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概述
当设备插入充电且电量发生变化一段时间后，在Settings->Battery中和锁屏界面都会有”还需多长时间充满”提示，这里来分析下这个时长是如何获得的。
Settings中调用接口：
packages/apps/Settings/src/com/android/settings/fuelgauge/BatteryInfo.java
Final long chargeTime = stats.computeChargeTimeRemaining(elapsedRealtimeUs);KeyGuard中调用接口：
frameworks/base/packages/SystemUI/src/com/android/systemui/statusbar/KeyguardIndicationController.java
mBatteryInfo = IBatteryStats.Stub.asInterface(
ServiceManager.getService(BatteryStats.SERVICE_NAME));
chargingTimeRemaining = mBatteryInfo.computeChargeTimeRemaining();以上两种方式中，KeyGuard通过获得BatteryStatsService对象开始调用方法，Settings中则通过BatteryStatsImpl对象调用。但最终都调用的是BatteryStatsImpl中的computeChargeTimeRemaining(long)方法,先看BatteryStatsService中的computeChargeTimeRemaining()方法：
frameworks/base/services/core/java/com/android/server/am/BatteryStatsService.java
public long computeChargeTimeRemaining() {
synchronized (mStats) {
long time = mStats.computeChargeTimeRemaining(SystemClock.elapsedRealtime());
return time >= 0 ? (time/1000) : time;
}
}在这个方法中，获取了当前系统运行时间后，作为参数调用BatterStatsImpl中的方法，得到计算值并返回，因此，这个方法就是核心方法。该方法如下：
@Override
public long computeChargeTimeRemaining(long curTime) {
Slog.d(TAG,"computeChargeTimeRemaining()---start,mOnBattery="+mOnBattery);
//放电情况下直接返回-1
if (mOnBattery) {
// Not yet working.
return -1;
//mChargeStepTracker是充电记录器
//mNumStepDurations表示充电量的步数纸盒，每次开始充电，为0，之后每充一个电，该值加1
if (mChargeStepTracker.mNumStepDurations < 1) {
return -1;
}
//获取充一个电量的时间
long msPerLevel = mChargeStepTracker.computeTimePerLevel();
if (msPerLevel <= 0) {
return -1;
}
//充一个电的时间*距离充满还有多少电得到预估的时间
return (msPerLevel * (100-mCurrentBatteryLevel)) * 1000;
}在这个方法中，首先计算充一个电所需的时长，然后通过这个时长ｘ充满所需多少电得到总时长返回。
整个逻辑思路非常简单，但是其中的算法和逻辑相对来说比较难以理解，尤其是mChargeStepTracker这个对象是做什么的。因此，这里在分析是如何计算充一个电所需时长之前，先缕清楚电池信息是如何流转到BatteryStateImpl中的，这个流程搞清楚之后，之后的逻辑就不那么吃力了。
首先来看看上述方法中的mChargeStepTracker对象，它是LevelStepTracker类的一个实例，从名称来看就知道是负责电量等级跟踪的，这里先看下它的三个属性和构造方法：
public static final class LevelStepTracker {
public long mLastStepTime = -1;//上次充了一个电时的时间
public int mNumStepDurations;//充一个电的步数和，如电量由1充到2时该值为1，由2冲到3时该值为2,...
public final long[] mStepDurations;//充一个电所用时长的数组
public LevelStepTracker(int maxLevelSteps) {
mStepDurations = new long[maxLevelSteps];
}
public LevelStepTracker(int numSteps, long[] steps) {
mNumStepDurations = numSteps;
mStepDurations = new long[numSteps];
System.arraycopy(steps, 0, mStepDurations, 0, numSteps);
}mChargeStepTracker对象的初始化如下：
//实例化mChargeStepTracker
final LevelStepTracker mChargeStepTracker = new LevelStepTracker(MAX_LEVEL_STEPS);//200还有一个重要方法，会在稍后进行分析。
接下来看看computeChargeTimeRemaining（）中所需值的来源。
我们知道，在Framework层中和电池相关的有两个服务类，BatteryService是System服务之一，负责监听电池数据，它会获取由healthd上报的电池信息。BatteryStatsService则由AMS中启动，负责统计电池使用数据。当BatteryService中获取到新的电池数据时，将会通过setBatteryState()方法通知给BatteryStatsService以进行统计，因此，我们就从这个方法入手，看看当有电池数据上报时，它是如何处理的。
首先来看BatteryService中接收healthd中的上报信息后，通过setBatteryState()方法将电池数据传送给BatteryStatsService：
/frameworks/base/services/core/java/com/android/server/BatteryService.java
// Let the battery stats keep track of the current level.
