimeoutTask里面把屏幕關掉之后再加上關閉其他設備的代碼就好了。即使新的狀態需求完全和原來的不一樣，用Handler應該也不難。邏輯理清了把代碼擺在合適的地方就好了。

　　Android 的電源管理也是很重要的一部分。比如在待機的時候關掉不用的設備，timeout之后的屏幕和鍵盤背光的關閉，用戶操作的時候該打開多少設備等等，這些都直接關系到產品的待機時間，以及用戶體驗。

　　framework層主要有這兩個文件：

　　frameworks\base\core\java\android\os\PowerManager.java

　　frameworks\base\services\java\com\android\server\PowerManagerService.java

　　其中PowerManager.java是提供給應用層調用的，最終的核心還是在PowerManagerService.java。這個類的作用就是提供PowerManager的功能，以及整個電源管理狀態機的運行。里面函數和類比較多，就從對外和對內分兩塊來說。

　　先說對外，PowerManagerService如何來進行電源管理，那就要有外部事件的時候去通知它，這個主要是在frameworks\base \services\java\com\android\server\WindowManagerService.java里面。 WindowManagerService會把用戶的點擊屏幕，按鍵等作為user activity事件來調用userActivity函數，PowerManagerService就會在userActivity里面判斷事件類型作出反映，是點亮屏幕提供操作，還是完全不理會，或者只亮一下就關掉。供WindowManagerService調用的方法還有gotoSleep和其他一些獲取電源狀態的函數比如screenIsOn等等。

　　在說對內，作為對外接口的userActivity方法主要是通過setPowerState來完成功能。把要設置的電源狀態比如開關屏幕背光什么的作為參數調用setPowerState，setPowerState先判斷下所要的狀態能不能完成，比如要點亮屏幕的話但是現在屏幕被lock了那就不能亮了，否則就可以調用Power.setScreenState（true）來透過jni跑到driver里面去點亮屏幕了。

　　而電源的狀態循環則主要是通過Handler來實現的。PowerManagerService在init里面會啟動一個HandlerThread一個后臺消息循環來提供任務的延遲發送，就可以使用Handler來在定制推遲某一任務的執行時間，從而實現狀態機的循環。比如timeout，一段時間之后無操作要讓屏幕變暗，然后關閉，反映在代碼里如下：

　　userActivity里面在調用setPowerState之后會用setTimeoutLocked來設置timeout。然后在 setTimeoutLocked里面會根據當前的狀態來計算下一個狀態以及時間，判斷完再調用 mHandler.postAtTime（mTimeoutTask， when）來post一個TimeoutTask。這樣在when毫秒后就會執行TimeoutTask。在TimeoutTask里面則根據設定的狀態來調用setPowerState來改變電源狀態，然后再設定新的狀態，比如現在是把屏幕從亮改暗了，那就再用 setTimeoutLocked（now， SCREEN_OFF）來等下把屏幕完全關掉。如果這次已經是把屏幕關了，那這輪的timeout狀態循環就算是結束了。

　　如果要定制的話，比如需求是在timeout屏幕關掉之后還要再關掉一些外圍設備等等，那就在TimeoutTask里面把屏幕關掉之后再加上關閉其他設備的代碼就好了。即使新的狀態需求完全和原來的不一樣，用Handler應該也不難。邏輯理清了把代碼擺在合適的地方就好了。

　　總體上來說Android的電源管理還是比較簡單的， 主要就是通過鎖和定時器來切換系統的狀態，使系統的功耗降至最低，整個系統的電源管理架構圖如下： （注該圖來自Steve Guo）

　　接下來我們從Java應用層面， Android framework層面， Linux內核層面分別進行詳細的討論：

　　應用層的使用：

　　Android提供了現成android.os.PowerManager類，該類用于控制設備的電源狀態的切換。

　　該類對外有三個接口函數：

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

　　Note：

　　嘗試在應用層調用該函數，卻不能成功，出現的錯誤好象是權限不夠， 但在Framework下面的Service里調用是可以的。

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

　　flags參數說明：

　　PARTIAL_WAKE_LOCK： Screen off， keyboard light off

　　SCREEN_DIM_WAKE_LOCK： screen dim， keyboard light off

　　SCREEN_BRIGHT_WAKE_LOCK： screen bright， keyboard light off

　　FULL_WAKE_LOCK： screen bright， keyboard bright

　　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：

　　如果申請了partial wakelock，那么即使按Power鍵，系統也不會進Sleep，如Music播放時

　　如果申請了其它的wakelocks，按Power鍵，系統還是會進Sleep

　　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.

　　Sample code：

　　PowerManager pm = （PowerManager）getSystemService（Context.POWER_SERVICE）;

　　PowerManager.WakeLock wl = pm.newWakeLock （PowerManager.SCREEN_DIM_WAKE_LOCK， “My Tag”）;

　　wl.acquire（）;

　　……。

　　wl.release（）;

　　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. 所有的鎖必須成對的使用，如果申請了而沒有及時釋放會造成系統故障。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。

　　Android Framework層面：

　　其主要代碼文件如下：

　　frameworks\base\core\java\android\os\PowerManager.java

　　frameworks\base\services\java\com\android\server\PowerManagerService.java

　　frameworks\base\core\java\android\os\Power.java

　　frameworks\base\core\jni\android_os_power.cpp

　　hardware\libhardware\power\power.c

　　其中PowerManagerService.java是核心， Power.java提供底層的函數接口，與JNI層進行交互， JNI層的代碼主要在文件android_os_Power.cpp中，與Linux kernel交互是通過Power.c來實現的， Andriod跟Kernel的交互主要是通過sys文件的方式來實現的，具體請參考Kernel層的介紹。

