Android耗电量 - bugreport & Battery Historian

随着Mobile App应用的不断演进，我们已经不能满足于仅仅实现功能，同时还要追求更高的质量和性能，因此耗电量、CPU占有率等性能问题显得越来越重要。而以耗电量来举例，其性能问题是与硬件离不开的，即要排查识别高耗能硬件，通过软件的方式，来排查，是哪些操作或者代码使得硬件在疯狂耗能，并定位问题后进行解决。关于Android App耗电量问题的定位方式有很多种方法，具体介绍见这里，本文主要讲解其中最为常用的一种方式，即通过 Bugreport 和 Battery Historian 分析。

一. 生成bugreport

Bug Report 包含各种能够帮助我们修复Bug的设备日志，堆栈跟踪和其他一些诊断信息。可以通过命令adb bugreport来获取bugreport文件信息：

对于Android 7.0及以上，生成bugreport文件到指定目录

adb bugreport <bug_report_path>

若不指定路径，则会生成到local目录

对于Android 7.0及以上，为指定设备生成bugreport

adb devices

adb -s <device_serial_number> bugreport

对于Android 6.0及以下

adb bugreport > <bugreport_name>.txt

二. bugreport 目录结构

bugreport 目录结构

通过adb命令生成的通常是一个ZIP文件，且该文件命名为bugreport-<BUILD_ID>-<DATE>.zip，解压缩后，该文件夹中包含多个文件：

bugreport-<BUILD_ID>-<DATE>.txt: 最重要的文件，输出的诊断信息，包含：系统服务(dumpsys)，错误日志(dumpstate)，和系统日志信息(logcat)
version.txt: Android 的发布号
systrace.txt: 如果系统systrace是可用的，则会包含这个文件，关于Systrace tool的介绍见官网
FS 文件夹：dumpstate工具会将设备文件系统下的文件拷贝到FS文件夹下

三. Battery Historian

根据上面的内容可知，bugreport的生成非常简单，目录结构也很好理解，但问题是，这个生成的文件非常庞大，包含的信息量也很大，关于具体解析bug report的文件见官网，可以感受到其中的痛苦，因此Google针对Android5.0(API21)以上的系统开发了一个分析工具Battery Historian来解析bugreport文件，并用web图形的形式展示出来。

Battery Historian工具需要使用bugreport中的 Battery History数据，我们可以在bugreport.txt中找到Battery History 数据拦的信息：

DUMP OF SERVICE batterystats:
Battery History (0% used, 192 used of 256KB, 6 strings using 280): 0 (10) RESET:TIME: 2018-07-24-15-58-31 0 (2) 100 c41000e1 status=discharging health=good plug=none temp=300 volt=4326 charge=0 +running +wake_lock +wifi_radio +screen phone_state=off phone_signal_strength=great brightness=dim +wifi_running +wifi wifi_signal_strength=3 wifi_suppl=completed top=u0a1404:"com.thoughtworks.zion.host.demo" 0 (2) 100 c41000e1 user=0:"0" 0 (2) 100 c41000e1 userfg=0:"0" +1s605ms (1) 100 c41000e1 wifi_signal_strength=2 +4s617ms (1) 100 c41000e1 wifi_signal_strength=3 +15s166ms (2) 100 c41000e1 -top=u0a1404:"com.thoughtworks.zion.host.demo" +15s166ms (2) 100 cc1000e1 +wifi_scan +top=u0a58:"com.huawei.android.launcher" +16s417ms (2) 100 c41000e1 -wifi_scan -top=u0a58:"com.huawei.android.launcher" +16s660ms (2) 100 c41000e1 +top=u0a1403:"com.huawei.works" +16s794ms (2) 100 c41000e1 pkgactive=u0a1403:"com.huawei.works" +37s742ms (1) 100 cc1000e1 +wifi_scan +38s275ms (1) 100 c41000e1 -wifi_scan +52s773ms (1) 100 c41000e1 wifi_signal_strength=2 +57s744ms (1) 100 cc1000e1 +wifi_scan +58s283ms (1) 100 c41000e1 -wifi_scan +59s405ms (2) 100 c41000e1 stats=0:"remove-uid" +59s990ms (2) 100 c41000e1 temp=310 volt=4280 +1m01s804ms (1) 100 c41000e1 wifi_signal_strength=3 +1m30s293ms (2) 100 c41000e1 stats=0:"battery-state" +1m30s310ms (3) 100 c41800e1 status=full plug=usb temp=320 volt=4286 +plugged