try {
mBatteryStats.setBatteryState(mBatteryProps.batteryStatus, mBatteryProps.batteryHealth,
mPlugType, mBatteryProps.batteryLevel, mBatteryProps.batteryTemperature,
mBatteryProps.batteryVoltage, mBatteryProps.batteryChargeCounter,
mBatteryProps.batteryFullCharge);
} catch (RemoteException e) {
// Should never happen.
}而BatteryStatsService中的setBatteryState()方法又调用了BatteryStatsImpl的setBatteryStateLocked()方法，并在BatteryStatsImpl中进行最终的处理。setBatteryStateLocked()方法比较庞大，详细的解释都在注释中，代码如下:
public void setBatteryStateLocked(int status, int health, int plugType, int level,
int temp, int volt, int chargeUAh, int chargeFullUAh) {
//温度没有带符号位，如果存在负值，一律按0处理
temp = Math.max(0, temp);
//是否插有充电器，true表示没有插入任何充电器
final boolean onBattery = plugType == BATTERY_PLUGGED_NONE;
//获取当前系统时间
final long uptime = mClocks.uptimeMillis();
final long elapsedRealtime = mClocks.elapsedRealtime();
//开机第一次该值为false，之后恒为true
//因此此处做一些开机后的赋值，这些赋值将会在之后的逻辑中被覆盖
if (!mHaveBatteryLevel) {
mHaveBatteryLevel = true;
// We start out assuming that the device is plugged in (not
// on battery). If our first report is now that we are indeed
// plugged in, then twiddle our state to correctly reflect that
// since we won't be going through the full setOnBattery().
//插入充电器时为false，不插入充电器时为true
if (onBattery == mOnBattery) {
//进行置位操作
if (onBattery) {
//未插入充电器，移除标志
mHistoryCur.states &= ~HistoryItem.STATE_BATTERY_PLUGGED_FLAG;
} else {
//插入充电器，设置标志
mHistoryCur.states |= HistoryItem.STATE_BATTERY_PLUGGED_FLAG;
}
}
// Always start out assuming charging, that will be updated later.
//第一次进入时，假设当前处于充电状态，设置一个标志
mHistoryCur.states2 |= HistoryItem.STATE2_CHARGING_FLAG;
mHistoryCur.batteryStatus = (byte)status;//电池状态
mHistoryCur.batteryLevel = (byte)level;//电量等级
mHistoryCur.batteryChargeUAh = chargeUAh;//当前电量
//初始化在系统运行期间，所充的最大电量值、最小电量值、上一次充电的电量值
//如从23充电至50，则以上三值将分别为23,50,50.