　　這一層的功能相對比較復雜，比如系統狀態的切換，背光的調節及開關，Wake Lock的申請和釋放等等，但這一層跟硬件平臺無關，而且由Google負責維護，問題相對會少一些，有興趣的朋友可以自己查看相關的代碼。

　　Kernel層：

　　其主要代碼在下列位置：

　　drivers/android/power.c

　　其對Kernel提供的接口函數有

　　EXPORT_SYMBOL（android_init_suspend_lock）; //初始化Suspend lock，在使用前必須做初始化

　　EXPORT_SYMBOL（android_uninit_suspend_lock）; //釋放suspend lock相關的資源

　　EXPORT_SYMBOL（android_lock_suspend）; //申請lock，必須調用相應的unlock來釋放它

　　EXPORT_SYMBOL（android_lock_suspend_auto_expire）;//申請partial wakelock， 定時時間到后會自動釋放

　　EXPORT_SYMBOL（android_unlock_suspend）; //釋放lock

　　EXPORT_SYMBOL（android_power_wakeup）; //喚醒系統到on

　　EXPORT_SYMBOL（android_register_early_suspend）; //注冊early suspend的驅動

　　EXPORT_SYMBOL（android_unregister_early_suspend）; //取消已經注冊的early suspend的驅動

　　提供給Android Framework層的proc文件如下：

　　“/sys/android_power/acquire_partial_wake_lock” //申請partial wake lock

　　“/sys/android_power/acquire_full_wake_lock” //申請full wake lock

　　“/sys/android_power/release_wake_lock” //釋放相應的wake lock

　　“/sys/android_power/request_state” //請求改變系統狀態，進standby和回到wakeup兩種狀態

　　“/sys/android_power/state” //指示當前系統的狀態

　　Android的電源管理主要是通過Wake lock來實現的，在最底層主要是通過如下三個隊列來實現其管理：

　　static LIST_HEAD（g_inactive_locks）;

　　static LIST_HEAD（g_active_partial_wake_locks）;

　　static LIST_HEAD（g_active_full_wake_locks）;

　　所有初始化后的lock都會被插入到g_inactive_locks的隊列中，而當前活動的partial wake lock都會被插入到g_active_partial_wake_locks隊列中， 活動的full wake lock被插入到g_active_full_wake_locks隊列中， 所有的partial wake lock 和full wake lock在過期后或unlock后都會被移到inactive的隊列，等待下次的調用。

　　在Kernel層使用wake lock步驟如下：

　　1. 調用函數android_init_suspend_lock初始化一個wake lock

　　2. 調用相關申請lock的函數android_lock_suspend 或 android_lock_suspend_auto_expire請求lock，這里只能申請partial wake lock， 如果要申請Full wake lock，則需要調用函數android_lock_partial_suspend_auto_expire（該函數沒有EXPORT出來），這個命名有點奇怪，不要跟前面的android_lock_suspend_auto_expire搞混了。

　　3. 如果是auto expire的wake lock則可以忽略，不然則必須及時的把相關的wake lock釋放掉，否則會造成系統長期運行在高功耗的狀態。

　　4. 在驅動卸載或不再使用Wake lock時請記住及時的調用android_uninit_suspend_lock釋放資源。

　　系統的狀態：

　　USER_AWAKE， //Full on status

　　USER_NOTIFICATION， //Early suspended driver but CPU keep on

　　USER_SLEEP // CPU enter sleep mode

　　其狀態切換示意圖如下：

        系統正常開機后進入到AWAKE狀態， Backlight會從最亮慢慢調節到用戶設定的亮度，系統screen off timer（settings-》sound & display-》 Display settings -》 Screen timeout）開始計時，在計時時間到之前，如果有任何的activity事件發生，如Touch click， keyboard pressed等事件， 則將Reset screen off timer， 系統保持在AWAKE狀態。 如果有應用程序在這段時間內申請了Full wake lock，那么系統也將保持在AWAKE狀態， 除非用戶按下power key. 在AWAKE狀態下如果電池電量低或者是用AC供電screen off timer時間到并且選中Keep screen on while pluged in選項，backlight會被強制調節到DIM的狀態。

　　如果Screen off timer時間到并且沒有Full wake lock或者用戶按了power key，那么系統狀態將被切換到NOTIFICATION，并且調用所有已經注冊的g_early_suspend_handlers函數， 通常會把LCD和Backlight驅動注冊成early suspend類型，如有需要也可以把別的驅動注冊成early suspend， 這樣就會在第一階段被關閉。 接下來系統會判斷是否有partial wake lock acquired， 如果有則等待其釋放， 在等待的過程中如果有user activity事件發生，系統則馬上回到AWAKE狀態;如果沒有partial wake lock acquired， 則系統會馬上調用函數pm_suspend關閉其它相關的驅動， 讓CPU進入休眠狀態。

　　系統在Sleep狀態時如果檢測到任何一個Wakeup source， 則CPU會從Sleep狀態被喚醒，并且調用相關的驅動的resume函數，接下來馬上調用前期注冊的early suspend驅動的resume函數，最后系統狀態回到AWAKE狀態。這里有個問題就是所有注冊過early suspend的函數在進Suspend的第一階段被調用可以理解，但是在resume的時候， Linux會先調用所有驅動的resume函數，而此時再調用前期注冊的early suspend驅動的resume函數有什么意義呢？個人覺得android的這個early suspend和late resume函數應該結合Linux下面的suspend和resume一起使用，而不是單獨的使用一個隊列來進行管理.