四. 安装 Battery Historian

这里主要使用Docker，具体步骤如下：

安装Docker
直接在官网安装或者通过在terminal中输入brew cask install docker直接安装
在docker中运行Battery Historian的镜像，如果没有运行过这个镜像，则会自动下载并安装，可以更改<port>端口，该端口指的是映射到本地的端口

docker run -p <port>:9999 gcr.io/android-battery-historian/stable:3.0 --port 9999

若系统为Linux或者Mac OS X，在浏览器中访问http://localhost:<port>，能看到如下页面，则安装成功

若系统为Windows，在步骤2之后还要进行以下几步：
（1）在BIOS系统中启动虚拟化
(2) 启动docker后，它会告诉你机器正在使用的IP地址，例如，IP地址是123.456.78.90，则可以在 http://123.456.78.90:<port>访问Historian

五. 使用Battery Historian打开bugreport

运行 Battery Historian
USB连接设备
关闭正在运行的adb server

adb kill-server

重启adb并检查已连接的设备

adb devices

重置电池统计信息和历史记录

adb shell dumpsys batterystats --reset

让系统记录所有的的WakeLock信息

adb shell dumpsys batterystats --enable full-wake-history

一般情况下,设备空闲,屏幕关闭,最后CPU停止运行,wake_lock可以阻止CPU休眠,比如后台持续下载.该维度只记录第一个使用wake_lock的app,如果需要记录所有的，使用上面命令

拔出USB，对手机进行操作想要统计的应用，耗电记录会在后台统计手机的耗电情况
操作完毕后，连接USB，并通过adb bugreport命令生成bugreport文件，将该文件上传到localhost:<port>界面中，就可以开始分析了，生成的图片类似如下：
最后不要忘了关闭全量记录唤醒。保持开启会造成性能问题，除非在电量收集阶段，否则建议保持关闭。

adb shell dumpsys batterystats --disable full-wake-history

六. 使用Battery Historian查看数据

Bugreport文件包含整个手机的运行情况，而不是针对某一个特定的App，因此使用Battery Historian查看的情况也如此，需要注意当前展示的数据是选中的App还是全部App的叠加信息。默认显示的图表是全部App的叠加信息，当选中某个App时，图表可能会有所不同，同时，图表左侧Y轴的指标字体会加粗，表示这几个数据在选中后，数据会变为选中App的数据，而其他数据仍然是全部数据。

1.使用Battery Historian 图表查看数据

Battery Historian 的图表显示了一段时间内与耗电量相关的事件，如图所示Battery Historian图表的一个例子：

bugreport图表

其中标号的意义是：

标号1：从下拉列表中添加其他指标；
标号2：将鼠标悬停在信息图标上可以查看有关每个指标的详细信息，包括图表中使用的不同颜色代表意义的介绍；
标号3：将鼠标悬停在某个条目上可以查看该指标的更多详细信息，以及时间线上特定点的耗电量信息；

2.查看指定App数据

Battery Historian除了能够提供宏观的系统层面的信息，还能够提供针对指定App的可视化数据和表格信息，这表格主要信息包括：

Device estimated power use等基本信息
Networks Information：app网络信息
Wakelocks：唤醒锁信息，一般和业务强相关
Services：服务信息，查看App开启的services信息
Process info：进程信息

Battery Historian图表下为数据分析，包括三个Tab，如下图所示，可以查看App更多信息：

数据分析Tab

其中，标号所代表的意义是：

标号1：System Stats 分组包含系统级别的数据，比如屏幕亮度等。这一栏显示了系统发生的总体情况，可以用来测试是否存在外部影响事件；
标号2：App Stats分组包含针对指定APP的详细信息；
标号3：可以根据不同的分类标准对APP进行排序；
标号4：在下拉列表中选择指定的APP后可在App Stats中查看具体信息，App Stats所展示的都是所选定App产生的数据，不会受到外部因素的影响；

作者：sunnyaxin
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来源：简书
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