mMaxChargeStepLevel = mMinDischargeStepLevel =
mLastChargeStepLevel = mLastDischargeStepLevel = level;
mLastChargingStateLevel = level;
//当前电量不等于新上报电量值 || 是否插入充电器有发生改变
} else if (mCurrentBatteryLevel != level || mOnBattery != onBattery) {
//如果充满电且未插入充电线，记录DailyItem
recordDailyStatsIfNeededLocked(level >= 100 && onBattery);
}
//将原来电池状态值保存在局部变量中
int oldStatus = mHistoryCur.batteryStatus;
if (onBattery) {//没有插入充电器，也即现在开始要放电了，标记当前电量为放电时电量
mDischargeCurrentLevel = level;
//记录在历史数据中
if (!mRecordingHistory) {
mRecordingHistory = true;
startRecordingHistory(elapsedRealtime, uptime, true);
}
} else if (level < 96) {//电量值小于96时
if (!mRecordingHistory) {
mRecordingHistory = true;
//记录在历史数据中
startRecordingHistory(elapsedRealtime, uptime, true);
}
}
//将level设置为当前电池电量
mCurrentBatteryLevel = level;
//初始化，该值表示放电中时插入充电时刻的电量
if (mDischargePlugLevel < 0) {
mDischargePlugLevel = level;
}
//"是否插入充电器"发生了改变
if (onBattery != mOnBattery) {
//将当前电池信息设置到mHistoryCur中
mHistoryCur.batteryLevel = (byte)level;
mHistoryCur.batteryStatus = (byte)status;
mHistoryCur.batteryHealth = (byte)health;
mHistoryCur.batteryPlugType = (byte)plugType;
mHistoryCur.batteryTemperature = (short)temp;
mHistoryCur.batteryVoltage = (char)volt;
//电池已充UAh数，如果小于上次记录值，说明在放电
if (chargeUAh < mHistoryCur.batteryChargeUAh) {
// Only record discharges
//获取消耗的电量
final long chargeDiff = mHistoryCur.batteryChargeUAh - chargeUAh;
//累加消耗了多少电量,mDischargeCounter是LongSamplingCounter的一个实例，用来统计放电总量
mDischargeCounter.addCountLocked(chargeDiff);
//累加在灭屏状态下消耗了多少电量
mDischargeScreenOffCounter.addCountLocked(chargeDiff);
if (isScreenDoze(mScreenState)) {
//累加在Doze状态下消耗了多少电量，Doze状态下也处于灭屏状态，但cpu未休眠
mDischargeScreenDozeCounter.addCountLocked(chargeDiff);
}
}
//将已充电量(UAh为单位)赋值给mHistoryCur属性值
mHistoryCur.batteryChargeUAh = chargeUAh;
//用来设置OnBattery相关
setOnBatteryLocked(elapsedRealtime, uptime, onBattery, oldStatus, level, chargeUAh);
} else {//"是否插入充电器"没有发生改变
boolean changed = false;
//电量发生改变
if (mHistoryCur.batteryLevel != level) {
mHistoryCur.batteryLevel = (byte)level;
changed = true;
// TODO(adamlesinski): Schedule the creation of a HistoryStepDetails record
// which will pull external stats.
//开始拉取外部设备（Wifi、BT、modem）的电池信息
scheduleSyncExternalStatsLocked("battery-level", ExternalStatsSync.UPDATE_ALL);
}
//电池状态发生改变
if (mHistoryCur.batteryStatus != status) {
mHistoryCur.batteryStatus = (byte)status;
changed = true;
}
//电池健康状态发生改变
if (mHistoryCur.batteryHealth != health) {
mHistoryCur.batteryHealth = (byte)health;
changed = true;
}
//充电类型发生改变
if (mHistoryCur.batteryPlugType != plugType) {
mHistoryCur.batteryPlugType = (byte)plugType;
changed = true;
}
//电池温度升高10度或降低10度
if (temp >= (mHistoryCur.batteryTemperature+10)
|| temp <= (mHistoryCur.batteryTemperature-10)) {
mHistoryCur.batteryTemperature = (short)temp;
changed = true;
}
//充电电压升高或者降低20v
if (volt > (mHistoryCur.batteryVoltage+20)
|| volt < (mHistoryCur.batteryVoltage-20)) {
mHistoryCur.batteryVoltage = (char)volt;
changed = true;
}
//已充电数升高或者降低10mAh
if (chargeUAh >= (mHistoryCur.batteryChargeUAh+10)
|| chargeUAh <= (mHistoryCur.batteryChargeUAh-10)) {
if (chargeUAh < mHistoryCur.batteryChargeUAh) {
// Only record discharges
final long chargeDiff = mHistoryCur.batteryChargeUAh - chargeUAh;
mDischargeCounter.addCountLocked(chargeDiff);
mDischargeScreenOffCounter.addCountLocked(chargeDiff);
if (isScreenDoze(mScreenState)) {
mDischargeScreenDozeCounter.addCountLocked(chargeDiff);
}
}
mHistoryCur.batteryChargeUAh = chargeUAh;
changed = true;
}
//modeBits是一个标志位，long类型共64bit
long modeBits = (((long)mInitStepMode) << STEP_LEVEL_INITIAL_MODE_SHIFT)//64-57位存储mInitStepMode
| (((long)mModStepMode) << STEP_LEVEL_MODIFIED_MODE_SHIFT)//56-49存储mModStepMode
| (((long)(level&0xff)) << STEP_LEVEL_LEVEL_SHIFT);//48-40存储当前电量
//没有插入充电器，即放电
if (onBattery) {
//在这个方法中会根据是否charging改变发送BatteryManager.ACTION_CHARGING/DISCHARGING广播
changed |= setChargingLocked(false);
//上次放电时的电量！=当前新电量&&放电过程中最小电量>当前新电量
if (mLastDischargeStepLevel != level && mMinDischargeStepLevel > level) {
//使用放电跟踪器记录放电时电量步数
mDischargeStepTracker.addLevelSteps(mLastDischargeStepLevel - level,
modeBits, elapsedRealtime);
//使用放电跟踪器记录放电时电量步数
mDailyDischargeStepTracker.addLevelSteps(mLastDischargeStepLevel - level,
modeBits, elapsedRealtime);
mLastDischargeStepLevel = level;
mMinDischargeStepLevel = level;
mInitStepMode = mCurStepMode;
mModStepMode = 0;
}
} else {//说明插有充电器
if (level >= 90) {
// If the battery level is at least 90%, always consider the device to be
// charging even if it happens to go down a level.
//如果电量大于等于90，则一律认为设备正在充电
changed |= setChargingLocked(true);
//上次充电时电量
mLastChargeStepLevel = level;
} if (!mCharging) {//没有进行充电
if (mLastChargeStepLevel < level) {
// We have not reporting that we are charging, but the level has now
// gone up, so consider the state to be charging.
//设置为放电
changed |= setChargingLocked(true);
mLastChargeStepLevel = level;
}
} else {
if (mLastChargeStepLevel > level) {
//如果上次充电时电量大于当前level，说明是没有进行充电
changed |= setChargingLocked(false);
mLastChargeStepLevel = level;
}
}
//这三个值不等，则说明没有进入以上if-else中，一般在充电且小于90时，每充一个level
//的电都会进入以下方法，进行记录
if (mLastChargeStepLevel != level && mMaxChargeStepLevel < level) {
//使用充电跟踪器记录充电时电量步数，这是计算电量充满时间的关机
mChargeStepTracker.addLevelSteps(level - mLastChargeStepLevel,
modeBits, elapsedRealtime);
//每日充电跟踪器记录充电时电量步数
mDailyChargeStepTracker.addLevelSteps(level - mLastChargeStepLevel,
modeBits, elapsedRealtime);
//上次充一个电时的电量
mLastChargeStepLevel = level;
mMaxChargeStepLevel = level;
mInitStepMode = mCurStepMode;
mModStepMode = 0;
}
}
if (changed) {//如果电池状态发生改变
//添加历史记录
addHistoryRecordLocked(elapsedRealtime, uptime);
}
}
//如果插入充电器且电池状态值为充满状态，说明此时点已经充满
if (!onBattery && status == BatteryManager.BATTERY_STATUS_FULL) {
mRecordingHistory = DEBUG;
}
// ...........
}这个方法可以说是非常大了，其中这个方法中还调用了如setOnBatteryLocked（）等方法，在这篇文章中就先不进行分析了。
在以上方法中，针对于计算还需多久充满这个场景，需要清楚以下一个对象及属性即可：
- 1.onBattery:该值表示是否插有充电装置(USB，AC等)，没有插入时为true，因此充电时该值为false。
- 2.mChargeStepTracker：LevelStepTracker类的一个实例，用来记录充电步数的一个跟踪器，计算时间时通过它记录的数据实现。
- 3.mChargeStepTracker.addLevelSteps():每充一格电，都会使用这个方法记录充电时长和步数。
在这个方法中，有如下一句：
mChargeStepTracker.addLevelSteps(level - mLastChargeStepLevel,
modeBits, elapsedRealtime);这里正是计算电池充满时间的关键方法，现在就来看看当有新的电量值时，mChargeStepTracker.addLevelSteps()中做了什么：
public void addLevelSteps(int numStepLevels, long modeBits, long elapsedRealtime) {
//暂存mNumStepDurations值，这个值已说过，表示充电量的步数和，每次开始充电，为0，之后每充一个电，该值加1
int stepCount = mNumStepDurations;
//暂存上次充一个电时刻的时间
final long lastStepTime = mLastStepTime;
//上次充满一个电时刻的时间>=0 && 当前电量-上次充电电量>0
if (lastStepTime >= 0 && numStepLevels > 0) {
//暂存每充一个电所需时长的数组
final long[] steps = mStepDurations;
//得到上次和这次的时长，即每充一个电量的时长
long duration = elapsedRealtime - lastStepTime;
//numStepLevels是每充一个电时的步数，所以是1，如12->13，numStepLevels=13-12=1
for (int i=0; i<numStepLevels; i++) {
//数组每次往后移动一位，会将新值写到step[0]
System.arraycopy(steps, 0, steps, 1, steps.length-1);
//时长除以步长，每充一个电的时长
long thisDuration = duration / (numStepLevels-i);
duration -= thisDuration;
if (thisDuration > STEP_LEVEL_TIME_MASK) {
thisDuration = STEP_LEVEL_TIME_MASK;
}
//将时长和modeBits信息保存在数据第一个元素，同时modeBits的值为高位41-64位的值
//在获取时长时，将通过steps[i] & STEP_LEVEL_TIME_MASK将高48位清0
steps[0] = thisDuration | modeBits;
}
stepCount += numStepLevels;//每次将充一个电时的步数累加
if (stepCount > steps.length) {
stepCount = steps.length;
}
}
//得到累加后新的步数
mNumStepDurations = stepCount;
//标记上次充一个电的时间
mLastStepTime = elapsedRealtime;
}在这个方法中，每次充一格电，都将会得到mStepDurations数组和mNumStepDurations，mStepDurations[0]中保存的是每次充一格电所需的时间，mNumStepDurations则表示每次充电所经历的步数之和，每充一格电，该值将会加1.
现在，我们再回到直接计算电量充满时间的computeChargeTimeRemaining()方法中，就容易理解多了，从之前的代码中来看，其计算公式可以用如下公式来表示：
电量充满时间 = 充一格电所需的时间 x (100-当前电量)
充一格电所需的时间通过mChargeStepTracker.computeTimePerLevel()获取，我们看看这个方法：
public long computeTimePerLevel() {
//充电步数数组
final long[] steps = mStepDurations;
//充电步数和
final int numSteps = mNumStepDurations;
// For now we'll do a simple average across all steps.
//说明此时没有完成充一个电
if (numSteps <= 0) {
return -1;
}
long total = 0;
for (int i=0; i<numSteps; i++) {
//高位清零,得到实际时间，因为在计算时使用了step[0]=thisDuration | modeBits.
total += steps[i] & STEP_LEVEL_TIME_MASK;//0x000000ffffffffffL
}
//获取一个每充一个电的平均时间值并返回
return total / numSteps;
}这个方法得到所有充电持续时间的平均值后返回给computeChargeTimeRemaining（）方法，最终通过这个平均时间值乘以剩余需要的充电量从而得到预估时间。